巖棉在建筑上的應(yīng)用第一稿

巖棉在建筑上的應(yīng)用

一、巖棉行業(yè)概況9/14/2023礦物棉家族成員巖棉是礦物棉的一種，具有體積密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸聲性能好，不燃耐熱、耐腐蝕，不怕蟲蛀等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于建筑和工業(yè)設(shè)備、管道、窯爐的絕熱、防火和吸聲作用。您還知道哪些礦物棉？世界巖棉市場情況9/14/2023北美南美非洲歐洲亞洲澳洲北美洲生產(chǎn)礦棉約100萬噸，玻璃棉為主，巖棉約10萬噸歐洲生產(chǎn)巖棉約240萬噸亞洲中國生產(chǎn)巖棉195萬噸，玻璃棉74萬噸；日本生產(chǎn)巖礦棉25萬噸澳洲生產(chǎn)巖棉約5萬噸中國巖棉行業(yè)發(fā)展歷程1981年，我國第一條巖棉生產(chǎn)線在北京新型建筑材料廠（北新建材前身）建成投產(chǎn)。這條生產(chǎn)淺是從瑞典引進(jìn)的,設(shè)計(jì)年產(chǎn)量1.63萬噸，由南玻院負(fù)責(zé)建設(shè)，通過科技攻關(guān)，形成一系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和技術(shù)轉(zhuǎn)化成果。1986年上海新型建材礦棉廠從日本日東紡織株式會(huì)社引進(jìn)一條礦棉生產(chǎn)線。

自80年代起，隨著幕墻建筑的廣泛應(yīng)用，相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)開始頒布實(shí)施，巖棉開始逐漸應(yīng)用在建筑節(jié)能領(lǐng)域。1995年CSR進(jìn)入中國，經(jīng)過十幾年耕耘和積累，CSR已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)巖棉產(chǎn)品的佼佼者。1996年南京凱華保溫材料有限公司成立。2000年之后，國內(nèi)巖棉消費(fèi)的巨大市場已經(jīng)啟動(dòng)，出口不再是需求的主要來源，河北、上海、南京等地區(qū)的中小型礦棉企業(yè)開始逐漸發(fā)展起來。2008年以來，隨著高層建筑重大火災(zāi)事故的出現(xiàn)，主管部門相繼頒發(fā)了46號(hào)文和65號(hào)文，大大刺激了巖棉建筑市場，掀起了巖棉投資熱潮。2010年7月6日西斯?fàn)柤瘓F(tuán)其亞洲區(qū)業(yè)務(wù)出售給Rockwool集團(tuán)，世界最大的巖棉企業(yè)正式進(jìn)入中國市場。2013年起，巖棉產(chǎn)能集中釋放，價(jià)格大幅回落，行業(yè)進(jìn)入調(diào)整期。我國巖、礦棉產(chǎn)能情況

