无机纤维喷涂在外保温中的应用(发表)

无机纤维喷涂在外保温中的应用

范小青

（五矿邯邢矿业有限公司，056000,邯郸）

摘要：无机纤维喷涂外保温是一项新建筑保温技术，本文结合工程实例分别介绍了该保温系统和材料的基本构造、性能指标，施工要点和验收标准，阐明该保温系统更适用于幕墙装饰的建筑外保温，因其具备耐火、轻质、工艺简便等优点有一定的实用性。

关键词：无机纤维喷涂构造性能指标

0 引言

无机纤维喷涂（以下简称无机喷涂）外保温技术是将经过特殊加工的无机纤维棉与水基型粘结剂通过成套喷涂设备混合后喷涂于建筑物外墙面，经过自然干燥，粘结剂与无机纤维棉胶结成立体网状结构，稳固地粘结于建筑物外墙面，形成具有一定厚度和强度的保温层。

图1 无机纤维喷涂保温样块

该保温系统相比其他保温系统，具有防火和保温性能好、易于施工，能适用于复杂外围结构的保温，有一定的实用性。

1 工程概况

五矿矿业大厦位于安徽省合肥市滨湖新区，由五矿邯邢矿业有限公司投资建设。该建筑为地上26层地下1层综合性办公楼，一类高层建筑，耐火等级为一级，采用框架剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，建筑檐口高度111.3m，总建筑面积38544m2。围护结构由框架梁柱及煤矸石空心砖砌体构成，外装饰采用了石材幕墙，外保温选用了无机纤维喷涂保温，设计厚度为60mm，保温部位全部位于石材幕墙内部，基层为框架梁柱和外墙砌体。

无极喷涂外保温系统在本工程的应用属于安徽省首例（2011年），当时得到了合肥市有关部门和业内专家的大力支持，由于尚无相关的技术标准和规范，施工前市职能部门组织了专家对该项技术在本工程的应用进行了充分地论证，从保温的系统构造、材料和系统的性能要求、施工的工艺要求和注意事项，以及完工后的检验和检测都做出了明确结论，提供了有力的技术支持。

2 保温系统的基本构造

无机喷涂保温的有四项重要特点：一是、采用专用设备以喷涂的工艺形成保温层，具有连续性和整体性；二是、利用粘结剂将保温材料固结并直接粘接于基层；三是、利用喷压对保温层进行挤密；四是、主要材料无机纤维棉和水基型粘结剂混合体在干燥后不具备防水性，遇水后系统结构会遭到破坏。根据这些特点结合《外墙外保温工程技术规程》（JGJ 144）中对外保温的基本规定得出以下无机喷涂外保温的基本构造。

表1 无机纤维喷涂外墙外保温系统基本构造

图2 幕墙系统中的基本构造图3 涂饰系统中的基本构造3 保温系统的构造要求

3.1 应用于幕墙系统

本工程即采用了图2的构造形式，实际幕墙龙骨结构的连墙件(角钢)穿插于保温层中，纵向主龙骨(槽钢)最里侧距外墙预留了80mm，

相连部位保温层为一整体不留构造缝，具体构造要求如下。

1）基层通常为混凝土面或砖墙面，宜做普通防水处理。砖墙面可以采用3mm~5mm防水砂浆抹平，混凝土面可以刷涂一层防水涂料。

2）保温层不应与幕墙龙骨相接触，两者之间的空隙宜≥20mm，一是考虑龙骨对喷涂产生阻碍；二是确保保温层的厚度和整体性。

3）保温层厚度根据规范要求一般不低于30mm，厚度不宜大于80mm，当大于80mm时，可利用幕墙龙骨在竖向面每隔约3米焊接镀锌钢板托撑，或安装钢丝网片对保温层加固，防止保温材料流淌。

4）保护层的厚度应控制在3mm~5mm，本例保护层厚度实测为3mm~4mm，在外幕墙的保护下，保护层的厚度可以只做基本要求。

3.2 应用于涂饰系统

当外墙采用涂料饰面时，无机喷涂保温系统直接受外界环境影响，相对幕墙系统中保护层构造更复杂，因系统要具备更强的耐候性、耐冲击性、耐冻融性、抗风压能力和粘结强度，且保温层的干密度要达到150kg/m3以上，接近于薄抹灰岩棉板保温系统的材料要求，方能满足施工和使用的需要。

