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中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,是贯彻国民经济可持续发展战略的重要组成部分。节能标准由原来的30%提高到65%,保温技术得到了长足的发展,并成为我国一项重要的建筑节能技术。因此随着建筑节能的全面推进,建筑节能的防火问题也越来越严峻,现代建筑防火、节能、环保要求的进一步规范,无机纤维喷涂保温被广为推广。广泛用于地下室顶棚、设备机房、结构复杂的大型(异形)体育场馆、博物馆、交通枢纽等领域。
一、施工前的准备工作
1、无机纤维棉
喷涂用棉系由天然岩石溶化、纤维化、粒化等特殊工艺加工处理而成的无机纤维棉,无碱或低碱纤维,纤维细腻均匀,弹性好,属于 A 级不燃材料。
2、黏结剂
喷涂专用黏结剂系水基性浓缩喷涂专用胶液,用洁净水按比例稀释,与纤维棉同时喷涂使用,纤维之间互相黏结形成一定厚度的弹性纤维层,并与基层牢固黏结成一体。
3、材料标准
本工程采用无机纤维喷涂棉,质量要求应符合国家建材行业标准《矿物棉喷涂绝热层》JC/T909―2003和国家标准《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T13350―2008中的相关内容。
4、施工条件
管件密集程度,要求有操作空间、喷枪能够伸过管道即可;灯盒的套盒安装到位并封闭;首层地面,要求施工完成,无明水,以免渗漏造成纤维棉脱落;地面保护、管道保护完成;基层必须是干净的表面。
二、无机纤维喷涂产品的主要性能
1、保温性能:无机纤维喷涂产品,经检测导热系数λ=0.035w/m・k,保证良好的性能;无机纤维喷涂产品尤其适用于复杂结构或异型结构上喷涂,使保温层形成一个密闭无接缝的整体,大大提高了保温性能。
2、复杂结构的适用性:无机纤维喷涂产品可直接喷涂于钢结构、混凝土等任何介质上,高效率机械自动化施工作业,可以在任意复杂(异形)结构上或管线密集区域轻松喷涂,施工方便灵活、大大缩短了工期。
3、防火性能(A级不燃):无机纤维喷涂产品为天然无机物,经检测为不燃烧、不发烟、不助燃,属A级不燃材料。这一特性符合GB8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》的检测要求,是其他材料无法比拟的。
4、隔声性能(降低雨噪声):无机纤维喷涂产品是具有一定强度的三维立体网状结构,喷涂后形成整体密闭结构,这一特性保证了它具有良好的隔声性能,对于轻质屋面,可大大降低雨噪声。
5、安全环保性:无机纤维喷涂产品无毒无味,不霉变,不会粉尘飞扬;水基型环保胶,PH值为7,对混凝土、钢结构无腐蚀。符合国家《室内装饰装修材料胶粘剂有害物质限量》GB18583-2001检测标准。装饰性无机纤维喷涂产品喷涂后可直接在外面,为保证良好的声学效果,喷涂层表面无需附着其他材料,但表面可进行不同颜色处理,增加其美观性和装饰效果。
6、可靠的粘接性能:无机纤维喷涂产品采用高黏结强度的粘接剂,进行高压雾化喷涂,使每一根纤维被黏结剂均匀包裹,互相粘连,经滚压处理后,吸音层自成整体,以及与混凝土(钢结构)基体粘接密实,固化后表面可耐风100km/h的风蚀,经检测,自身粘接强度≥7.4KPa,与基体粘接强度≥30KPa。
三、主要的施工方法探究
1、基层处理
用压缩空气或清水清理喷涂基面灰尘和污垢。检查龙骨、吊挂件及预埋件是否牢靠,应将松动部件紧固;对门窗及各种设备、管线和非喷涂部位防护遮挡,堵塞非喷涂部位及通风管线、孔;清理工作面的障碍物,保证喷涂人员的顺畅移动空间及其安全性,保持最佳喷射距离。
2、抄测标高
在管道的吊杆上、四周墙壁上面弹线,确定保温层的厚度。利用灯盒确定保温层的厚度,灯盒的高度与保温层厚度相同或略低 2mm。
3、材料配制
将棉放入机器内打散,并保持料箱内纤维材料充足;由专人负责按喷涂胶使用说明配置黏结剂,必须用洁净水稀释黏结剂原液,不得随意增加水量稀释。搅拌至均匀,搅拌时间≥5min,逐批调配,随用随配。
4、喷涂专用机的调配
核定用胶量,随用随开封,使其具有适宜的稠度和良好的黏结性能,并降低回弹量,保证喷胶为雾状;调整工作风压和给料装置,使保温纤维面的输出率和速度适宜,保证纤维棉进料均匀,搅拌速度均匀稳定;喷涂设备调试。调验喷涂主机风压,一般压力范围 20 ~30kPa,调整给料装置风压范围和进料搅拌速度,以保持纤维棉输出量和速度均匀稳定。调验胶泵压力,一般压力范围在1 -2MPa,以保持胶液喷出时为均匀雾状。超细无机纤维棉和专用喷涂黏结剂经专用设备高速喷出,在喷头端口充分混合,以一定压力均匀喷涂在基体表面,从而形成密闭无缝的绝热吸声层。
5、纤维喷涂
5.1 基底预喷:基层表面清洁后,即可使用已配好的喷涂黏结剂对基面预喷胶进行处理,胶量适当和均匀,不流淌。
