巖棉在建筑上的應用

一、巖棉行業概況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，導熱系數小，吸聲性能好，不燃耐熱、耐腐蝕，不怕蟲蛀等特點，被廣泛的應用于建筑和工業設備、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礦棉約100萬噸，玻璃棉為主，巖棉約10萬噸歐洲生產巖棉約240萬噸亞洲中國生產巖棉195萬噸，玻璃棉74萬噸；日本生產巖礦棉25萬噸澳洲生產巖棉約5萬噸中國巖棉行業發展歷程1981年，我國第一條巖棉生產線在北京新型建筑材料廠（北新建材前身）建成投產。這條生產淺是從瑞典引進的,設計年產量1.63萬噸，由南玻院負責建設，通過科技攻關，形成一系列自主知識產權和技術轉化成果。1986年上海新型建材礦棉廠從日本日東紡織株式會社引進一條礦棉生產線。

自80年代起，隨著幕墻建筑的廣泛應用，相關節能標準開始頒布實施，巖棉開始逐漸應用在建筑節能領域。1995年CSR進入中國，經過十幾年耕耘和積累，CSR已經成為業內巖棉產品的佼佼者。1996年南京凱華保溫材料有限公司成立。2000年之后，國內巖棉消費的巨大市場已經啟動，出口不再是需求的主要來源，河北、上海、南京等地區的中小型礦棉企業開始逐漸發展起來。2008年以來，隨著高層建筑重大火災事故的出現，主管部門相繼頒發了46號文和65號文，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日西斯爾集團其亞洲區業務出售給Rockwool集團，世界最大的巖棉企業正式進入中國市場。2013年起，巖棉產能集中釋放，價格大幅回落，行業進入調整期。我國巖、礦棉產能情況

目前，我國巖礦棉產能約400萬噸，生產線300余條，具有年產2萬噸以上生產線約90條，先進產能約188萬噸，產品能達到墻用巖棉要求的約100萬噸，已經超過外墻保溫50-75萬噸巖棉年需求量，供過于求。巖棉行業發展趨勢1、2012年工業和信息化部發布了《巖棉行業準入條件》中能源消耗規定：新建巖棉項目總規模不得低于4萬噸/年，單線規模不得低于2萬噸/年，改擴建巖棉項目總規模不得低于2萬噸/年。噸產品綜合能耗不得高于450kgce/t。（根據洛科威2013年可持續發展報告顯示，其噸巖棉能耗約為256kgce/t）2、年產2萬噸以上的新線已經達到90條以上，先進產能達到200萬噸以上，產能集中釋放，一定程度上供大于求，造成價格走低。3、巖棉產品平均質量水平得到大幅度提高，龍頭企業產品領先優勢不明顯。4、巖棉外墻薄抹灰保溫市場沒有如預期增長，巖棉企業需要不斷深化制品加工、開發更多新產品，開發巖棉制品應用領域。巖棉企業裝備情況目前，巖棉生產設備制造大致為兩個流派。一是歐洲流派，其特點是生產高酸度系數的巖棉，其熔制爐較長，成纖系統設計合理，集棉系統以三角網帶為主，板厚可到300mm。意大利集中了集成設備供應商，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、凱華另一個是亞洲流派，其特點是以礦渣棉和粒狀棉生產為主導，熔制時間短，集棉系統以鼓式為主。日本日東紡織公司是該流派的主導者,南玻院、中船重工702所則是國產生產線的代表。代表廠家：櫻花上海、北新建材、彤天、科沃、華能中天巖棉生產流程9/14/2023原料倉沖天爐擺錘打褶機固化爐切割機包裝機著名巖棉企業簡介1、上海櫻花上海新型建材巖棉有限公司是我國巖棉行業的先行者，船用巖棉獲MED、LR、GL、DNV、ABS、NK、CCS等船級社的認可，部分建筑產品獲得歐盟CE認證。該巖棉公司所擁有的“櫻花”牌和“ABM”牌巖棉在國內外具有較高的知名度。公司原有日本日東紡織株式會社引進整套巖棉生產線（北側巖棉生產線）和新建南側巖棉生產線合計4萬噸產能，目前大豐工廠新建2條意大利進口巖棉生產線，總產能擴大至15萬噸。

9/14/20232、魯陽股份（002088.SZ）公司是國內最大的陶瓷纖維產品供應商，具備20萬噸陶瓷纖維的生產能力。公司建設一條進口意大利GAMMA公司巖棉生產線和一條國產生產線，生產線目前現已具備7萬噸的產能。

3、北新建材

北新建材是國內最早引進巖棉生產線的廠家，年生產能力6萬噸。獲得中國CCS、CE證書、美國FM認證、英國勞氏、挪威DNA、美國ABS等多國船級社的認證證書。9/14/20234、洛科威洛科威集團是世界最大的巖棉創新產品和系統供應商，總部位于丹麥，在30多個國家擁有22家工廠和超過10500名員工，2013年總營業額達170億元人民幣。其主要業務集中在歐洲，2010年收購CSR在廣州，泰國，馬來西亞的巖棉工廠和業務，并在中國天津、俄羅斯和印度開設新工廠，完成亞洲業務的布局，目前在北美洲進行市場擴張。2012年生產巖棉218萬噸。二、巖棉的性能及應用9/14/2023巖棉產品分類

