巖棉保溫材料的綠色生產(chǎn)與應(yīng)用

時(shí)間：2016-07-20作者：西安祥豐保溫工程有限公司瀏覽：139

　　保溫材料按照材質(zhì)組成來劃分，大致可以分為兩大類：一是**聚合物絕緣材料，如發(fā)泡聚苯乙烯泡沫板、硬質(zhì)聚氨酯泡沫板等；二是無機(jī)保溫材料，如巖棉、玻璃棉、泡沫玻璃板等。其中，以巖棉、玻璃棉為代表的礦物棉因具有其他保溫材料所不具有的優(yōu)點(diǎn)，在保溫材料行業(yè)內(nèi)備受推崇，產(chǎn)量一直呈現(xiàn)逐年上升的態(tài)勢。其中巖棉以其較高的耐火極限和熔點(diǎn)溫度，在建筑保*保溫方面較受青睞，近幾年來，產(chǎn)量呈一路增長態(tài)勢?！　?
　　巖棉是目前使用量較大、增長較快的無機(jī)保溫材料。那么究竟什么是巖棉？巖棉是不是一種綠色的保溫材料？本文將從巖棉的特點(diǎn)、應(yīng)用和生產(chǎn)等方面進(jìn)行闡述。　　
　　巖棉的定義　　
　　顧名思義，巖棉（rockwool）可以理解成用石頭做成的棉織品。巖棉的發(fā)現(xiàn)是在夏威夷島**次火山噴發(fā)之后，島上的居民在地上發(fā)現(xiàn)了一縷一縷融化后質(zhì)地柔軟的巖石，這就是較初人類認(rèn)知的巖棉纖維。當(dāng)把這種纖維制作成板狀、氈狀或者管狀材料后，它就被賦予了很好的保溫隔熱、吸音降噪的性能?！　?
　　在上世紀(jì)初，西方國家就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了巖棉的工業(yè)化生產(chǎn)。其大致步驟是，將一定粒徑的原材料和焦炭按照設(shè)計(jì)的配合比送入熔制爐（沖天爐）中熔化成液體，液流經(jīng)過導(dǎo)液槽流入離心成纖設(shè)備上被拉長成短纖維。在成纖過程中將粘結(jié)劑、憎（親）水劑等噴灑在纖維表面。這樣，巖棉的每根纖維表面均有粘結(jié)劑和憎（親）水劑，成板后制品無論如何切割，其表面均具有憎（親）水性。纖維經(jīng)過集棉裝置成為棉片。棉片輸送到擺錘機(jī)上進(jìn)行疊棉，棉片在運(yùn)動(dòng)中疊加，成為一定厚度的疊加棉層。當(dāng)對巖礦棉的力學(xué)強(qiáng)度有要求的時(shí)候，棉層進(jìn)入打摺機(jī)中進(jìn)一步擠壓堆疊，或者再經(jīng)過縱向壓摺，進(jìn)一步加大棉層的空間交叉絞合。然后進(jìn)入固化爐中固化，固化作用是將粘結(jié)劑在一定溫度下固化，使材料定型成為具有一定抗壓強(qiáng)度的制品。連續(xù)固化得到的制品經(jīng)過切割裁剪，成為一定規(guī)格的板材，最后檢驗(yàn)包裝，得到較終的巖棉產(chǎn)品。
　　巖棉VS其他材料
　　石棉（asbestos）也是一種廣為人知的纖維材料。對普通人來說，“巖”和“石”聽起來非常接近，把這兩種材料混為一談的大有人在，這種認(rèn)知偏差可能導(dǎo)致了對巖棉產(chǎn)業(yè)的負(fù)面影響，甚至?xí)l(fā)一些社會(huì)矛盾。近日，南京萬科“毒墻門”事件就是一個(gè)縮影。
　　那么，巖棉和石棉有什么區(qū)別呢？它們之間較本質(zhì)的不同是，巖棉一種非晶態(tài)的人造纖維，石棉是晶態(tài)的**礦物纖維。石棉具有一些比較好的性能，如耐磨擦、耐高溫、絕緣性等，在有些領(lǐng)域還**。但由于石棉的纖維是晶態(tài)的，它的纖維尺寸較小，其直徑僅有頭發(fā)絲的百分之一，且穩(wěn)定性好，能在空氣和水中懸浮數(shù)周。石棉已經(jīng)被確認(rèn)對人體健康是有害的，被**癌癥研究中心肯定為致癌物，在建材領(lǐng)域被明令禁止使用。
　　說到這里，有些讀者可能會(huì)想，既然石棉對人體有害，那么巖棉也是礦物纖維，它對人體有沒有害處呢？其實(shí)對這一點(diǎn)倒不用擔(dān)心。現(xiàn)在巖棉的單纖維直徑普遍在3微米以上，這種尺寸的纖維很難被人體吸入。世界衛(wèi)生組織已經(jīng)就巖棉纖維是否致癌進(jìn)行了大量研究，結(jié)果清楚表明：巖棉纖維不是致癌物。另外，歐洲*機(jī)構(gòu)已經(jīng)在這個(gè)問題上有幾十年的研究經(jīng)歷，也沒有任何證據(jù)說明巖棉具有致癌性。**癌癥研究署的專題項(xiàng)目（MonographsProgramme）*組得出的結(jié)論是，常用的隔熱玻璃棉、隔熱巖棉與隔熱礦渣棉的玻璃纖維棉，不被歸類為人類致癌物質(zhì)。在國內(nèi)的學(xué)術(shù)界，也已經(jīng)有*在巖棉與人體健康的問題上做出了研究，指出在生產(chǎn)車間工作的工人和辦公區(qū)工作的員工，他們的肺部情況沒有顯著的區(qū)別。正是出于以上強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)和客觀事實(shí)，巖棉在西方發(fā)達(dá)國家得到大力推廣和應(yīng)用。