目前市场上，一些生产商已通过改善粘结剂性能及控制设备喷涂压力研制出了高密度无机纤维喷涂保温层，并在系统中用参入抗裂纤维的高强胶浆加镀锌钢丝网的构造加固保护层，使得涂饰外墙也能采用这种保温系统。由于没有实例进行深入地研究，本文在此不再做探讨。

4 保温系统组成材料的性能要求和指标

应用于幕墙系统中的外保温由无机纤维棉、粘结剂、专用胶浆、防水剂构成。无机纤维棉是由天然矿石经高温熔融，离心喷丝而成的一种矿物质纤维；粘结剂和专用胶浆主材属同一种硅酸盐溶剂；防水剂为溶剂型有机硅防水剂，喷涂后主要形成防水膜。

4.1 无极纤维棉的性能参考指标

表2 无机纤维棉性能指标

无机纤维棉的渣球含量过大会影响绝热性能和抗拉力，纤维直径约细约利于与粘结剂的粘接，两项指标由生产商提供，其要求高于GB/T 11835的标准，热荷重收缩温度指标则为绝热用棉制品的常规要求。

4.2 无机纤维喷涂层的性能参考指标

由于粘结剂和专用胶浆为同一种化学制剂拌制，两者均与无机纤维棉混合接触形成一整体，其性状类似于岩棉板。粘结剂除将无机纤维棉固结外还起到与基层的粘结作用，专用胶浆除保护作用外还是防水膜的基层，因此只将无机纤维喷涂层整体的性能做出要求，见表3。

表3 无机纤维喷涂层性能指标

导热系数是由生产商提供的数据，本工程在复检中有的样块测定数值甚至能够达到0.034，因此导热系数指标可以按≤0.04控制，相应也可以作为节能设计的参考依据。

在幕墙系统中的无机纤维喷涂外保温受环境影响较小，干密度不需要太大，主要是能保证喷涂层稳固粘接在基层上，只需考虑短期的环境影响，越轻质越经济。38 kg/m3的干密度指标是结合工艺、环境、施工等各项条件下的基本要求。

4.3 防水剂的性能参考指标

表4 防水剂性能指标

固体含量指防水剂中所含固体比例。由于防水剂喷涂后靠其中的固体成分形成涂膜，因此固体含量多少与成膜厚度及涂膜质量密切相关。

5 保温系统的性能要求和指标

参考《外墙外保温工程技术规程》中的保温系统性能要求，结合无极纤维喷涂保温的特点和幕墙系统中的基本构造、材料性能。得出下列各项性能指标。

表5 无机纤维喷涂外墙外保温系统的性能指标

上述指标说明如下：

1）考虑到外幕墙对保温系统的封闭，抵抗环境影响能力方面选择了耐冻融性，而不另外要求耐候性、抗风压性。

2）不透水性、质量吸湿率、水蒸气透过量等指标反映系统抵抗使用环境中水份影响的能力。

3）拉伸粘结强度是最关键的指标，反映保温层于基层的粘接强度。本工程施工前，施工方实地制作了样板墙，并现场实施了拉拔试验，保温系统拉拔破坏面位于保护层与保温层相连处，得出的数值平均在2.0kpa左右，后经过专家的讨论，最终确定以1.7kpa做为整体的

控制标准。

4）系统燃烧性能要求达到A级，具有一定的耐火性。

5）本表未列明抗冲击性指标要求，虽然保温系统工作环境为一个封闭系统，但在幕墙安装过程中也存在意外的撞击，类似的岩棉板保温系统最低要求抗冲击性为3J，实际上，本工程的保温系统达不到3J的标准，3-4mm厚的保护层显得非常的脆弱，除此之外其他方面能满足使用，解决这项问题只能在施工中多加注意。

以下是矿业大厦外保温系统及材料的指标复检结果。

表6 保温系统及材料性能指标复检统计表

图4 拉伸粘结强度检测试样

6 保温系统的施工

由于这是一项新技术，在施工前,应根据设计和系统及材料的性能要求编制专项施工方案，并组织专家进行论证。在大面积施工前，应在现场采用相同材料、构造做法和工艺制做样板墙，必要时对关键性能指标进行检测，由各方并根据样板和试样检测数据确定各项施工参数，例如：无机纤维棉和粘结剂配合比、粘结剂与水的配合比、喷涂压力、喷涂层干密度等。