5.2 喷涂施工:喷涂时,储胶罐和主机并排放置,由1人负责看护,随时往料机内填充纤维和黏结胶,保证纤维和胶充足、连续。1人持纤维喷管进行作业,喷管长 40m 左右。1人对纤维层进行施压、整平。每天每组可以施工 100m2左右。喷涂时喷枪距离基面应保持 400mm 的适当范围,喷涂方向和角度应保持与基层基本垂直的位置,以便获得较大的压实力和最小的回弹,喷嘴应在施喷范围内做迂回直线连续移动,以保证喷涂均匀连续,表面平整、纤维分布均匀,无影响使用的分层、孔洞、裂缝等缺陷。施喷厚度 80mm,一遍成活,压实后厚度 60mm。在随机抽检的部位采用针刺法,用探针和钢尺进行喷涂层厚度检验。
5.3 表面修整:待喷涂产品表面干燥后,使用压板或铝合金杠尺等不同整形工具进行表面压实、整形。应注意阴阳角的直线要压平直,以求达到美观的程度。喷涂后的纤维保温层应保持良好的通风、干燥,固化维护 72h 后可进行修整、装饰等其他工序。
5.4 清理:纤维喷涂时,地面和墙面上会粘附一些掉落的纤维棉,施工完后应及时清理干净。
四、喷涂施工中应注意事项及质量验收及标准
1、注意事项
1.1 纤维喷涂施工时应与其他专业密切配合,及时铺设各种管线和套管,并核对留洞及预埋件的位置,严禁喷涂完工后开凿、振动、钻孔纤维喷涂表面。
1.2 应做好干燥固化期间的成品保护:无机纤维保温层施工后,内部纤维交织在一起,极易变形破坏,严禁人员及机具设备碰撞;喷涂所用的粘接剂为水基性环保胶液,遇水时胶的粘接强度减弱,会造成喷涂层脱落,应确保通风设备工作良好。
1.3 在施工过程中要注意梁柱、剪力墙与楼板的直角要平整,不可有松动、脱落现象。更应注意阴阳角的直线要压平直,以求达到美观的程度。
1.4 基层必须是干净的混凝土表面,不得有残留竹胶板,不得有灰尘。如果基层达不到要求,基层表面需做基层处理,保证施工质量的要求。
2、质量验收及标准
2.1 主控项目:喷涂材料的品种、质量、规格必须符合设计要求,喷涂层厚度不允许有负偏差;喷涂基层表面不允许有孔洞、麻面、夹渣、开裂起皮及漏水、油污等缺陷;喷涂层表面不允许有脱落、开裂、飘洒等缺陷。
2.2 一般项目:喷涂层密度应符合设计要求,设计无要求时,宜为60--100 kg/m3;喷涂层表面需要喷涂颜色时,整体色度应当均匀,无明显色差;表观质量检查:A喷涂层表面进行整形滚压后,应呈现自然、连续的纤维纹理,无明显滚压痕迹;B纤维喷涂工程面层允许偏差应符合下表的规定。
结束语
无机纤维棉为无机产品,抗菌不霉变,环保健康。喷涂可以在任意复杂(异形)结构上,或管线、吊挂件密集区域,即使是施工人员很难到达的空间,均可轻松喷涂施工。喷涂后的绝热层形成一个密闭无接缝的整体,有效地阻断热桥,从根本上解决了传统绝热型材接缝多、易脱落变形、与基体粘贴不牢等问题,大大改善了建筑围护结构的保温效果。
参考文献
[1] GB18583-2001《室内装饰装修用胶粘剂中有害物质限量》
关键词:体育场馆;看台;无机纤维;喷涂;绝热;降噪;防火
中图分类号:TU892文献标识码: A
Abstract: the city of Qingdao Jimo Sports Center Application of inorganic ultra-fine fiber at the bottom of the pool and the equipment room roof insulation materials. Ultrafine inorganic fiber materials not only have the insulation effect, also has sound-absorbing, fire prevention function. Ultrafine inorganic fiber spraying technique is a relatively new sound-absorbing / rising in recent years, insulation / fire decoration construction process, is mainly used for thermal insulation, sound absorption, fire safety requirements of the room ceiling or wall decoration. Compared the construction technology of sound-absorbing board, fire board, insulation board, the process is less, the construction is simple and quick, the labour needed less in quantity, but also for the equipment room ceiling environment is more complex, the operation adaptability.
