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巖棉保溫材料的綠色生產與應用

來源:中國建材報 2015/12/14 14:47:46

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中玻網】保溫材料按照材質組成來劃分,大致可以分為兩大類:一是農業生產體系聚合物絕緣材料,如發泡聚苯乙烯泡沫板、硬質聚氨酯泡沫板等;二是無機保溫材料,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點,在保溫材料行業內備受推崇,產量一直呈現逐年上升的態勢。其中巖棉以其更高的耐火較限和熔點溫度,在建筑保防火保溫方面更受青睞,近幾年來,產量呈一路增長態勢。
  
  巖棉是目前使用量非常大、增長較快的無機保溫材料。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、應用和生產等方面進行闡述。
  
  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。巖棉的發現是在夏威夷島靠前次火山噴發之后,島上的居民在地上發現了一縷一縷融化后質地柔軟的巖石,這就是較初人類認知的巖棉纖維。當把這種纖維制作成板狀、氈狀或者狀材料后,它就被賦予了很好的保溫隔熱、吸音降噪的性能。
  
  在上世紀初,西方國家就已經實現了巖棉的工業化生產。其大致步驟是,將一定粒徑的原材料和焦炭按照設計的配合比送入熔制爐(沖天爐)中熔化成液體,液流經過導液槽流入離心成纖設備上被拉長成短纖維。在成纖過程中將粘結劑、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。纖維經過集棉裝置成為棉片。棉片輸送到擺錘機上進行疊棉,棉片在運動中疊加,成為一定厚度的疊加棉層。當對巖礦棉的力學強度有要求的時候,棉層進入打摺機中進一步擠壓堆疊,或者再經過縱向壓摺,進一步加大棉層的空間交叉絞合。然后進入固化爐中固化,固化作用是將粘結劑在一定溫度下固化,使材料定型成為具有一定抗壓強度的制品。連續固化得到的制品經過切割裁剪,成為一定規格的板材,較后檢驗包裝,得到較終的巖棉產品。
  
  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,這種認知偏差可能導致了對巖棉產業的負面影響,甚至會引發一些社會矛盾。近日,南京萬科“毒墻”事件就是一個縮影。
  
  那么,巖棉和石棉有什么區別呢?它們之間較本質的不同是,巖棉一種非晶態的人造纖維,石棉是晶態的天然礦物纖維。石棉具有一些比較好的性能,如耐磨擦、耐高溫、絕緣性等,在有些領域還不可替代。但由于石棉的纖維是晶態的,它的纖維尺寸較小,其直徑僅有頭發絲的百分之一,且穩定性好,能在空氣和水中懸浮數周。石棉已經被確認對人體健康是有害的,被全部癌癥研究中心肯定為致癌物,在建材領域被明令禁止使用。
  
  說到這里,有些讀者可能會想,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?其實對這一點倒不用擔心,F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。世界衛生籌備已經就巖棉纖維是否致癌進行了大量研究,結果清楚表明:巖棉纖維不是致癌物。另外,歐洲有地位機構已經在這個問題上有幾十年的研究經歷,也沒有任何證據說明巖棉具有致癌性。全部癌癥研究署的專題項目(MonographsProgramme)相關人士組得出的結論是,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。在國內的學術界,也已經有相關人士在巖棉與人體健康的問題上做出了研究,指出在生產車間工作的工人和辦公區工作的員工,他們的肺部情況沒有顯著的區別。正是出于以上強有力的理論基礎和客觀事實,巖棉在西方發達國家得到大力推廣和應用。
  
  巖棉在綠色環保節能領域起到了重要的作用,因為巖棉具有較好的隔熱性能。熱導率是衡量材料絕熱性能的一項重要參數,熱導率越小,其隔熱保溫性能就越好。從這個角度上來說,巖棉制品的隔熱性能是鋼筋混凝土的40倍,是磚土結構的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優異的。比如,巖棉的隔熱性能可能要稍遜于聚氨酯發泡材料等。但是為什么巖棉在綠色節能領域如此備受推崇呢?
  

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