岩棉在幕墙领域的应用有哪些？

很多人听说过幕墙岩棉板，它主要用于建筑幕墙的保温层。之所以叫幕墙，是因为它是现代大型和高层建筑常用的一种外墙形式，由面板和支承结构体系组成的，本身不承重，像幕布一样挂上去，故称为“幕墙”。

防火岩棉在国展二期项目幕墙防火封堵中的应用

由于支承结构体系的存在，幕墙与基层墙体、楼板及隔墙之间一定存在缝隙，出于保温、排水、安装便利性等方面因素的考虑，即使填充保温材料后，这个缝隙也依然存在。这就带来两个后果，一是发生火灾时，由于烟囱效应，火焰和烟雾就会顺着这个缝隙迅速蔓延，造成更大的人员伤亡和财产损失；二是常常等不到人员从建筑物内疏散完毕，幕墙就已经发生结构性破坏，向下掉落各种碎片，影响人员逃离。导致后一点产生的原因，是幕墙支承结构的钢材和铝合金型材的耐火性能都比较差，钢型材在300℃~400℃高温下强度下降，600℃时失去承载能力；而铝合金结构型材的耐火性能更差，受热条件下极易发生结构变形，250℃~300℃左右即失去承载能力。

解决幕墙这一先天性系统问题的方案就是安装防火封堵，道理很简单，就是通过防火封堵阻断火焰和烟雾的传播蔓延。这在各种类型的幕墙标准中都有相关规定，对于透明幕墙来讲，防火封堵的安装位置一般在窗槛墙的上下沿及隔断墙与幕墙之间的缝隙处；对于非透明幕墙，安装位置一般在楼层板和隔断墙对应的缝隙处。在国标《建筑防火封堵应用技术标准》中规定，“4.0.3建筑幕墙的层间封堵应符合下列规定：

1 幕墙与建筑窗槛墙之间的空腔应在建筑缝隙上、下沿处分别采用矿物棉等背衬材料填塞且填塞高度均不应小于200mm；在矿物棉等背衬材料的上面应覆盖具有弹性的防火封堵材料，在矿物棉下面应设置承托板。

2 幕墙与防火墙或防火隔墙之间的空腔应采用矿物棉等背衬材料填塞，填塞厚度不应小于防火墙或防火隔墙的厚度，两侧的背衬材料的表面均应覆盖具有弹性的防火封堵材料。

3 承托板应采用钢质承托板，且承托板的厚度不应小于1.5mm。承托板与幕墙、建筑外墙之间及承托板之间的缝隙，应采用具有弹性的防火封堵材料封堵。

4 防火封堵的构造应具有自承重和适应缝隙变形的性能。”

可见，防火封堵需要用矿物棉材料作为背衬。

在这个标准中还规定：

“3.03建筑防火封堵的背衬材料应为不燃材料，并宜结合防火封堵部位的特点、防火封堵材料及封堵方式选用。当背衬材料采用矿物棉时，矿物棉的容重不应低于80kg/m³，熔点不应小于1000℃，并应在填塞前将自然状态的矿物棉预先压缩不小于30%后再挤入相应的封堵位置。”

就是说矿物棉在使用时应压缩30%以上，使其表观密度达到110kg/m³左右。

矿物棉包括岩棉、矿渣棉和玻璃棉三种材料。矿渣棉是一种以炼钢废渣为原料生产的矿物棉，其中钙、镁含量较高，硅、铝含量较低，耐候性极差，甚至遇水即发生泥化现象，难以担负如此重要涉及安全的责任；玻璃棉虽然耐候不存在问题，但由于纤维较长，需要加入更多的粘结剂来定型，在容重达到80kg/m³时，制品中的有机物含量高达10%以上，无法达到不燃材料的要求。因此，作为防火封堵的背衬材料，最终的选择必然是高品质的耐火岩棉。

作为防火封堵材料，衡量岩棉性能高低的一个重要指标就是耐火极限。检测的方法在国家标准中有明确的规定，总的原则就是模拟岩棉作为防火封堵背衬材料，在火灾发生时所遇的实际状况，根据其耐受时间对其耐火能力进行判定。按照标准规定，防火封堵的耐火极限分1H/2H/3H三个级别，分别对应于防火封堵对应的楼层板和隔断墙的耐火极限。

需要注意的一点，就是岩棉的安装方式。上述标准已经明确规定，除了在岩棉下面安装钢质托板，还要将岩棉压缩后挤入，其目的是使岩棉对两侧形成压力，发生火灾时即使下面的托板被烧毁，也能靠自身的受力撑在那里，继续发挥防火封堵的作用。现在很多施工单位图省事，直接将密度110kg/m³以上的防火岩棉裁切成与缝隙宽度一致的尺寸，简单往托板上一放就得了，这样是不对的，其防火封堵的功效将大打折扣。

防火封堵平时是不工作的，就像一位关键先生，一直守候，只在发生火灾时才挺身而出，拯黎民于烟火。我们当然希望它永远没有发挥作用的机会才好，但天有不测风云，我们一定希望发生火灾时这道生命屏障能够及时发挥效力，为人们撑起保护伞。火灾发生的时间不可预测，可能发生在明天，也可能发生在10年、20年之后，怎样确保防火封堵的持久有效呢？这里的关键是岩棉材料的选择。幕墙内部水蒸气的存在不可避免，甚至有时还会有液态水的存在，年深月久，最终岩棉材料内部也会有一定量的水蒸气积聚，对岩棉纤维形成侵蚀，绝热、耐火等性能下降不说，甚至会导致岩棉纤维断裂、粉化，本身会坍缩，且失去强度性能，无法对两侧面形成挤压力，一旦发生火灾，自身都难以保证处于正确的位置，更别说防烟防火了。所以岩棉的耐候性能非常关键，它的指标是岩棉的酸度系数，其定义是岩棉材料成分中惰性物质（硅、铝）与活泼物质（钙、镁）的比值，这个值越高，意味着材料中的惰性物质越多，活泼物质越少，岩棉就越稳定，耐候性就越好，就越能保证岩棉在关键时刻正常工作。国家材料标准对这个指标的最低要求是1.6，达到这个值岩棉遇水就基本不会变成泥，晾干了还能凑合用；进一步的要求是1.8，达到这个值岩棉遇水仍然能保持完整的纤维状态，短时间内性能不会发生明显变化。这些都是普通建筑保温应用的要求，防火封堵这个应用场景则有所不同，直接涉及生命安全，使用时间又不能确定，岩棉耐候性能有必要进一步提高，应选择酸度系数2.0以上的岩棉（越高越好），以确保其长期有效性。还要注意的是钾钠含量，这两种物质也属于活泼物质，含量应低于4%。

总之，在幕墙防火封堵的应用中，高品质、高酸度系数防火岩棉是一种非常适宜的材料，按照正确的方法进行安装，它一定能够起到防火墙的作用，为我们的生命安全提供长久的保护。