Keywords: stadium grandstand inorganic fiber spraying fireproof adiabatic noise reduction
一、施工技术特点
超细无机纤维喷涂技术是继聚氨酯、挤塑板、棉毡、保温砂浆等传统保温材料施工后一种新工艺,具有良好的绝热、吸声降噪、防火、适应复杂结构等优异特性,抗菌不霉变,安全环保,经济效益和社会效益突出,其综合特性是传统保温吸声材料所无法比拟的。该项技术在中国建筑保温、防火、吸音等新材料领域成为一个新兴产业。该工艺主要通过控制喷涂层的厚度来满足不同的建筑隔音或保温要求并具有一定的防火性能。
结合本实例工程,保温部位为泳池底部、设备机房及看台下房间吊顶,这些部位管线、管道众多,隔间多,看台都是斜梁、板,施工部位复杂,在此条件下做保温,综合各种施工方法,最终选用超细无机纤维保温喷涂。
1、建筑中有广泛的应用,尤其针对结构能量散失大、冷热桥点多、结构复杂、异性曲面多样等特点、整体适用纤维喷涂技术,从根本上解决了传统绝热材料(玻璃棉毡、毯、聚苯板等型材)接缝多、密封性差、安装工序复杂、易老化变形等问题,大大提高了建筑的整体绝热性能,使其能源损耗和运营成本显著降低。
2、采用专业的施工设备喷涂在任何结构或构件表面上,无须使用任何支撑、吊挂件和加固材料。经自然干燥固化后,形成无接缝整体密闭的面层。该面层具有良好的绝热、防火、适应于复杂结构的绝热的处理、具有施工方便、抗菌、不霉变,安全环保等特点。
3、工速度快、原料简单易找、操作简单、质量易于保证等特点。用机械化施工,效率高;可直接喷涂于钢材、混凝土、木材、玻璃、石膏板、塑料、等材料表面上,无需适用其它任何支撑固定。
4、可以适应较为狭窄的工作空间,能够解决施工中经常遇见的操作难题。并且对于局部损坏问题,也易于修补。
5、吸声降噪性:超细无机纤维喷涂技术产品经特殊喷涂工艺施工后,其内部纤维交织在一起,形成具有一定强度和韧性的三维立体网状结构,极大地延长了声波在其内部的传播路径和时间,进而增加了因声波使纤维振动而引发的声能向机械能转换时间,使遇到纤维喷涂层的声波能量急剧衰减,因而超细无机纤维喷涂吸声产品具有良好的吸声性能。
二、适用范围
可广泛应用于顶棚、墙面的保温、防火、吸音层等,且适用于混凝土和钢结构等材料表面形状不规则的基材面层,最适用于吸音与保温、防火的复合功能房间、采暖与非采暖的分界区域的顶棚及内墙面。不适用于潮湿的环境、有水蒸气、水做用的环境中,如浴室、开水间、洗衣间、卫生间、清洁间等用水房间。具体的工作环境为无水分子做用,一般适用工作温度范围-70~750℃之间。
三、工艺原理
采用专业设备将磨细成纤维状的材料与专用胶混合,经喷枪均匀喷涂至所施工部位上,经过一段时间固化后形成具有一定厚度的无缝隙棉絮状弹性网状硬结层,极大地延长了声波在其内部的传播路径和时间,进而增加了因声波使纤维振动而引发的声能向机械能转换时间,使遇到纤维喷涂层的声波能量急剧衰减,使纤维喷涂吸声产品具有良好的吸声性能。同时具有一定厚度的纤维层,形成一层密闭无接缝的整体,有效地阻断热桥,能够起到较好的保温的功能。由于材料本身为柔性,每层纤维相互交叉排列,形成一种小网状结构,使最终材料本身具有弹性变形能力,可以抵抗一定范围的变形,有效的防止面层开裂。也避免块状材料拼缝处有缝隙的缺点。同时由于采用的材料为防火性能A级,完成品具有不燃烧、不发烟、不助燃的特性。
四、 施工工艺流程及操作要点
1、施工工艺流程
施工前准备遮挡、堵塞非喷涂部位,以及通风和管线通孔清扫喷涂基面灰尘和污垢无机纤维棉上料粉碎基层预喷无机胶喷棉施工表面修整挂铁丝网、160g玻纤网保温胀栓预喷无机胶喷棉施工表面修整修边修角现场回弹料清理。
2、操作要点
(1)施工前准备
①超细无机纤维喷涂施工时应与其它专业密切配合,及时铺设各种管线和通风孔,并核对留洞及预埋件的位置,为防止喷涂材料渗到通风管道里可以采用遮挡物遮挡,严禁喷涂完工后打凿、钻孔基面。
②用压缩空气和刷子将面层清理干净。如原基层结构面已经损坏或有严重裂缝,应先修补平整。将凸出原结构的部件进行检查,松动部件紧固。对结构严重油污处,应用清洗剂清理干净。