　　巖棉在綠色環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域起到了重要的作用，因?yàn)閹r棉具有較好的隔熱性能。熱導(dǎo)率是衡量材料絕熱性能的一項(xiàng)重要參數(shù)，熱導(dǎo)率越小，其隔熱保溫性能就越好。從這個(gè)角度上來說，巖棉制品的隔熱性能是鋼筋混凝土的40倍，是磚土結(jié)構(gòu)的20多倍，是水泥砂漿的30倍，是木材的3～5倍。用一種形象比喻就是，如果建筑用了巖棉板做保溫，就像大樓穿上了棉衣。
　　但在所有的保溫材料中，巖棉的絕熱性能并不是較出色的。比如，巖棉的隔熱性能可能要稍遜于聚氨酯發(fā)泡材料等。但是為什么巖棉在綠色節(jié)能領(lǐng)域如此備受推崇呢？
　　目前建筑領(lǐng)域采用的**保溫材料主要有模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、擠塑聚苯乙烯泡沫材料（XPS）、聚氨酯（PU）和酚醛泡沫（PF）等。它們都是泡沫形態(tài)的**材料，在很多方面都擁有較為優(yōu)秀的性能，如質(zhì)量輕、隔熱性好、隔聲性能優(yōu)，具有一定的彈性、低吸水性、耐低溫性，易加工等。這些材料技術(shù)成熟、施工方便、*，是保溫節(jié)能建筑設(shè)計(jì)和建筑施工單位常用的隔熱體系。但是這類材料有個(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是*性能。眾所周知，**材料都非常易燃。在樓房遭遇火災(zāi)的時(shí)候，它們不僅不能起到*作用，其本身反而會(huì)成為一種燃燒物，加速火勢的蔓延，而且在燃燒時(shí)會(huì)釋放大量的熱并產(chǎn)生大量有毒煙氣，造成被困人員及救援人員傷亡。雖然有研究表明可以通過改性手段對這類**材料進(jìn)行處理，提高它們的*等級，但是由此帶來添加阻燃劑的毒性問題仍然不容忽視，因此在高層建筑及*要求高的公共建筑中，它們都不是很好的選擇。
　　相比這些**的保溫材料，巖棉作為A級不燃*材料，其*性能就顯得尤其難能可貴。對一幢建筑來說，其*性能的重要性不言而喻。近年來幾次重大火災(zāi)安全事故，引起了建材行業(yè)的反思，也促使**對建材行業(yè)做出了強(qiáng)制規(guī)定。在這種大環(huán)境下，巖棉所具有的較為優(yōu)秀的*性能就成為了和其他保溫材料進(jìn)行競爭的較大優(yōu)勢。無論是中國還是在歐美國家，巖棉都被視作一種良好的建筑*安全解決方案，是高層建筑和公共建筑的可以選擇材料，這些都充分反映在歐美國家EN13500與ETAG004標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定中。以民族精神較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡聡鵀槔瑢?2米以上的高層建筑，巖棉在德國外墻外保溫系統(tǒng)中的市場份額為**，可見巖棉對高層建筑*的重要性。同時(shí)，由于巖棉接近中性，且具有較好的化學(xué)惰性，不會(huì)對與之接觸的管道和墻體造成腐蝕。另外，巖棉內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松多孔，存在大量貫通的微型通道，使其成為一種“會(huì)呼吸的材料”。這種*特的性質(zhì)在維持建筑內(nèi)外濕度平衡、提高人居舒適度方面也發(fā)揮了重要的作用。
　　巖棉產(chǎn)品的質(zhì)量情況
　　什么樣的巖棉產(chǎn)品才真正稱得上是綠色保溫材料？《綠色建材評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》中已經(jīng)從節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)等指標(biāo)上進(jìn)行了規(guī)定，雖然目前還沒有專門的評價(jià)機(jī)構(gòu)對巖棉企業(yè)和產(chǎn)品進(jìn)行這樣的評估，但巖棉產(chǎn)品本身的質(zhì)量情況也確實(shí)是衡量其是否“綠色”的重要因素。
