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表面改性复合岩棉板的研制及其在屋面系统中的应用

发布时间:2019/11/11 15:13:09浏览量:

岩棉板为保温芯材,配以专用表面隔离改性剂(粘结剂)和玻璃纤维网格布,将玻璃纤维网格布完全包覆在岩棉板表面,制备了表面改性复合岩棉板。重点研究了岩棉板专用表面隔离改性剂的施工性能以及对岩棉板力学性能、耐侵蚀性能等指标的影响。同时,介绍了表面改性复合岩棉板在屋面系统中的应用。

岩棉板作为一种A级不然保温材料,被广泛应用于建筑外围护结构的保温隔热工程。但是,其在实际工程应用中仍存在一些不足之处,如为了保证岩棉具有良好的导热性能,往往必须降低强度、吸水性和耐久性等方面的要求。这样的做法对建筑工程质量的长期可靠和建筑节能环保都是不利的。本研究针对岩棉板在应用过程中存在的实际问题(如何提高界面强度、降低纤维飞舞和环境污染等),以岩棉裸板为保温芯材,配以专用表面隔离改性剂(粘结剂)和玻璃纤维网格布,将玻璃纤维网格布完全包覆在岩棉板表面,制得表面改性复合岩棉板。该岩棉板具有A级不燃、高强、防水透气和高耐候等特点。此外,本文还介绍了表面改性复合岩棉板在屋面系统中的应用。

1试验部分

1.1原材料

岩棉板:TR7.5,必赢娱乐官网登录;水泥:P.042.5;低碱度水泥:CA50一JN;丙烯酸聚合物乳液:BA一510TS,固含量为55%;去离子水:分析纯,西安化学试剂厂;碳酸钙:分析纯;石英粉/砂:80120目;碱度调节剂:自制。岩棉裸板主要性能指标见表1。

岩棉裸板的主要性能指标.png

1.2样品制备

1.2.1专用表面隔离改陛剂的配方设计

按照低碱水泥/(石英粉+细砂)=1:1、1:2、1:3(质量比,下同),高聚物(固含)侗体=15%、20%、25%(质量分数),有机聚合物/酸性溶胶=1:1、2:1、3:1,设计了9组试验配方,详见表2。石英粉与细砂的比例按照最紧密堆积原理计算,即细砂堆积后形成的空隙体积完全由石英粉去填充。

岩棉表面隔离改性剂试验配方设计.png

1.2.2表面改性复合岩棉板的制备

取1块岩棉裸板,在板面上均匀涂覆上拌好的表面隔离改性剂;将裁切好的玻璃纤维网格布平整覆盖在涂有改性剂的岩棉板上,再涂覆1层专用表面隔离改性剂,使专用表面隔离改性剂均匀覆盖在网格布的表面,经晾晒或烘干后即制成表面改性复合岩棉板。

1.3试验方法

1)拉伸胶粘强度测试

岩棉专用界面隔离改性剂将分别进行拉伸胶粘原强度、浸水后胶粘强度和冻融循环后胶粘强度测试。拉伸胶粘原强度:试样养护27d后,粘上拉拔接头,继续养护24h,测强度值。浸水后胶粘强度:试样养护7d后,在20°C左右的水中养护20d;于水中取出后,粘上拉拔接头;7h后将试件放入水中,17h后于水中取出试件,测拉伸胶粘强度。冻融循环后的胶粘强度:试样在冻融循环试验机中处理,冻融循环的条件为:试样放置于(50~3)oC的干燥箱中16h,然后浸人(20~3)°C的水中8h(试样抹面胶浆面向下,水面应至少高出试样表面20mm);再置于(-20~3)oC冷冻24h,为一个循环。共经历10个循环结束试验。试验结束后,观察试样表面有无空鼓、气泡、剥离等现象,并用5倍放大镜观察表面有无裂纹。

2)微观形貌

采用Quanta200型扫描电子显微镜对涂覆表面隔离改性剂前后的岩棉纤维微观形貌进行观测。

2结果与讨论

2.1表面隔离改性剂的施工性能

按表2中设定的9组配方分别制得表面隔离改性剂,并涂刷在岩棉板的表面。在实验室环境条件下放置7d后,目视观察表面隔离改性剂的状态,主要考察其柔性和早期表面是否能够观察到裂纹。详细结果见表3。冻融循环试验后试件表面状态见表4。由表3可知,1、3和5号配方制得的表面隔离改性剂,无论是柔性还是表面状态,均较好,能够保证后期表面隔离改性剂起到较好的覆盖及保护作用,发挥其预设的功能。进一步分析表4可以发现,1、3号配方制得的表面隔离改性剂,经冻融循环试验后仍能保持较好的表面状态。