③仔细检查待施工的基面是否有漏水、渗水现象,如有渗、漏等现象,必须处理,经验收无渗漏后再施工。
④施工隐蔽验收完毕。
⑤自然条件:施工环境温度4摄氏度以上,相对湿度小于85%,如室外施工风力应小于3级。
(2)配制胶液
调节好水和胶量,随用随拌,水胶比例一般宜为1:5并掺阻燃剂和增稠剂用量各为胶用量的3%(比例为质量比)或参照粘接剂厂家的使用说明。控制配制比例,不得随意增加用水量,搅拌要均匀,搅拌时间不小于5分钟,每使用一桶随配一桶,避免胶液凝结。
(3)基层表面预喷底涂层
基层表面清洁后,在用已配好的胶液对基面做预喷胶处理,用量适当均匀,不流淌为宜不结滴。
(4)喷涂施工
①在施工面上适当的位置设置厚度控制贴饼,其间距一般不大于1.2m,以确保施工区域内实际完成的厚度和平整度。
②调整工作风压和给料装置,使无机纤维棉的输出率和速度适宜,不宜过快,这样会增大材料的回弹率。
③保证纤维棉进料均匀,搅拌速度应为30~45转/分。
④保持正确的喷射角(一般不小于70度),喷嘴距施工的面距离根据喷射机的压力不同一般0.6m~1.0 m或1.0m~3.0m,以便获得较大的压实力和最小的回弹,喷嘴应在循环轨迹范围内做迂回直线连续移动,以保证喷涂均匀连续,并一次喷至设计厚度;在局部操作空间较为狭小时,可以依据实际情况进行喷涂作业。
⑤正确掌握喷涂顺序,立面为自上而下,顶面为从一边到另一边,每个施工面应先边角后大面,全部喷涂作业必须100%喷涂至规定的厚度(按设计要求),为避免无机纤维厚度过厚或自重过大致使喷涂部位在后期使用过程中出现材料坠落的情况,在厚度大于60mm时需分层施工,并且在分层处加铁丝网、玻璃纤维耐碱网格布及角钢支撑或膨胀螺栓等措施加固。如即墨体育中心无机纤维厚度为85mm在施工时分两层喷涂,先喷涂厚约60mm,然后使喷涂面用铁丝网紧紧兜住,铁丝网用膨胀螺栓固定,再喷无机胶,然后在铁丝网上继续喷涂直至达到设计厚度。单个房间应一次喷涂完成,每次结束喷涂工作,须认真清洗喷嘴。然后预喷无机胶,喷时要细致均匀。⑥表面整形、修补喷涂后的部位应在表干30分钟后进行整形,整形时在表面用压辊、铝辊、压板等工具进行整形处理,立即进行局部的修补,将厚薄不均的部位通过补喷或压辊的方式使刚喷涂完的面层平整、美观,以满足外观的要求。
(5)面涂层喷胶强化、固化/着色在整形后在表面再次喷涂胶液,以增强表面强度,使表面纤维能够充分固结,防止出现表面纤维脱落的现象。如设计或业主有要求可根据要求对表面进行着色处理,再完成表面喷涂色浆着色。
(6)现场回弹料清理
对喷涂后的施工现场应及时清理,做到活完场清。
五、效益分析
1、由于该工艺刚刚进入市场时间较短,单方造价上略高,根据青岛市即墨体育中心工程游泳池池底施工厚度为85mm为例,合同价为150~200元/ m2,该工艺施工速度快,每个施工班组(5人)根据施工厚度不同,日平均可施工约200~300m2,折中计算每人每工日50 m2 ,吸音板(防火)吊顶的合同价为170~250元/ m2。吊顶的吊杆龙骨安装为每人每工日30 m2,面板安装为每人每工日10~20 m2左右。并且需要与各种设备末端相配合进行施工,无必要的延长了工期。而喷涂施工可在设备施工前,设备施工后均可施工,先后施工对喷涂施工而言无直接影响。同样100 m2的施工面积,喷涂施工需要2.5个工日,吊顶施工需要5~8个工日。与聚苯板保温砂浆做比较,聚苯板需要抹面砂浆在表面作加固层,不易在天棚施工,且不能随着结构的造型而变化,施工拼板过程中有缝隙;聚苯颗粒砂浆也需要抗裂砂浆作保护,因为它本体的强度比较低只有 0.2Mpa。综合工期、损耗、施工难度等因素,综合效益最佳的为喷涂施工。
2、保温绝热性:施工完成面具有良好的绝热性能,整体性好,有效的解决了块状材料密闭性差,安装复杂的缺点。有效的阻止了热量的散失,(导热系数0.038W/m•k),并具有优异的保温性能,同时还具备良好的隔音效果(吸音系数为0.95~1.0)。
3、降噪性:超细无机纤维喷涂技术产品喷涂附着在混凝土楼板上形成的吸声层,能起到较好的声阻尼作用,改善了楼板本身的振动模式,较大提高了楼板中低频的隔声性能,从而提高了整体的隔声能力。通过实验证明,降噪效果十分显著。