四種形態氈、縫氈板、帶管殼粒狀棉9/14/2023四個功能防火吸音保溫耐久巖棉應用-工業、農業、船舶工業用途：工業領域中各類工藝管線、工業設備、鍋爐以及儲罐等。農業：作為現代農業生產的重要種植基材，特別適用于蔬菜、瓜果、花卉的工廠化生產。船舶：配以適當的貼面材料用于甲板、艙壁以及引擎室、控制室等有較高防火要求的部位。巖棉應用-建筑1、幕墻保溫2、外墻薄抹灰3、屋面保溫4、輕質隔墻5、防火封堵固定方法9/14/2023巖棉標準9/14/2023標準號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導熱系數，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度，kPa7.5、10、15≥80當有抗拉要求時，≥7.5渣球（≥0.25mm）含量，%≤10纖維平均直徑，um≤7酸度系數≥1.6/憎水率﹪≥98當有防水要求時，≥98壓縮強度，kPa≥40當密度大于160時，≥40/短期吸水量（部分浸入），kg/m2≤1.0/質量吸濕率，﹪≤1.0≤5.0尺寸穩定性，﹪長、寬、厚均≤1.0/燃燒性能級別A級抗拉強度影響因素9/14/20231、密度巖棉的抗拉強度隨密度的增加而增加，豎絲巖棉板抗拉強度是普通巖棉板抗拉強度的3倍以上。Kg/m3Kpa2、粘合劑用量抗拉強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的增強可增加抗拉強度。4、熔體的酸度系數酸度系數增大，則抗拉強度增大。導熱系數影響因素9/14/20231、密度巖棉導熱系數隨密度的增大而減小。Kg/m3w/m.k2、溫度導熱系數隨著溫度的增大而增大。原因可能是溫度升高導致材料固體分子和氣體分子熱運動增強。3、相對濕度導熱系數隨相對濕度的增大而增大。水的導熱系數為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，導熱系數增大。Kg/m3w/m.k5、纖維直徑和渣球含量纖維直徑越細、渣球含量越少，則導熱系數約小。酸度系數對巖棉性能的影響9/14/2023Ratio=(SiO2+Al2O3)/(MgO+CaO)該項指標一定程度上區分了礦渣棉與巖棉。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。實際生產過程中，可以采用硅石、鋁礬土、石灰石、白云石等進行酸度系數的調節。1、對熔制溫度的影響熔制溫度和能耗隨著酸度系數的增大而增大，同時還會造成纖維直徑的增大。℃2、對耐水性的影響巖棉耐水性隨著酸度系數的增大而迅速減小。堿土金屬離子處于玻璃網絡之外，易于遷移到水中，酸度系數越小，則堿土金屬離子越多，不僅更易遷移出去，而且破壞了玻璃網絡結構完整性。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，保溫系統中的砂漿和基層砼中的水會對巖棉產生水解作用。3、對熱穩定性的影響以3℃/min的速率升溫至900℃，酸度系數小的巖棉，體積可收縮達85%，而酸度系數1.9以上的，體積基本保持不變。尺寸穩定性巖棉產品的尺寸穩定性是指在（70±2）℃溫度條件下放置48h后，巖棉產品長度、寬度和厚度相互垂直的三維方向產生的不可逆的尺寸變化。經過有關檢測機構的抽樣測試，巖棉在長度、寬度和厚度方向的尺寸變化率均為0.0%，這說明了對于外墻外保溫用巖棉在正常使用溫度下幾乎不會產生變形。產品產生尺寸的膨脹或減小，都是由產品內部應力造成的。巖棉本身是無機硅酸鹽類材料，相對于其他材料，其熱膨脹系數小。另一方面，巖棉產品是柔性纖維材料，吸收能量能力強，不會產生應力集中。因此巖棉產品產生表面平整度偏差和尺寸變形的可能性很小，對外墻外保溫的穩定性有利。壓縮強度巖棉產品的壓縮強度是指壓縮破壞時的載荷與其面積的比值。如果在壓縮到厚度的10%之前出現最大載荷，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%時的載荷為破壞載荷。由于巖棉板和巖棉帶中纖維層結構不同，其在壓縮作用下表現是不一樣的。巖棉帶受壓縮時，變形較小，載荷迅速增加，存在一個明顯的極限破壞載荷，隨后承載力下降。巖棉板受壓時，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。9/14/2023其他性能三、巖棉薄抹灰系統9/14/20239/14/2023巖棉薄抹灰系統構造示意圖執行標準巖棉外墻保溫系統尚無國家標準，下面是部分地方標準：1、巖棉外墻外保溫系統應用技術規程（蘇JG/TO46-2011）2、巖棉板（帶）薄抹灰外墻外保溫系統應用技術規程（上海DG/TJ08-2126-2013）3、巖棉板外墻外保溫系統應用技術規程（山東DBJ/T14-073-2010）4、北京市老舊小區綜合改造外墻外保溫施工技術導則（巖棉板做法）5、巖棉板外墻外保溫系統應用技術導則（合肥DBHJ/T002-2011）

蘇JGT046-2011規程項目性能指標吸水量，g/m2≤1000抗沖擊性，J加強型（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抗風壓