2.2岩棉板涂覆表面隔离改性剂后的力学性能

岩棉板涂覆表面隔离改性剂后的拉伸胶粘原强度、浸水后胶粘强度以及冻融循环后胶粘强度的试验结果见图1

表面隔离改 性剂.png

按照GB/T25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》的要求,外保温用岩棉板可按垂直于板面的抗拉强度分为3个等级,即:TR5、TR10和TR7.5,分别表示垂直于板面的抗拉强度应分别大于15kPa、10kPa和7.5kPa。由图1可知:除1号试样外,其余8组试样的抗拉原强度、浸水后胶粘强度和冻融后胶粘强度均超过了TR7.5级要求。采用表面隔性剂处理后的岩棉板,拉伸强度都得到显著提高(与表1对比)。在9组配方中,3号配方制得的表面复合岩棉板综合指标最优,其垂直于板面的抗拉强度提高了近1倍,3种抗拉强度均超过了15kPa。结合施工性能的试验结果(表3、表4),最终选定3号配方为表面隔离改性剂的初步配方。

2.3岩棉板涂覆表面隔离改性剂后纤维表面微观形貌分析

为考察岩棉表面隔离改性剂在实际工程中的耐侵蚀能力,以3号配方为基础,特别制作了覆盖层,进行侵蚀试验。同时,采用市场上常用的聚合物改性水泥基抹面胶浆同时涂覆岩棉,进行对比试验。聚合物改性水泥抹面胶浆的配方见表5。

采用成型框,将表面隔离改性剂、聚合物改性水泥抹面胶浆在玻璃板上分别成型为50mm×50mm×5mm的薄块(模拟外保温的实际覆面层);放入水泥沸煮箱中,在70℃的条件下蒸养3d后,放入标准养护条件下养护28d。采用扫描电子显微镜观察各自的微观形貌照片(图2)。

由图2可知,岩棉原始纤维粗细不一,表面光滑且无明显缺陷(图2a);涂覆表面隔离改性剂后,纤维表面仅发生轻微侵蚀现象,仍能满足岩棉纤维长期使用的基本要求(图2b);涂覆聚合物改性水泥基抹面胶浆(建筑外墙外保温常用的抹面胶浆)后,由于水泥水化溶液中含有大量的K、Na等强碱性侵蚀介质,导致岩棉纤维表面岀现较为严重的侵蚀剥落层及新生水化产物,纤维直径变短,纤维表面缺陷明显增多,28d后纤维全部断裂粉化,丧失正常使用功能。表面隔离改性剂不仅具有较优的耐侵蚀能力,还具有良好的力学强度和防水性能,不透水性为0.3MPa、30min不透水,抗渗性≥0.6MPa,断裂伸长率≥30%(表6)。

3表面改性复合岩棉板在屋面工程中的应用

表面改性复合岩棉板具有A级不燃、高强、防水透气和高耐候等特点,既能满足屋面系统施工和维修时承载人员及相关设备重量的需要,又能保持稳定的保温、隔音降噪和防火效果。该岩棉板用于屋面系统时,安装方法与普通岩棉保温板类似。典型的屋面构造见图3-5。

复合岩棉板屋面构造.png

复合岩棉板屋面构造1.png

注意事项:

1)表面改性复合岩棉板采用双层错缝铺设(如保温层设计为100mm厚,则采用两层50mm厚的岩棉板);

2)表面改性复合岩棉在施工应用过程中如需裁切,裁切部位须补刷表面改性隔离剂后方可使用;

3)穿出屋面的管道部位,裁口补刷表面改性隔离剂后使用,岩棉板与穿出管道空隙部位用岩棉条填塞密实后,再用表面改性隔离剂涂刷与管道连接的部位,使保温层与管道形成整体(管道涂刷高度不小于100m);

4)女儿墙与保温层连接部位的空隙也应用岩棉条填塞密实后,用表面改性隔离剂涂刷岩棉条与女儿墙连接部位,使保温层与女儿墙形成整体(女儿墙涂刷高度不小于100mm);

5)表面改性岩棉板正置式和倒置式屋面中均可使用。

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