4、防火性:无机纤维喷涂技术系列无机纤维喷涂产品为天然无机物,经检测,不燃烧、不发烟、不助燃,为A级不燃材料。这一特性,极大地满足了大型场馆对于防火等级的要求,这一显著特性填补了其它材料的不足。
5、安全环保性:超细无机纤维喷涂技术系列无机纤维喷涂产品属A级不燃材料,无有毒气体和有毒物质产生,无毒无味。产品为无机产品,抗菌不霉变,环保健康。
6、复杂结构的适用性:无机纤维喷涂技术系列无机纤维喷涂产品可直接喷涂与钢结构、混凝土等任何介质上,高效率机械自动化施工作业,可以在任意复杂(异型)结构或管线、吊挂件、密集区域,即使是施工人员很难到达的空间,均可轻松喷涂施工。充分展示了其产品的可塑性和完整的密闭包裹性,大大地提高了纤维喷涂的绝热效果和吸声效果。
关键词:高层建筑外墙;保温防火;新型材料
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号:
一、引言
随着高层建筑的增多,人们已经越来越关注高层建筑的外保温防火材料的质量。因此,根据本人多年来的工作经验,我们需要对外墙保温的现状进行分析、研究,并对新材料、新技术的优缺点进行比对、明确其施工方法,在此进行一些浅显的分析,并希望能达到抛砖引玉的目的。
二、外墙保温特点与技术分析
(一)建筑外墙保温的特点
外墙保温技术是当前大力推广的一种建筑保温节能技术,是在外墙外侧设置保温隔热体系起到保温效果的建筑方法。外保温的保温效果好,不但适用于新建筑,也适用于旧建筑的改造,其适用范围也比较广。然而,由于外保温隔热体系直接面对自然界各种因素的影响,单就太阳辐射及环境温度变化对外墙保温材料的影响来说,保温层上抗裂防护层有3-5mm,且保温材料具有较大的热阻,因此在热量相同的情况下,外保温抗裂保护层温度变化速度可以达到无保温情况下主体外墙温度变化速度的30倍。
(二) 外墙保温技术分析
1、外挂式外保温
外挂的保温材料有岩棉、玻璃棉毡、EPS、XPS、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本已经在世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘结砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式外保温安装耗费时间较长,施工难度较大。在高层施工阶段,施工人员的安全得不到很好的保障。
2、EPS保温施工工艺
EPS阻燃建材80年代末引入我国,目前已在我国大中城市形成规模建筑,并取得非常好的社会和经济效益,在我国获得了广泛的推广应用。该技术具有着明显的优势,例如:工效提高、工期大大缩短、且施工人员的安全性得到了保证、材料的施工整体性和适应性较好、抗风压以及变形能力很强、耐火等级较高,因此该类技术的应用范围很广泛。特别是随着材料和应用技术的不断改进,该保温系统已经成为当今建筑节能墙体中最具竞争力的体系之一。近期,国内关于EPS的研究主要集中在通过添加阻燃剂纳米化工艺处理、设计聚合物的分子量、选择特定比例组成的发泡剂及筛选具有调节聚合物分子间作用力的添加剂,将EPS的防火等级提高到B1级。
3、由聚苯颗粒制成的保温料浆
将废弃的聚苯乙烯塑料加工破碎成0.5mm~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层。其中胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了其他保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,具有成本低、房屋造价较低的优点。此外,节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层,把木屑、珍珠岩、矿棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料等填入夹层中,形成保温层。
4、喷涂聚氨酯硬泡外墙体保温
