岩棉板的技术要点

面砖饰面岩棉外墙外保温系统技术要求
近年来．外墙外保温系统的防火要求越来越受到重视。目前国内使用较多的保温材料为EPS板、XPS板、PU、聚苯颗粒保温砂浆等，均是防火B级的材料，但一些高层建筑、以重质外墙面砖为饰面层的建筑以及宾馆等公共建筑．均对外墙外保温系统提出了更高的防火要求。
在欧洲，防火A级(不燃)的外保温材料以岩棉板(条)为主。对建筑防火要求最高的德国，规定高度22m以上的建筑必须使用防火A级的外保温系统．因此岩棉类外保温系统在德国的应用非常成熟 ，以下介绍岩棉类外保温系统的技术要求，同时就目前岩棉类外保温系统在国内使用的情况做简单的介绍。
1．岩棉材料的技术要求
严格地说，在欧洲，以材料纤维排列方向的不同，有两种形式的岩棉类保温板，一种是纤维平行于墙面．称为“岩棉板”，另一种是纤维垂直于墙面，称为“岩棉条”。后者在密度较低的情况下有较高的抗拉强度，可达前者的5-6倍。因此“岩棉条”是目前最佳的墙体保温材料。
1.1 抗拉强度
由于岩棉的抗拉强度是各向异性的，抗拉强度均指垂直于墙面方向，无论是“岩棉板”还是“岩棉条”。欧标EN13500(岩棉类外墙外保温系统》将“岩棉板”分为不同的强度等级，15kPa及7.5kPa，甚至还有5kPa等级。在德国，使用15kPa等级的较多。
1.2 抗拉强度保留率
由于岩棉的吸湿率和吸水率较大，在潮湿状态下，岩棉的抗拉强度会大幅度衰退，影响外保温系统的安全性，故岩棉的抗拉强度除了上述常态强度要求外，还规定了潮湿状态下的强度保留率。测试方法按ETAGO04第5.1.4.1.2。
方法一：将岩棉板(条)在(70±2) ℃=和(95±5)％的气候调节箱内分别放置7d和28d，再在(23±2) ℃=和(50±5)％的条件下放置至恒重后测试其抗拉强度，计算强度保留率。
方法二：将岩棉板(条)在由一个65℃=水槽所蒸发的水蒸气中放置5d，然后将试件密封人塑料袋中．在(23±2) ℃=下分别放置7d、28d，再去除塑料袋、在(23±2) ℃=和(50±5)％的条件下放置至恒重后测试其抗拉强度，计算强度保留率。
1.3 吸水量
吸水量一般用“短时间、部分浸泡吸水量”法作评定，测试方法按欧洲标准EN1609，即将(200±1)mm X (200±1)mm的试件部分浸入水中，浸水深度(10±2)mm，浸水时间24h。再在(23±2) ℃和(50±5)％的条件下干燥（10±0.5)min后测试试件重量。计算吸水量。
2 外墙外保温系统的固定方式
外保温的固定方式主要有粘贴法(或同时辅以锚栓)，或锚栓固定法(或同时辅以粘贴)。在德国一般规定，自重>10kg／m2 (不含粘胶)的外保温系统,在粘贴的同时应附加锚栓固定。
是否需要附加锚栓,还与岩棉的抗拉强度有关.“岩棉条”在密度较低的情况下可获得较高的抗拉强度．例如在密度为65．0kg／m3时，抗拉强度可达80kPa．而“岩棉板” 密度在150 kg／m3～165kg／m3时。抗拉强度要达到15kPa都有点困难。欧洲标准EN13500中规定：“岩棉条”可用纯粘贴的方式固定．“岩棉板”则必须以粘贴附加锚栓的方式固定。保温厚度设计较厚时．“岩棉条”外保温的自重常可达到10kg／m2 以上．故实际情况是“岩棉条”外保温也经常采用粘贴附加锚栓的方式固定。
“岩棉条”的纤维排列是垂直于墙面的．因此所用的锚栓锚盘直径应增大至14cm（常规的锚盘直径5cm～6cm即可)，胶粘剂的最低粘贴面积为40％ ，锚栓的用量为4～6个／m2 ，高层建筑阳角等负风压较大的部位可酌情适当增加至6～10个／m2 。锚栓一般固定在岩棉板(条)上，也可固定在玻纤网防护层上。如果“岩棉板”的抗拉强度是7．5kPa等级的。建议锚栓固定在玻纤网防护层上这样更安全。
3．保温系统及系统其他组成材料的技术要求
岩棉板在本身的抗拉强度如果不足60kPa．要获得60kPa以上的拉伸粘结强度，其表面需经过特殊处理，使用岩棉条抗拉强度可达80kPa。
4．保温系统采用陶瓷面砖饰面的技术问题
