2013年单层屋面技术分会年会暨第七届技术研讨会
主持人:现在下面有请欧文斯科宁田辉发言,他发言的题目是:玻璃棉屋面复合保温材料的研发,大家欢迎。
欧文斯科宁(中国)投资有限公司技术及规范支持工程师 田辉
田辉:各位专家、领导大家好,非常感谢朱会长和防水协会组织的这次会议,给我们公司这次机会,讲一下我们公司称之为玻璃棉材料研发的经过和性能,欢迎大家在会上或者会下跟我们进行技术上的交流,以及对这种产品有什么样的想法,非常愿意接受大家的意见。
我分四个部分讲一下,第一个部分是材料的介绍;第二个部分是材料本身的特点;第三个部分这个材料的施工;第四个部分是一些完成项目介绍。
首先我们回顾一下屋面防水系统的发展历史,屋面防水是随着过去屋面整个的发展而发展出来的子系统,所以一开始大家都知道住窑洞、瓦屋是没有防水要求的,等到房屋出现以后,古人主要采取的防水方式是把屋面做成坡屋面,覆盖一些瓦在上面,在一些缺水的地方,比如说我的老家,小时候还有很多的房子是没有任何防水层的,首先是窑洞,在上面盖厚厚的一层土,随着我们居住环境的发展,随着我们对居住条件的要求改善,我们对防水进行了一些要求,就要求出现了防水层,最初出现的防水层就是沥青质材料,因为本身它的性能、热流动性,抗氧化性,在防水中起到的作用,能形成一个完整的覆盖的膜层,不会出现积水,大大的提升了房屋本身的性能,本身的屋面,比如说过去的坡屋面,后来的平屋面,大量的房屋出现,我们的金属屋面出现。
随着这个性能的提高,我们对于防水的要求,随着建筑功能的增加而增加,出现了高性能的匀质防水材料,PVC ,DS等等,上个世纪出现了这样的防水材料,这种防水材料出现了以后,我们发现性能并不是很完美,我们发现对于抗风揭,材料的耐老化性能上都有一些缺陷,比如说匀质材料,随着太阳的照射,老化的速度非常快,于是我们在这个方面,也进行了研发,研发的结果就出现了加筋层,各位朋友讲的PVC,TPO等出现了加筋层,面层又加入了抗紫外,老化性能的材料,高反射率的材料,形成了上层的耐老化,抗紫外的上层,给他一定的加筋力量,抗拉伸力量的中间层,还有可粘接,可操作的底层材料,就出现了这样复合材料,出现了现在的高性能的防水材料。
材料的发展脉络一定是从低性能的材料发展到高性能的材料,随着用户对性能的要求不断增进,本身材料的性能也会增加。增加的方式无非两种,一种是新材料的出现,SBS,TPO、PVC材料的出现,单一材料达不到指标的时候,就会出现几种材料的复合,现在说的加筋的材料,做抗风揭的实验,保温的材料也是经过这样的过程。
保温和防水结合是一个非常友好的联姻的过程,上午大家都说了,热量传播有三种,太阳光的辐射,是由防水材料提供的,有高的反射率,还有两种,一种是热传导,还有热对流,这两种就是我们通常所说的保温材料,这两种材料的结合就形成我们绿色、环保,未来屋面发展的方向。
最开始的保温材料,与会的同志都非常的清楚,珍珠岩等等地下的材料,随着技术的进步,我们觉得效果不好,我们就开始进行了材料上的一个研发,有机的化工材料引入到了整个屋面的保温系统里面去,我们最典型的就是xps,pir,pur等等,这些材料的引入,大大的提升屋面保温的效果,还有保温的效率。后来我们在使用的过程中发现一些问题,以有机化工高分子材料来说,不是耐火的,我们国家的材料是立体施工,施工的过程中互不干涉,这样就容易形成火灾,火灾的出现,尤其是央视大火就和高分子卷材,屋面的保温材料的堆积有很大的关系。所以说国家、社会要求我们在这个方面有一些阻燃保温材料的出现。高性能的不燃保温材料只有一种,就是矿物棉,包括两种,一种是岩棉,还有玻璃棉。
我们的硬质玻璃棉这种材料是由玻璃棉构成,主要是将玻璃棉切成一定宽度的板条,翻转90度,经粘贴硬质覆面核铝铂防潮贴面后所制成的用于屋面绝热的玻璃棉制品,导热系数达到0.045,和普通的EPS导热性差不多的材料,所以硬质玻璃棉经过这样加工以后,形成了新的复合的保温材料,可以用于屋面保温,至于来历,我们也不是说 这是非常性的东西,实际上在13350里面有一个玻璃棉条的概念,是玻璃棉条在屋面系统当中一种特殊的应用。
