第九章
彩色钢板岩棉夹芯复合板

一、概 述

任何一个建筑，诸如工业厂房、商业用房、办公楼、民用住宅、包括各种商亭等，都是由承重骨架、外围护材料、内装饰装修材料、地面材料等构成。随着时代的变化，建筑材料的品种、品质都有所不同。我国自改革开放以来，随着国民经济的发展，人民生活水平的提高以及审美观的改革，新型建筑材料层出不穷。

彩色钢板夹芯复合板（下称钢板夹芯板）就是我国近十年发展起来的一种新型建筑材料。此种材料的问世，解决了设计人员在设计大跨度工业建筑、公共建筑时选择屋盖形式和材料的烦恼，为新型节能墙体又增加了新的品种。

钢板夹芯板按其芯材材质分为钢板聚苯泡沫夹芯板、钢板硬质聚氨酯泡沫夹芯板、钢板岩棉夹芯板、钢板玻璃棉夹芯板、钢板酚醛泡沫夹芯板等。前两种在各种期刊和书籍中报导很多，人们对其功能和应用基本了解，后两种现在我国还处于研究开发阶段。下面仅就钢板岩棉夹芯板的生产及应用作一简单介绍。

二、国内外发展状况

钢板岩棉夹芯板是一种具有质轻、保温、隔热、隔声、防火、防水、施工简便灵活等性能新型建筑材料，可用作商业、工业、仓库、机库、体育场、发电厂等建筑的外围护及内隔墙、吊顶材料。

钢板岩棉夹芯板在国外发展也较晚，芬兰Partek公司从1984年开始对市场进行研究，1985年搞产品开发，1986～1987年试生产并试销，1987年产量为3万m ² ，1988年11万m ² ，1989年20万m ² ，1990年建成生产线，产量为21万m ² 。此后，该产品开始普及并进入正常销售，产品出口量达50 %。

该板在欧洲的发展也极为迅速，生产岩棉夹芯板或玻璃棉夹芯板的工厂大约有10个，年产量为500～800万m ² 。

根据1991年市场调研，亚洲市场在未来的10年发展也会很快，市场是巨大的。

为了发展此种产品，给用户提供可靠的技术服务，国外对钢板夹芯板的技术投资也是很大的，如芬兰Partek公司在进行钢板岩棉夹芯板开发中，对产品的性能进行了大量的测试研究，作出100多个试验报告，耗资达500万美元。

随着科技进步及建筑节能的需要，我国钢板夹芯板也在迅速发展。1985年冶金建筑总院会同深圳特区有关单位从国外首先引进了一条生产聚苯泡沫夹芯板的机组，经过吸收消化后于1987年又研制出适合我国国情的夹芯板生产机组，从此市场上开始有了我国自己生产的建筑复合板。1987年，天津天荣建筑板材有限公司从意大利OMS公司引进年产80万m ² 的硬质聚氨酯夹芯板连续生产线，又为我国建筑复合板增加了一个新品种。在上两种夹芯板发展的同时，北新建材集团公司（原北京新型建筑材料总厂）下属全资子公司——北京万思达科技开发公司，利用本厂生产的龙牌岩棉，研制和开发出钢板岩棉夹芯板。由于它所用岩棉为“结构岩棉”，棉纤维是垂直受力，因此其性能基本上达到国外同类产品的水平。1995年，又自行设计制造一条年产50万m ² 的自动化复合板生产线，基本结束了我国进口夹芯板的历史。据不完全统计，目前我国大大小小生产厂家有上百家，但上线的并不多，多数还处于手工生产阶段，年产量约150万m ² ，同国外相比相差甚远，尤其是在生产规模、装备、质量以及应用技术等方面差距更大。