目前，我國巖礦棉產(chǎn)能約400萬噸，生產(chǎn)線300余條，具有年產(chǎn)2萬噸以上生產(chǎn)線約90條，先進(jìn)產(chǎn)能約188萬噸，產(chǎn)品能達(dá)到墻用巖棉要求的約100萬噸，已經(jīng)超過外墻保溫50-75萬噸巖棉年需求量，供過于求。巖棉行業(yè)發(fā)展趨勢1、2012年工業(yè)和信息化部發(fā)布了《巖棉行業(yè)準(zhǔn)入條件》中能源消耗規(guī)定：新建巖棉項(xiàng)目總規(guī)模不得低于4萬噸/年，單線規(guī)模不得低于2萬噸/年，改擴(kuò)建巖棉項(xiàng)目總規(guī)模不得低于2萬噸/年。噸產(chǎn)品綜合能耗不得高于450kgce/t。（根據(jù)洛科威2013年可持續(xù)發(fā)展報(bào)告顯示，其噸巖棉能耗約為256kgce/t）2、年產(chǎn)2萬噸以上的新線已經(jīng)達(dá)到90條以上，先進(jìn)產(chǎn)能達(dá)到200萬噸以上，產(chǎn)能集中釋放，一定程度上供大于求，造成價(jià)格走低。3、巖棉產(chǎn)品平均質(zhì)量水平得到大幅度提高，龍頭企業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)先優(yōu)勢不明顯。4、巖棉外墻薄抹灰保溫市場沒有如預(yù)期增長，巖棉企業(yè)需要不斷深化制品加工、開發(fā)更多新產(chǎn)品，開發(fā)巖棉制品應(yīng)用領(lǐng)域。巖棉企業(yè)裝備情況目前，巖棉生產(chǎn)設(shè)備制造大致為兩個(gè)流派。一是歐洲流派，其特點(diǎn)是生產(chǎn)高酸度系數(shù)的巖棉，其熔制爐較長，成纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，集棉系統(tǒng)以三角網(wǎng)帶為主，板厚可到300mm。意大利集中了集成設(shè)備供應(yīng)商，主要為STM公司、GAMMA公司和ROMA公司，且較早的打開中國市場。代表廠家：ROCKWOOL、金隅、魯陽、櫻花大豐、凱華另一個(gè)是亞洲流派，其特點(diǎn)是以礦渣棉和粒狀棉生產(chǎn)為主導(dǎo)，熔制時(shí)間短，集棉系統(tǒng)以鼓式為主。日本日東紡織公司是該流派的主導(dǎo)者,南玻院、中船重工702所則是國產(chǎn)生產(chǎn)線的代表。代表廠家：櫻花上海、北新建材、彤天、科沃、華能中天巖棉生產(chǎn)流程9/14/2023原料倉沖天爐擺錘打褶機(jī)固化爐切割機(jī)包裝機(jī)著名巖棉企業(yè)簡介1、上海櫻花上海新型建材巖棉有限公司是我國巖棉行業(yè)的先行者，船用巖棉獲MED、LR、GL、DNV、ABS、NK、CCS等船級(jí)社的認(rèn)可，部分建筑產(chǎn)品獲得歐盟CE認(rèn)證。該巖棉公司所擁有的“櫻花”牌和“ABM”牌巖棉在國內(nèi)外具有較高的知名度。公司原有日本日東紡織株式會(huì)社引進(jìn)整套巖棉生產(chǎn)線（北側(cè)巖棉生產(chǎn)線）和新建南側(cè)巖棉生產(chǎn)線合計(jì)4萬噸產(chǎn)能，目前大豐工廠新建2條意大利進(jìn)口巖棉生產(chǎn)線，總產(chǎn)能擴(kuò)大至15萬噸。

9/14/20232、魯陽股份（002088.SZ）公司是國內(nèi)最大的陶瓷纖維產(chǎn)品供應(yīng)商，具備20萬噸陶瓷纖維的生產(chǎn)能力。公司建設(shè)一條進(jìn)口意大利GAMMA公司巖棉生產(chǎn)線和一條國產(chǎn)生產(chǎn)線，生產(chǎn)線目前現(xiàn)已具備7萬噸的產(chǎn)能。

3、北新建材

北新建材是國內(nèi)最早引進(jìn)巖棉生產(chǎn)線的廠家，年生產(chǎn)能力6萬噸。獲得中國CCS、CE證書、美國FM認(rèn)證、英國勞氏、挪威DNA、美國ABS等多國船級(jí)社的認(rèn)證證書。9/14/20234、洛科威洛科威集團(tuán)是世界最大的巖棉創(chuàng)新產(chǎn)品和系統(tǒng)供應(yīng)商，總部位于丹麥，在30多個(gè)國家擁有22家工廠和超過10500名員工，2013年總營業(yè)額達(dá)170億元人民幣。其主要業(yè)務(wù)集中在歐洲，2010年收購CSR在廣州，泰國，馬來西亞的巖棉工廠和業(yè)務(wù)，并在中國天津、俄羅斯和印度開設(shè)新工廠，完成亞洲業(yè)務(wù)的布局，目前在北美洲進(jìn)行市場擴(kuò)張。2012年生產(chǎn)巖棉218萬噸。二、巖棉的性能及應(yīng)用9/14/2023巖棉產(chǎn)品分類