特点第一个,该是A级防火保温材料,玻璃棉材料通过熔化的玻璃吹出形成板类的材料,主要的材料是我们现在用的窗户上的废旧的玻璃经过炉子熔化风吹出来的,本身就是不燃的东西,经过覆面以后,形成新的复合材料,我们重新做燃烧实验可以达到A级。
第二个特点就是保温效果刚才提到了,高效能的无机保温材料,只有矿物棉类的材料才可以达到高效和阻燃的结合,什么样的材料才会是高效能的保温材料呢,第一个一定要有一定的系数,所谓的保温就是怎么样防止热对流和热导的形成,就是格成一个一个的小腔,使空气不流动,达到保温的效果。玻璃棉这样的材料,是一个纤维与纤维之间的搭接形成一个一个的小腔,从而达到保温。影响保温效果的最主要的因素是纤维的系数,单位体积内纤维的根数越多,形成的小腔越小,空气在表层滞留的越多,空气层的流动就越少。纤维的分布均匀性,我们不能说这一片纤维非常厚,下一片纤维非常薄,这样也不会形成非常好的保温的效果,所以纤维的细长和均匀是影响它是不是高效保温材料的特点,玻璃纤维纤维系数只有八个流明,纤维长度20多公分,这是我们想要达到高效保温材料的基本的条件。
第三个有良好的力学性能,首先我们提到的是抗压强度,还有点荷载,抗压强度要求60KPA,点荷载要求1000N,60千帕是什么意思呢,在一个平米的情况下,均匀放置六吨材质,压缩比不超过10%,大于60千帕的情况下,我们站在一个砖的地方可以放六吨的材料;点荷载是10007N,为什么要增加点荷载的概念呢,就是防止人或者说在施工过程中的器物以点的形式加在保温材料上防止它穿透,或者说破损。是有两个性能指标约束保温材料的,所以说规定了两个,抗压强度大于60千帕,硬质玻璃棉经过硬质覆面和包裹强度以后一般可以达到70千帕以上的数字,点荷载基本可以达到1000N以上,所以在施工当中完全可以放心、安全的使用。
还有一个特点,因为纤维经过90度的旋转,垂直于保温面,所以形成一个良好的排水、排湿的性能,我们做了一个实验,将立纤维和水平状的纤维完全浸泡在水里以后,拿出5分钟以后,测里面的吸水率,第二个看强度减少的情况,上面的数据可以非常的明显的看到,如果是水面状的纤维,排水的性吸收的五倍的水,抗压强度减少60%左右,立起来以后水会很快的排走,抗压强度减少率只有30%,为什么要有这么一个概念存在呢,我们是考虑在这么一点,因为在平常的施工的过程中,很可能会有雨水或者大量的水存在的情况下,这个施工情况会有,一旦存在这种情况,纤维类的材料肯定要吸水,如何让这个材料赶快的进行施工,而且还不影响它本身的一个性能,不影响整个施工的性能,所以我们选用了立纤维这部分,纤维每个都是直立的,垂直于顶板,形成了非常大的力,让它承受抗压强度。
下一个特点,形成了一个良好的施工平台,玻璃纤维本身是比较细的,我们在硬质玻璃棉,上面是玻镁板,四边报覆铝播,减少了玻璃纤维和人的直接接触,施工的时候不用考虑会不会扎手,本身它也不会出现这样的情况,这样施工出现了良好的操作性。上面是比较硬的,有高密度的结构防火板,实现了很好的平整度,这样在以后的施工尤其是防水的施工过程中提供很好的操作面,由于这两点的情况,我们就说硬质玻璃棉还可以提供非常好的施工平台。
玻璃棉因为非常轻,在所有的矿物棉制品里面容重是轻的,要远远的小雨其他的矿物棉材料。所以在施工过程中,易于施工、易于搬,72公斤,一块板两个工人就可以搬走,因为有四面包裹的存在,也不必要害怕搬运的过程中破坏的事情发生。由于只有72公斤,给屋面的压力非常小,大大的减少了对屋面的荷载。
施工系统已经非常成熟了,各位专家已经讲了非常多了,我在这里就不赘述了,它的施工和我们普通的板材是一样的,打上两毫米的防水卷材,然后铺贴,然后打上紧固件就可以进行防水材料的焊接和固定了。固定件的固定,因为上面有一些硬质板制成的,所以有一些要求,打孔的位置要离板边至少有40到50厘米的距离,防止打碎或者大裂,一块板子方面,根据我们的计算可以打六个钉子到八个钉子。
这个材料从2004年第一次在国内使用,截止到2011年,在国内已经有了140多万平米的施工经验,这是大新华航空的一个施工,上海的商用大飞机还有无锡的机场,襄阳神龙汽车,南京依维柯公司都使用的这些材料。我的演讲就到这里,谢谢大家!