一、陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层的优点&
相比于涂料，陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层有其一定优点：
1． 抗撞击强度高，故特别适用于墙脚部位、首层或建筑物出入口等易受冲撞区域。
2． 沾污后易擦洗，可使外墙面保持清洁
3． 装饰效果好。尤其与涂料一起使用时，不同的质感和颜色相对比，会产生一种意想不到的装饰效果。
由于以上这些优点，陶瓷面砖为何受欢迎原因不难理解 然而，在轻质、柔性的外墙外保温体系上使用陶瓷面砖存在着许多问题，目前这些问题并没有被国内一些工程所重视。
二、陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层的问题
1．安全性问题
a．自重
与涂料饰面层相比，陶瓷面砖作为饰面层的外墙外保温体系的安全性问题首先是自重。以涂料为饰面层的外墙外保温体系自重一般不会超过10kg/m2（EPS板与防护、外饰层），而陶瓷面砖饰面层的外墙外保温体系自重可达到50kg/m2以上，甚至80 kg/m2，为涂料体系的5－8倍！
b．温湿剪切应力
由于陶瓷面砖的刚性远大于涂饰面，与体系防护面层所要求的柔性相抵触，较之于直接在刚性墙面上粘贴陶瓷面砖（刚－刚），或较之于涂饰面外墙外保温体系（柔－柔），这种柔性基底－刚性面层结构所造成的体系的变形更大，面砖与防护面层之间产生更大的温湿剪切应力，影响面砖与防护面层之间的附着安全性。
c.冻融问题0
与涂饰面外墙外保温体系相比，釉面砖水蒸气阻力非常大。检查一下有瓷砖剥落现象的外保温体系，会发现瓷砖总是与粘结剂、抹面胶浆一起掉下来，而外饰面总是处于饱水状态。高水蒸气阻力形成的瓷砖背面的冷凝水使这种体系较之于涂饰面外墙外保温体系发生冻融破坏的几率更大。
另外，瓷砖粘结剂、抹面胶浆（水泥基）的碱份在结合了长时间积聚的湿气后对网格布的损害也是很强烈的，不透气的釉面砖不但阻止了材料的干燥，且阻止了从空气中吸收CO2,使抹面胶浆不能较快地水化，而使网格布更长时间地留在有害的碱中。当然，高弹涂料等其它不透气饰面的外保温体系也存在这种情况。
2．面层开裂问题（温湿拉应力）
与在刚性的墙面上粘贴陶瓷面砖一样，陶瓷面砖外墙外保温体系的开裂主要发生在砖缝处，但是开裂的可能性远大于前者，原因是体系的温湿拉应力大于前者。
检验外保温体系长期抗开裂性的最直观的方法是欧洲标准ETAG　004中的耐候性试验（该试验方法已被引入我国即将发布的外保温行业产品标准和技术规范。国外科研、检测机构的试验证明，陶瓷面砖外保温体系很难通过该项测试，砖缝的开裂几乎很难避免。
t三、解决安全性问题的措施
为解决上述问题，以下安全性措施不可忽略：
1．以陶瓷面砖为饰面层的外墙外保温体系的固定方式
对涂料饰面层的外墙外保温体系来说，10kg/m2的自重是不需要考虑体系各材料层之间的剪切力的。只要基面具有足够的粘结强度，以粘贴的方式足可满足体系的安全性。而对于陶瓷面砖，则必须采用粘钉结合的方式（按德国DIBt2）规定，自重大于10kg/m2的体系必须在粘贴的同时附加锚钉）。同时，因为防护面层与聚苯板之间的粘结状态也受重质的面砖的影响，锚钉必须打在增强网格布层后面。
32．设置伸缩缝
据测试，长度为5m的保温墙体，陶瓷面砖的温差仅为40K时，在墙面边缘（阳角）处的位移值可达0.5mm，而湿度所引起的位移也有0.1mm。在实际使用过程中，夏、冬季陶瓷面砖的 极端温差可达80K以上，且温度与湿度是复合、交替、周期性地作用在面砖上，无论是考虑 防护面层与面砖之间的剪切应力，还是考虑面砖（砖缝）的开裂问题，体系必须设置伸缩缝。
与涂饰层的外墙外保温体系的伸缩缝计算依据不同，陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系伸缩缝的间距主要与瓷砖勾缝剂的柔性、砖缝宽度和面砖尺寸有关。由于计算较复杂，在实际应用
中，在德国一般还是按照德国工业标准DIN18515第6.5.3.3的规定：伸缩缝的间距应为3－ 6m，最大连续墙面面积不得超过36m2（6m×6m）。