四種形態(tài)氈、縫氈板、帶管殼粒狀棉9/14/2023四個(gè)功能防火吸音保溫耐久巖棉應(yīng)用-工業(yè)、農(nóng)業(yè)、船舶工業(yè)用途：工業(yè)領(lǐng)域中各類工藝管線、工業(yè)設(shè)備、鍋爐以及儲(chǔ)罐等。農(nóng)業(yè)：作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要種植基材，特別適用于蔬菜、瓜果、花卉的工廠化生產(chǎn)。船舶：配以適當(dāng)?shù)馁N面材料用于甲板、艙壁以及引擎室、控制室等有較高防火要求的部位。巖棉應(yīng)用-建筑1、幕墻保溫2、外墻薄抹灰3、屋面保溫4、輕質(zhì)隔墻5、防火封堵固定方法9/14/2023巖棉標(biāo)準(zhǔn)9/14/2023標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB/T25975—2010建筑外墻外保溫用巖棉制品GB/T19686-2005建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品GB/T11835-2007絕熱用巖棉礦渣棉及其制品-2007巖棉板巖棉帶密度81-120kg密度＞121kg板密度81-100kg板密度101-160kg帶密度40-100kg帶密度101-160kg允許偏差密度，%/±15±10±15長度，mm+10,-3+10,-3+15,-3寬度，mm+5,-3+3,-3+5,-3+5,-3厚度，mm+3,-3+2,-2+5,-3±3+5,-3導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m.K)≤0.040≤0.048≤0.038≤0.040≤0.044≤0.043≤0.052≤0.049垂直于板面的抗拉強(qiáng)度，kPa7.5、10、15≥80當(dāng)有抗拉要求時(shí)，≥7.5渣球（≥0.25mm）含量，%≤10纖維平均直徑，um≤7酸度系數(shù)≥1.6/憎水率﹪≥98當(dāng)有防水要求時(shí)，≥98壓縮強(qiáng)度，kPa≥40當(dāng)密度大于160時(shí)，≥40/短期吸水量（部分浸入），kg/m2≤1.0/質(zhì)量吸濕率，﹪≤1.0≤5.0尺寸穩(wěn)定性，﹪長、寬、厚均≤1.0/燃燒性能級(jí)別A級(jí)抗拉強(qiáng)度影響因素9/14/20231、密度巖棉的抗拉強(qiáng)度隨密度的增加而增加，豎絲巖棉板抗拉強(qiáng)度是普通巖棉板抗拉強(qiáng)度的3倍以上。Kg/m3Kpa2、粘合劑用量抗拉強(qiáng)度隨著粘合劑用量的增加而增大。TensileS=-30.466+0.223Density+2.909BinderTensileS——垂直于板面抗拉強(qiáng)度density——密度，kg/m3Binder——粘合劑百分比，%3、纖維三維立體分布情況三維立體交錯(cuò)的增強(qiáng)可增加抗拉強(qiáng)度。4、熔體的酸度系數(shù)酸度系數(shù)增大，則抗拉強(qiáng)度增大。導(dǎo)熱系數(shù)影響因素9/14/20231、密度巖棉導(dǎo)熱系數(shù)隨密度的增大而減小。Kg/m3w/m.k2、溫度導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的增大而增大。原因可能是溫度升高導(dǎo)致材料固體分子和氣體分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。3、相對(duì)濕度導(dǎo)熱系數(shù)隨相對(duì)濕度的增大而增大。水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.581w/m.k，因此保溫材料要防潮。4、纖維分布方向纖維立體分布較多，空氣通道略增加，導(dǎo)熱系數(shù)增大。Kg/m3w/m.k5、纖維直徑和渣球含量纖維直徑越細(xì)、渣球含量越少，則導(dǎo)熱系數(shù)約小。酸度系數(shù)對(duì)巖棉性能的影響9/14/2023Ratio=(SiO2+Al2O3)/(MgO+CaO)該項(xiàng)指標(biāo)一定程度上區(qū)分了礦渣棉與巖棉。礦渣棉以礦渣為主要原料，巖棉以玄武巖和輝綠巖為主要原料。