聚氨酯硬泡喷涂技术是用于外墙外保温的一项新型建筑节能技术,经过在建筑工程实践中的广泛运用。其优势是非常明显。
①能够适用于各种形状的基础材料,不管是平面、凹面,还是顶面、圆形,都可以直接采用喷涂发泡加工,不需使用费用昂贵的模具;
②聚氨酯在添加阻燃剂后,是一种难燃自熄性的材料,它与胶粉聚苯颗粒浆料复合,组成一个防火体系,能有效地防止火灾蔓延。建筑处墙表面及门窗口等侧面,全部用防火胶粉聚苯颗粒材料严密包覆,不得有敞露部位,采用厚型胶粉聚苯颗粒防水抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能。
③该类技术的生产效率较高,在大面积、异形物体的绝热处理上适用性较强,成型速度较快;一般来说,聚氨酯组合材料是呈浅黄色或棕红色粘稠状透明液体,无凝固物与不均匀现象的出现,也没有机械性杂质。
三、新型保温材料的施工工艺
(一) 无机保温纤维喷涂施工法的优缺点
1、适用范围广泛
解决了传统技术限制,可在建筑物中广泛应用,尤其是可在结构能量散失大、冷热桥点多、异性曲面等复杂结构表面随意喷涂。
2、施工方便快捷
采用机械化施工,效率高。可直接喷涂于钢材、混凝土、木材、玻璃、石膏板、塑料、等材料表面上,无需适用其它任何支撑、挂件和加固材料。
3、保温性能卓越
所采用的保温喷涂玻璃棉是一种具有高绝热值的高级保温材料,它的绝热系数可达0.035W/m•℃,喷涂后在绝热层形成密闭无接缝的整体,有效阻断冷热桥,提高保温效果。
4、防火性能优秀
采用的保温喷涂玻璃棉是无机不燃物,经测试不燃烧、不发烟、不助燃。经《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB8624的检测评定为A级不燃材料。
5、安全环保节能
相比目前普遍使用的聚氨酯、聚苯板类外墙外保温材料,不存在发生燃烧后释放有毒气体、浓烟等问题,具有良好的绝热、吸声降噪、防火、适应复杂结构等优异特性,在喷涂施工中的废料可以100%回收并循环利用,安全环保效益突出。
6、其他优异性能
①抗冷凝,不结露
所采用的保温喷涂玻璃棉具有超强绝热性能,有较大的热阻,因此足够喷涂厚度的密闭保温层阻止了潮湿气体热量的散失,使其无法降到结露点的温度形成结露,进而表现出显著的抗冷凝性,有效避免耐火材料受潮脱落现象。
②抗真菌
保温纤维棉由无机物组成,不利于真菌生长,不会发生霉变,更不会出现虫蛀现象。
7、无机纤维材料的价格远高于泡沫混凝土,提高了保温的造价。
(二) 施工工艺原理和适用范围
1、施工工艺原理
无机保温纤维喷涂施工工法主要原材料为超细无机纤维粒状棉和水基环保粘结剂,通过专用纤维喷涂机将无机纤维棉和稀释后的水基粘接剂同时喷涂至设计范围的混凝土表面,经自然干燥后形成无接缝、密闭、整体稳定、有弹性、降噪吸声、防火的隔热保温层。由于绝热体系置于外墙外侧,能使主体结构所受温差作用大幅度下降,减小温度变形,有效阻断冷、热桥,对结构墙体起到保护作用,延长结构寿命。
2、喷涂施工工法适用范围
①适用于任何形状的外墙外保温工程,尤其适合节能标准和防火、防水等级要求较高的建筑工程。
②适用于新建建筑和既有建筑外墙保温改造。
③适用于不同气候条件下的建筑节能和对外墙外保温有装饰要求的工程。
四、结论
随着我国经济的发展,高层建筑只会越来越多,因此,高层建筑的外墙保温防火材料已经不再是少数建设单位关心的问题,这是一个事关人民群众财产安全、企业声誉的大事。根据笔者的相关工作经验对外墙保温的特点和技术进行分析,并推广新型保温防火材料——无机纤维保温材料,在行业内加以广泛的讨论和研究,推动,新材料、新技术的研发,推动我国建筑事业的可持续发展。
参考文献:
[1] 郭中朝 F一16无机纤维喷涂工艺及关键控制点研究 2010年
[2] 何启奎 新一代的外墙保温技术——无机纤维喷涂 2008年
【关键词】金属基复合材料 性能 关键技术
一、背景
20世纪60年代,美国航天飞机主舱体的主龙骨的支柱就采用了硼纤维增强铝基复合材料;20世纪80年代初期,逐渐强化对碳纤维增强铝基复合材料制备工艺技术研究力度,如压铸、半固态复合铸造以及喷射沉积和原位金属直接氧化法、反应生成法。80年中期开始加强对金属基复合材料界面稳定性研究。