三、钢板岩棉夹芯板品种及特性

钢板岩棉夹芯板是一种以彩涂钢板为面层，以岩棉绝热材料为芯材，采用专用粘结剂和先进的工艺技术复合而成的“三明治”板材。由于它是由不同性能的材料构成，而且其结构形式又是根据人们预先设计的性能而确定的，因此各种材料的功能和效应在这种板材上都能得到充分地发挥。

（一）类型

1.按岩棉纤维受力状况分为：

（1）结构型复合板：岩棉纤维垂直受力，剪切强度、抗压强度都高，一般用于建筑物的屋面及外墙围护材料，见图2-9-1。

（2）保温型复合板：岩棉纤维与受力方向平行，其压、剪强度是结构型复合板的1/5～1/4，一般只用于室内吊顶和隔墙或内保温板。此种板一般只采用平板型或低波瓦型，见图2-9-2。

2.按板型分为：

（1）波瓦复合板：该种板按波高和波峰距尺寸又可分为几种。主要用作建筑物的屋顶构件，特别适合大跨度的工业厂房、市场、体育场的屋盖板，其板型及尺寸见图2-9-3（a）。

（2）平板复合板：板面有较浅的V型沟槽，主要用作建筑物的墙体构件，其板型及尺寸见图2-9-3（b）。

（二）产品特性

1.重量轻。钢板岩棉夹芯板的重量是由面层（两面）钢板和芯材岩棉构成。因粘结剂用量很少可忽略不计。通常是采用0.6或0.5彩色钢板来生产。板型不同，夹芯板面层钢板重量也不同，一般为11～12kg/m ² 。芯材岩棉是一种轻质绝热材料。因此，厚度为80mm的夹芯板，每平方米的重量也只有14～17kg。若用作轻型钢结构的建筑外围护材料（该种结构自重是同类钢筋混凝土结构的1/20～1/30，是普通钢结构的1/2～1/3），房屋上部结构重量将会大大减轻，也大大地降低了基础工程材料的用量和工程造价，也有利于防震和抗震。

2.防火性能优异。评价产品的防火性能指标较多，如蔓延指数、燃烧性能、释放气体浓度和热分解物的有毒物质含量、耐火极限等。岩棉夹芯板生产时，若采用氧指数大于30的粘结剂，则为不燃性建筑材料，其燃烧等级为A1级；按船用标准，防火等级可达到B-15级。北京万思达科技开发公司曾将80mm厚的LCF墙板送至“国家灭火系统和耐火构件质量监督检验测试中心”进行了耐火极限试验，其结果是烧至120min，结构仍未失去完整性和绝热性。此试验结果表明，岩棉夹芯板的防火性能大大优于聚苯和聚氨酯夹芯板（两种板耐火极限大约为6～7min），符合国家有关“墙体包括房间隔墙都应是非燃体的规定”的防火规范要求，是种极好的防火材料。

3.保温性能好。从钢板岩棉夹芯板的结构来看，由于钢板和胶层都很薄，因此产品厚度主要是指岩棉芯材的厚度，夹芯板的传热系数主要取决于岩棉的热工性能和厚度。通常用来制作岩棉夹芯板用的结构岩棉容重为100～120kg/m ³ ，导热系数为0.045W/（m ² ·K）。若采用80mm厚的夹芯板，其传热系数为0.560W/（m ² ·K），相当于下列传统外墙的冬季传热性：

（1）三砖（750mm）内外（20厚）抹面墙体；

（2）一砖半加25mm泡沫砖木纤维板加粉刷；

（3）600容重的加气块300mm厚加两侧抹面；

（4）600mm厚空心砖加两侧抹面；

（5）一砖厚加50mm岩棉板和30mm空气层、外墙抹面、内墙用石膏板及涂料装饰。

表2-9-1为北京万思达生产的岩棉夹芯板（结构型）-LCF的热工性能表。

岩棉夹芯板同其他绝热材料的夹芯板一样，热阻大保温性能好，但其蓄热系数仅为砖墙的1/20（岩棉蓄热系数为0.75，聚苯和聚氨酯为0.36），热惰性较差，因此在工程应用时，顶板厚度应尽量选厚一些，以此来增大热阻。同时，设计人员也应考虑阳光的射向、角度，弥补该种材料的隔热性能。