實(shí)際生產(chǎn)過程中，可以采用硅石、鋁礬土、石灰石、白云石等進(jìn)行酸度系數(shù)的調(diào)節(jié)。1、對(duì)熔制溫度的影響熔制溫度和能耗隨著酸度系數(shù)的增大而增大，同時(shí)還會(huì)造成纖維直徑的增大?！?、對(duì)耐水性的影響巖棉耐水性隨著酸度系數(shù)的增大而迅速減小。堿土金屬離子處于玻璃網(wǎng)絡(luò)之外，易于遷移到水中，酸度系數(shù)越小，則堿土金屬離子越多，不僅更易遷移出去，而且破壞了玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性。巖棉纖維的直徑一般在7μm以下，長度幾㎝，具有很大的比表面積，保溫系統(tǒng)中的砂漿和基層砼中的水會(huì)對(duì)巖棉產(chǎn)生水解作用。3、對(duì)熱穩(wěn)定性的影響以3℃/min的速率升溫至900℃，酸度系數(shù)小的巖棉，體積可收縮達(dá)85%，而酸度系數(shù)1.9以上的，體積基本保持不變。尺寸穩(wěn)定性巖棉產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性是指在（70±2）℃溫度條件下放置48h后，巖棉產(chǎn)品長度、寬度和厚度相互垂直的三維方向產(chǎn)生的不可逆的尺寸變化。經(jīng)過有關(guān)檢測機(jī)構(gòu)的抽樣測試，巖棉在長度、寬度和厚度方向的尺寸變化率均為0.0%，這說明了對(duì)于外墻外保溫用巖棉在正常使用溫度下幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形。產(chǎn)品產(chǎn)生尺寸的膨脹或減小，都是由產(chǎn)品內(nèi)部應(yīng)力造成的。巖棉本身是無機(jī)硅酸鹽類材料，相對(duì)于其他材料，其熱膨脹系數(shù)小。另一方面，巖棉產(chǎn)品是柔性纖維材料，吸收能量能力強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此巖棉產(chǎn)品產(chǎn)生表面平整度偏差和尺寸變形的可能性很小，對(duì)外墻外保溫的穩(wěn)定性有利。壓縮強(qiáng)度巖棉產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度是指壓縮破壞時(shí)的載荷與其面積的比值。如果在壓縮到厚度的10%之前出現(xiàn)最大載荷，則最大載荷即為破壞載荷，如果沒有最大載荷，則壓縮到厚度10%時(shí)的載荷為破壞載荷。由于巖棉板和巖棉帶中纖維層結(jié)構(gòu)不同，其在壓縮作用下表現(xiàn)是不一樣的。巖棉帶受壓縮時(shí)，變形較小，載荷迅速增加，存在一個(gè)明顯的極限破壞載荷，隨后承載力下降。巖棉板受壓時(shí)，變形較大，載荷隨著變形的增加越來越大，沒有明顯的破壞點(diǎn)。9/14/2023其他性能三、巖棉薄抹灰系統(tǒng)9/14/20239/14/2023巖棉薄抹灰系統(tǒng)構(gòu)造示意圖執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)巖棉外墻保溫系統(tǒng)尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，下面是部分地方標(biāo)準(zhǔn)：1、巖棉外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（蘇JG/TO46-2011）2、巖棉板（帶）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（上海DG/TJ08-2126-2013）3、巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（山東DBJ/T14-073-2010）4、北京市老舊小區(qū)綜合改造外墻外保溫施工技術(shù)導(dǎo)則（巖棉板做法）5、巖棉板外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則（合肥DBHJ/T002-2011）

蘇JGT046-2011規(guī)程項(xiàng)目性能指標(biāo)吸水量，g/m2≤1000抗沖擊性，J加強(qiáng)型（建筑物首層墻面等易受碰撞部位）≥10普通型（二層以上墻面等不易受碰撞部位）≥3抗風(fēng)壓