四、材料的性能要求
无疑，陶瓷面砖作为饰面层时，外墙外保温体系各组成材料的性能要求高于涂饰层体系。以下是德国一些专家的建议和DIBt关于瓷砖面外墙外保温体系建筑安全许可证的一些规定
1． 体系的粘结抗拉强度
由于自重的增加，体系的粘结抗拉强度在德国的推荐值为0.2Mpa。包括粘结胶浆与保温板、抹面胶浆与保温板之间的粘结抗拉强度。（涂饰面体系为0.1Mpa）
2．抹面胶浆与玻纤网格布（防护面层）
陶瓷面砖的吸水率大于涂饰层，对防护面层的抗冻融性能是不利的。应适当提高抹面胶浆的吸水率指标（Wt≦0.5kg/m2h1/2）。
陶瓷面砖外保温体系的抗开裂性差，吸水率大，以及碳化反应、抹面胶浆水化慢等因素，对 玻纤网格布的破坏作用大于涂饰面外保温体系。砖缝一旦开裂，拉力只由网格布独自承受，为了限制裂缝开展宽度，网格布的抗断强度应更高些。 目前我国对涂饰面外保温体系的玻纤网格布的抗断强度要求仅为：普通型1000 N/5cm，耐碱型800 N/5cm。 而陶瓷面砖体系的开裂拉力换算到每5cm时可达355－1750N/5cm，按我国现行网格布标准是远远不够的。德国DIBt对涂饰面外保温体系的玻纤网格布强度要求为：常态1750 N/5cm，耐碱750 N/5cm； 对陶瓷面砖体系的要求目前尚无明确规定，但专家在经过理论计算和试验后普遍建议提高到：
普通型2000 N/5cm，耐碱型1000 N/5cm。
3.瓷砖粘结剂
瓷砖粘结剂的粘结抗拉强度应不小于0.5Mpa，并且在冻融破坏后不受影响。
4.瓷砖勾缝剂
瓷砖勾缝剂的吸水率Wt应≤0.2 kg/m2h1/2。为防止砖缝开裂，瓷砖勾缝剂应具有一定柔性。
5．陶瓷面砖
对陶瓷面砖的自重和尺寸，一般来讲要求自重不大于30Kg/m2，厚度不大于14mm；最大单边尺寸不超过30cm，每块面积（瓷板）不超过0.09m2。如此，我国市场上常见的各类贴面砖均可使用，但岩棉外墙保温系统对于瓷砖尺寸有特殊要求。
另外，瓷砖的毛细孔体积分布极限值直接影响 到与抹面胶浆的粘接附着力，按德国建筑安全许可的规定，要求瓷砖最小孔径>0.2μm；孔体积>20mm3/g。
岩棉系统可使用陶瓷面砖作为外饰面。其相关材料的有特别要求：
(1)应采用“岩棉条”。
(2) Alkali Resistent型玻纤网的耐碱断裂强力应提高至≥1000N／5cm。
(3)必须使用扩压固定系统，且必须固定在带有Alkali Resistent玻纤网的增强防护层上。
(4) 胶粘剂的最小粘贴面积应提高至≥60％。
(5)系统必须留抗裂分隔缝，一般为每隔6m连续长(高)度设计一条分隔缝，分隔缝必须做好防水密封处理。
(6)对瓷砖的重量等有严格的限制，具体为：重量≤25kg／m2 ，吸水率≤3％。
(7)必须采用柔性面砖粘结剂粘贴陶瓷面砖，严禁使用水泥砂浆贴砖。面砖间必须留砖缝。并以吸水率小、收缩较小、柔性好的勾缝剂勾嵌砖缝。
5. 岩棉类外保温系统在中国使用的问题
岩棉类外保温系统在德国等欧洲国家使用比较普遍，且技术成熟，在中国应用需注意以下问题
5.1 国产岩棉质量
国内还没有“岩棉条”生产切割工艺。国产“岩棉板”的技术性能较国外产品有很大差距．主要表现在抗拉强度及吸水率方面。据检测，容重达 150kg~180kg／m3的国产“岩棉板”，抗拉强度均不足5kPa，而“短时间、部分浸泡吸水量”却超过欧洲标准规定指标的10～20倍。是不适应外墙外保温要求的。从表观看。进口“岩棉板”不但板材本身的结构较国内的板密实．抗撕拉能力强．其表面还经过增强、憎水的特殊处理。呈坚壳状。
因此，国内岩棉厂家需加强与国外厂家的技术交流。调整、改进生产工艺。提高板材本身的性能，改善板材表面状态。
ETAG 004 : EOTA（欧洲技术许可组织）2000年发布的《抹灰饰面的外墙外保温体系欧洲技术许可》。
DIBt :德国建筑技术委员会。德国唯一的EOTA成员组织，德国“常规性建筑安全许可证”审批与发放组织，德国工业标准（DIN）的编制成员之一。