4.力学性能佳。在实际应用中，用户一般都选用结构型岩棉夹芯板，此种板与其他板相比有如下特点：

（1）岩棉纤维是垂直受力，因此具有较高的剪切强度，据国外资料所载，结构型岩棉夹芯复合板较保温型板强度高出5倍。图2-9-4为不同类型板弯曲变形。

（2）岩棉夹芯板芯材岩棉纤维具有一定的韧性，能很好地抵抗重复荷载，这一点已被国外进行的“交变载荷试验”所证实。他们用厚度为50和150mm的试件进行抗弯交变试验，结果是交变前后抗弯强度值相一致。

（3）由于结构岩棉耐潮性好，因而用它制成的金属夹芯板较普通岩棉制成的板湿强度要高。见图2-9-5。

北京万思达公司生产的岩棉夹芯板——屋面和墙板允许跨度见表2-9-2和表2-9-3。

5.隔声性能好。钢板岩棉夹芯板为轻质材料，从声学理论上讲，质量小的材料隔声性能较质量大的材料要差，但由于该种板芯材为岩棉板，是一种较好的吸声材料，所以岩棉夹芯板的隔声性能较聚苯、聚氨酯夹芯板都好。80mm厚的板融声量可达到30dB，基本上满足了工业厂房应用。表2-9-4为北京万思达科技开发公司LCF板的隔声性能实测数据。

6.防潮性好。由于结构岩棉纤维排布密集，再加上先进的复合工艺。因此其防潮性能也较好。据国外资料报导，彩钢岩棉夹芯板在高温工业厂房用过5年后，再测其岩棉含湿量仍同原岩棉含湿量一样。

7.其他优点。岩棉夹芯板除具有上述各项性能外，还具有防水、表面易清洗、安装简便快速、可灵活造型等优点。尤其是采用多彩艳丽的彩涂板做面层，装饰效果更加夺目照人。

四、钢板夹芯板的应用技术

（一）应用技术

综前所述，岩棉夹芯板是集承重、防火、防水、隔声、装饰为一体的一种多功能新型建筑材料，不仅适合用作多种大型工业厂房的屋面及墙体围护结构材料，也适合作机房、商亭以及民用建筑的外围护材料。但是，通过工程实践，我们认为有如下的几个问题在应用中必须加以注意：

1.防雨防漏。岩棉夹芯板同其他夹芯复合板一样，无论用作屋面板或是墙面板，若节点处理不好就会出现渗水、漏雨，因而，解决好屋面及墙面各部位连接节点，是岩棉夹芯板应用技术最最重要的环节。板型不同，节点处理也不同，下面为北京万思达科技开发公司的LCF板两种顶板和墙板接缝节点图。

（1） V-195型屋面板接缝连接形式，图2-9-6。

（2） V-225型屋面板接缝连接形式，图2-9-7。

（3）屋面板端头之间连接方式，图2-9-8。

（4）天沟及屋脊的做法，图2-9-9。

（5）墙板纵向、横向布板接缝处理方法，图2-9-10。

（6）外墙变形缝的处理，图2-9-11。

（7）窗口平、立面处理，图2-9-12。

为了提高我国的建筑水平和施工质量，施工管理人员和施工人员一定要严格按照生产厂家的标准图集施工，该用的配件一定要用上，该密封的地方一定选用优质密封条或密封胶做好，绝不能偷工减料，保证工程不渗不漏。