6.1 施工工艺

幕墙系统中的无机纤维喷涂外保温施工工艺流程如下：

幕墙龙骨安装→基层墙面清理抹防水砂浆（混凝土面刷防水涂料）→无机纤维喷涂保温层→施工检查表面修整→喷保护层→喷防水膜→质量验收

相比岩棉板保温、聚苯板等外保温施工，该保温施工工艺较简单，主要依靠设备，人工消耗较少，而且高层施工时可以利用吊篮展开顺序施工，整项施工过程穿插于外幕墙的施工中，也便于施工的流水组织。

6.2 施工要点

1）基层不得有孔洞、结构缝应按设计做法封堵严密，应保证基层平整，否则会影响保温层厚度，影响保温效果。

2）喷涂用浆料应严格按照论证确定的比例进行调配，矿业大厦保温施工，粘结剂与水按1:10的比例进行调配。

3）按照设备操作说明调验喷涂设备主机风压、胶泵压力和给料装臵，进料搅拌速度，以保持无机纤维棉输出量和速度均匀稳定。

4）喷涂距离宜控制在400-600mm，角度控制在45°~135°以内，以便获得较大的压实力和最小的回弹。

5）尽可能一次喷涂到设计厚度，施工时及时检查及时补喷。

6）保护层干燥2小时后再喷涂防水膜，防水膜厚度应控制在0.2mm。

7）施工时应避免在恶劣天气下进行，并及时验收及时隐蔽。3-4级以上风就会使喷涂的材料到处飘散，尤其是高层施工情况更严重，中雨以上的天气可能造成已喷涂的保温受到严重的破坏。

8）基层结构形式复杂的部位，尤其是向顶面喷涂，要控制好喷涂速度，防止粘结强度未形成发生脱落。

7 保温系统的质量验收

7.1 一般规定

1）质量验收应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》、《外墙外保温技术规程》等规范的要求

2）质量验收包括施工过程中的质量检查、隐蔽验收、检验批验收。

3）检验批的划分可根据施工流程相一致且方便施工和验收的原则，现场协商确定，但检验批面积应该控制在3000m2以内。

4）应在施工过程中对隐蔽部位留好图像图像资料。

5）相关技术资料要齐全。

7.2 主控项目

1）基层墙面的防水处理及平整度，防水砂浆及防水涂料应做复

检并符合规范要求，平整度允许偏差≤5mm。

2）保温层厚度符合设计要求，可以用游标卡尺测量，不得出现负差。

3）保温层的导热系数应符合设计要求（≤0.04），并现场取样进行复检。

4）保温系统的拉伸粘结强度应符合要求≥1.7kpa（适用于幕墙系统）。

5）保温系统的构造做法应符合要求。

7.3 一般项目

1）保温层的干密度应≥38kg/m3。

2）保温系统表面的平整度允许偏差应≤5mm。

3）保温系统不应有空鼓脱落的现象。

4）粘结剂的配合比、无机纤维棉与粘结剂的配合比应符合材料说明和施工方案的要求。

5）保护层不得有裂纹。

6）保温系统的燃烧性能应达到A级。

8 结语

无机纤维喷涂外保温系统具有良好地防火性能，隔热性能优越，依靠专用设备施工，施工工艺简便、施工效率较高，能适合较复杂地外围结构保温，因此作为一种外保温技术很值得推广。

目前此项技术更适合应用于幕墙系统内的外保温，应用于涂饰系统外保温，系统受自然环境的影响较大，其构造更复杂，施工难度更

大，材料及系统的性能要求更高，与其他保温系统相比并不具备优越性。而且其构造和性能指标需要进一步的实践和研究。

这项技术采用喷涂的施工工艺，对周围环境有污染，即使正常气候条件下，无机纤维棉和粘结剂的混合料仍然会四处飘散，尤其凝固粘接到门窗上，后期很难清理。

本文中的系统和材料的性能指标参考了其他保温系统的要求，数据和标准一部分由供应商提供，一部分由专家提出，关键性的性能指标本工程通过复检得以证实，但仍有些性能标准需要完善和补充，同时也需要改进试验方法，使得更适合其系统和材料特点。

参考文献

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