二、金属基复合材料特征性能内容
高强度、高模量、低密度的增强纤维的加入,使MMC的比强度和比模量成倍地提高;良好的高温稳定性和热冲击性。金属基体的高温性能比聚合物高很多,加上增强材料主要为无机物,在高温下具有很高的强度和模量,因此MMC比基体金属具有更高的高温性能;热膨胀系数小、尺寸稳定性好;良好的导热性;不吸潮、不老化、气密性好。
三、MMC的制备工艺和制备方法研究
金属基复合材料的制备工艺研究主要包含以下几个方面:金属基体和增强物的结合方式和结合性;增强物在金属基体中的混合分布情况;降低成本,复合材料硬度、稳定性的提升;避免连续性纤维在制作中的出现伤损状况。
目前制备方法有固态法,液态法,喷涂喷射沉积,原位复合等。
(一)固态法。固态法指在制备过程中把纤维、颗粒等与金属基体按照原始设计要求,通过低温、高压条件将二者复合粘结,最终形成金属基复合材料。该制备方法整个工艺保持在低温环境下、且金属材料和纤维、颗粒等增强物状态呈现为固态、界面反应不严重。固态法制备工艺包含以下两个方面:
1.扩散结合。扩散结合是指金属材料在一定温度和压强下,把新鲜清洁表面的金属和增强材料,通过表面原子的互相扩散而连接在一起的固态化焊接技术。如图
2.粉末冶金。粉末冶金(Powder Metallurgy)适应范围广,对于长纤维、短纤维、颗粒性金属基增强材料的制备都适合,粉末冶金制作工艺是将金属材料和增强物(颗粒、纤维等)按照一定要求混合,并经过压制、烧结及后期一系列处理工艺制成金属基复合材料。在制备过程中,为提升该方法产品的压制性和烧制收缩率,可根据实际需要加入液相烧结组元,通过这种工艺制备的金属基复合材料可有效增强其室、常温条件下材料的硬度、耐磨度的部分。[1]粉末冶金法工艺过程如下图
(二)液态法。液态法包含压铸、半固态的符合铸造、搅拌法和无压渗透法等,根据其内容划分又称之为“熔铸法”。这些方法的共同持点是金属基体在制备复合材料时均处于液态。这种方法优点显著,成本低、基础设施要求不高,且只需要一次性即可完成,它的这些优势决定其可批量大规模进行生产。其中日本松下润二 采用离心铸造法制造出AlSi 基石墨增强复合材料[2]。
(三)喷涂与喷射沉积。喷涂沉积主要应用于纤维增强金属基复合材料的预制层的制备,亦可以作为获取层状复合材料坯料的方法。该工艺主要用作颗粒型金属复合材料的制作,其最大的优势在于对增强材料、金属润湿要求不高,接触时间较短且界面反应量少。
(四)原位复合。解决了增强材料与金属基体之间的相容性问题、即增强材料与金属基体的润湿性要求。解决了高温下的界面反应等。例如:
四、技术关键以及难点
主要是加工温度高,性能波动,成本高以及制造工艺中的金属基复合材料中的金属与增强物的相容性。
五、应用前景
金属基复合材料独特优势,决定其必然在将来得到广泛利用,并得到规模生产,且伴随着科技发展,其成本亦会变得越来越低。当前就工艺技术而言,铸造法和原位复合法得到广泛应用,前者工艺流程简易、且成本廉价,而后者具备优良工艺特征,具备极强发展前景。若将来可综合二者,金属基复合材料将会取得更为显著的成果。
参考文献:
摘要 尽管传统装饰砂浆历史悠久、应用广泛,但因传统装饰砂浆是一种以水泥基为主的纯无机材料,必然存在水泥基材料本身固有的抗拉强度低、弹性差,易产生收缩裂隙等问题。本文就此问题略作浅析。
关键词 装饰砂浆 外墙外保温 施工
1、装饰砂浆作为建筑外装饰材料传统的装饰砂浆(Coloure Stucco),是一种相当古老的内、外墙抹灰及装饰材料,其在欧洲已有几百年的历史。该产品主要由水泥、砂、石灰、石膏、钙粉、粘土等无机天然材料构成,在施工现场与水搅拌后,涂抹在砖石、混凝土等基材的表面。彩色装饰砂浆是在材料中掺进一定量的矿物颜料,涂抹在建筑表面进行装饰。传统装饰砂浆因使用耐候性很好的无机天然矿物材料作为原材料,使得产品具有良好的物理特性、优异的耐久性、古朴自然和丰富多彩的装饰效果。在欧州等地区,用其装饰的很多建筑历经上百年的风雨苍殇,现在仍保持完好无损。至今,装饰砂浆(Stucco)在美国还被称为西班牙或殖民地风格。