　　我國自上世紀(jì)80年代初從瑞典引入巖棉全套生產(chǎn)技術(shù)，巖棉開始在我國大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)主要是生產(chǎn)酸度系數(shù)在1.1~1.4的礦渣棉，主要用于工業(yè)設(shè)備和管道的保溫，產(chǎn)品質(zhì)量水平普遍不高，與國外**水平存在較大差距。進(jìn)入本世紀(jì)，隨著人民生活水平的提高，對居住舒適度的追求和國家對建筑節(jié)能的要求，巖棉開始在建筑上得到應(yīng)用，主要用于辦公及公共建筑的屋面保溫、內(nèi)墻保溫及*門和彩鋼夾芯板等。但由于巖棉價(jià)格相對較高，建筑商較愿意使用**泡沫類的保溫材料，巖棉沒有得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊。但隨之而來的幾場大火，使人們認(rèn)識到不燃保溫材料的重要性，國家也相繼發(fā)布了一系列建筑*安全的法規(guī)和文件，規(guī)定用于高層建筑和公共建筑的保溫材料必須使用A級不燃材料。在這個(gè)背景下，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院等單位牽頭制定了GB/T25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)以**較**的歐洲建筑外墻外保溫用巖棉標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對我國的建筑外墻外保溫用巖棉產(chǎn)品提出了全新的技術(shù)要求，要生產(chǎn)出滿足該標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品，必須在原料、生產(chǎn)技術(shù)裝備、工藝參數(shù)控制等方面投入很大的改造。例如：為達(dá)到酸度系數(shù)大于1.6的要求，必須改變原有配方，增加玄武巖的配比；為滿足巖棉板拉伸強(qiáng)度的要求，必須在集棉設(shè)備上增加擺錘，以改善巖棉板的平面鋪層，形成纖維層之間相互勾連交錯(cuò)的三維結(jié)構(gòu)板狀制品，也使制品的密度均勻性大大提高；為降低吸水率和吸濕率、提高憎水率，必須采用具有較強(qiáng)憎水效果的粘結(jié)劑；為滿足標(biāo)準(zhǔn)中對纖維直徑和渣球含量的要求，必須對熔化、成纖設(shè)備進(jìn)行改造升級；為滿足對巖棉板尺寸精度的要求，必須采用高精度無塵切割技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，不僅促進(jìn)了我國建筑外墻外保溫巖棉制品從無到有的發(fā)展，為巖棉在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了依據(jù)，同時(shí)促進(jìn)了我國巖棉產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)裝備水平的提升，使我國巖棉產(chǎn)品的質(zhì)量邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，也促進(jìn)了巖棉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和巖棉產(chǎn)品的應(yīng)用。
　　巖棉品質(zhì)的提升，使得巖棉在更多的建筑保溫領(lǐng)域得到推廣，為改善老百姓的居住環(huán)境、提升居住的舒適度，貢獻(xiàn)了一份力量。為引導(dǎo)巖棉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，遏制低水平重復(fù)建設(shè)和產(chǎn)能盲目擴(kuò)張，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推進(jìn)節(jié)能減排，提高資源能源利用水平，較好地服務(wù)于建筑安全和建筑節(jié)能，2012年國家工業(yè)和信息化部發(fā)布了《巖棉行業(yè)準(zhǔn)入條件》，條件中明確了巖棉產(chǎn)品的質(zhì)量要求，巖棉生產(chǎn)企業(yè)的工藝和裝備水平以及巖棉生產(chǎn)的能耗、環(huán)保和綜合利用的要求，從國家法規(guī)的層面對巖棉產(chǎn)品的品質(zhì)要求和巖棉產(chǎn)業(yè)的健康綠色發(fā)展提供了**。


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