尽管传统装饰砂浆历史悠久、应用广泛,但因传统装饰砂浆是一种以水泥基为主的纯无机材料,必然存在水泥基材料本身固有的抗拉强度低、弹性差,易产生收缩裂隙等问题。为克服这些缺陷,传统装饰砂浆的应用者在材料中掺进了纤维和胶体等材料,目的是改善装饰砂浆的抗开裂性及和易性。上世纪80年代以来,随着聚合物改性砂浆技术的出现,通过在装饰砂浆中掺进多种聚合物材料和添加剂,材料的物理力学性质特别是弹性和耐久性得到明显改善。北美的民用住宅建筑一般使用3层配套的装饰砂浆系统,其分别为:(1)具有阻水和防功能的防水膜,其确保从系统外部渗进来的水能顺着防水膜上的沟槽排到底部的排水系统中,从而保护木质及石膏墙面;(2)为金属网和抗裂砂浆,它成为装饰砂浆的抗裂基础,其中第一层水泥砂浆直接涂抹于金属网上,常常被称为打底灰,底灰一般较粗糙以增强与其上抹灰层的覆着力,底灰上为二道抹灰,两者厚度分别为7/8 inch和3/8 inch;(3)为装饰砂浆,厚度为1/8 inch。国外的装饰砂浆公司往往有几十种颜色和粗、中、细三种规格供客户选择。 装饰砂浆可采取涂抹或喷涂的办法进行施工,涂抹法 装饰喷涂是一种更有效外墙装饰技术,产品可为只含水泥、石灰和其它添加物的细腻型产品,其在现场与水均匀拌合即可使用。该产品可通过喷涂等方法直接喷涂在已有的外保温墙体表面来调整装饰砂浆的颜色而不影响其表面纹理。它大部分的用途是对修补处的找色,遮盖污染甚至重涂整个建筑。装饰砂浆在欧美、日本、南韩被越加广泛的应用在各种建筑装饰中,特别是民用住宅的内外墙使用装饰砂浆装饰几乎已成为一种时尚。2、装饰砂浆作为外墙外保温系统饰面材料彩色聚合物装饰砂浆有诸多外墙涂料不可替代的独特优势 a、抗开裂性装饰砂浆与保温系统中粘结砂浆、抗裂砂浆一样,同是以水泥基为主的无机硅酸盐类材料,两者的物理力学性质,包括弹性模量及线性变形系数等基本相同,因而与保温系统相互匹配,避免了差异变形引起的应力裂隙。装饰砂浆饰面层的弹性有效的吸收因建筑物稳定及墙体热胀冷缩产生的应力变形。聚合物干粉砂为弹性结构,涂装后不会因天气冷热交替而产生开裂现象,涂装于建筑物外表,就象给建筑物楚穿上一件具有弹性的防水隔热衣,因其具备较厚的涂层,一般都在1-1.5毫米以上,防水防漏效果特别好,比普通涂料更具有对保温系统的保护功能,且抗压抗撞,不开裂、不掉块,具有特别的韧性。b、耐久性装饰砂浆为与聚合物砂浆属同性质产品,采用的是与砂浆混合在一起的天然矿物质氧化铁颜料,为通体着色结构,其耐粉化、耐紫外线、耐老化、耐褪色变黄能力都要优于有机类合成颜料制成的普通涂料。特别是因颜色是与装饰砂浆混合在一起形成约两毫米厚的通体涂层,即便表皮被刮掉,其内部依然不变色。彩色装饰面砂浆的骨料由硅砂构成,其耐磨、耐撞击能力都比普通涂料层要优越,由于装饰砂浆的平均厚度为1mm,约为普通同涂料的10倍,相当于在保温体系外部覆盖了一层厚厚的保护层,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环等自然灾害造成的保温体系破坏,减少空气中有害气体和紫外线对保温体系的侵蚀。因而只要质量和厚度能保证,装饰砂浆可以有效的防止和减少保温体系的温度变形,有效的消除保温体系表面的微裂隙。使得保温系统在其使用过程中不用再次粉刷。c、相容性经过聚合物改性的彩色装饰砂浆与抹面砂浆为同质材料。d、环保性e、透汽耐水材料有阻水和透汽功能,可将水阻挡在墙外,但又使室内的水蒸汽能自然排放出来。f、质感突出、返朴归真 装饰性强g、阻燃及安全性h、经济、性价比优越i、附着力及施工性j、生产过程中的节能减排产品可在任意建筑面上施工,只要施工面平整,它就可以牢固附着于上面形成涂层,施工方法也可多种多样,喷涂、刮涂或滚涂施工的宽容性极好,墙面湿度只要不大于90%,即可进行施工。在25oC温度,相对湿度小于75%环境下施工,表干时间为1小时,足干时间为24小时。该涂料可特别应用于旧建筑改造,外观已陈旧的建筑物,无论以水泥、石灰、瓷砖等何种材料贴面,只要该墙体表面光滑平整,即可涂装翻新,如果是瓷砖之间较大的接缝,用干粉砂浆填缝补平,然后施工,既不需凿去旧瓷砖,也不需在旧瓷砖表面刮涂打底腻子。