2.板与钢结构配合要合理。岩棉夹芯板属于轻质板材，最适合与钢结构配合使用。设计者可根据生产厂家的产品性能以及板的厚度正确选定檩条的间距。檩条一般宜采用轻型冷弯型钢（C型钢或Z型钢），其规格型号可根据柱子的间距进行选择。一般情况下，当柱距小于或等于3cm时，应采用100×50×20或者120×50×20C型钢；当柱距小于或等于4.5m时，应采用140×60×20C型钢；当柱距小于或等于6m时，应采用160×70×20C型钢；当柱距大于6m时，可采用轻型桁架，以增加墙面的抗风力和加大屋荷载。同时岩棉夹芯屋面板作为一种轻型屋面板，也能与网架结构很好地配合使用。屋面檩条一般应采用100×50×20C型钢或120×50 × 20C型钢。坡度最好应大于或等于1/20。

3.其他问题。岩棉夹芯板是种多功能板，除了具有防火、高强、隔声、保温等功能外，同时还具有装饰性，因此，对其外观要求较严格，如板面要平整，不得有凹陷划伤，色泽要牢靠，峻工后的建筑物棱角要清晰等等。要保证这些，除了生产厂家要严格把好质量关外，更重要的是施工技术和质量。

（1）运输和存放。虽然生产厂家在生产过程中板面已贴好保护膜，但在运输和存放时，一定要文明装卸，不得将保护膜弄破使板面划伤，码放地面要平整、垫好垫条，其间距应小于或等于600mm。

（2）使用厂家的专用配件，使各部位的配合松紧适度，棱角清晰美观。

（3）每块板与檩条相交部位不应小于两个自攻钉，使板安装牢靠不失稳。

（二）应用范围及工程实例

1.应用范围。岩棉夹芯板不仅具有钢板夹芯板的共性，而且其防火、隔声特性又优于其他夹芯板，因而被广泛用于电力、汽车、医药、食品、化工等工业厂房，用于机库、各种电器精密仪表控制室、商场、物流市场等建筑，也可制作活动房屋以及加层建筑的屋面和墙体材料。

2.应用实例。

（1）国外实例。

①用于发电厂建筑的岩棉夹芯板（结构型）。

芬兰的一个燃煤电厂，岩棉夹芯板被用作外墙、楼梯间、升降井和防火隔墙。因为安装是在冬季海边场地实施的，建筑物有80m高，所以该建筑构件的胜任强度以及易安装特点满足了恶劣的施工条件要求。

②用于涂料仓库的外墙板和屋顶板。

芬兰的一个涂料仓库，建筑物高度为32m，总面积为5400m ² 。该仓库主要是存储易燃涂料，外墙耐火极限为2h，室内天花板耐火极限为1h。骨架采用H型钢，外墙板是150mm厚的岩夹芯板。

③用于印刷间的外墙板。

瑞典的一个印刷厂。外墙为150mm厚的岩棉夹芯板，供货量为10000m ² ，室内隔墙为100mm厚的岩棉夹芯板，耐火极限达180min。

④用于核电厂的耐火隔墙板。

芬兰的一座核电厂。该建筑物隔墙长140m，高15m，隔墙耐火极限为180min，隔墙门也要求180min的耐火极限，故隔墙和门都是用150mm厚的岩棉夹芯板制作。

该建筑除防火要求严格外，还必须满足墙体的高度和使用中隔墙被振动的条件，对墙体的结构要求也很高。该工程由芬兰辐射安全中心验收。

⑤用于办公楼机房的隔墙板。

芬兰一个集团公司的业务大楼。选用岩棉夹芯复合板的目的在于安装快捷，制造灵活。总面积为23500m ² ，机房面积为1700m ² ，隔墙使用厚度为100和150mm厚的岩棉夹芯板，墙面须开凿若干个通风管道进出口，最大孔径为1250mm，开孔都在现场制作。

⑥用于酿造业的岩棉夹芯板。

芬兰一家酿造厂是由一个酿造车间、一个灌装车间、一个软饮料车间、一个仓库、一个办公楼、一个维修站和一个发电中心组成，总面积为56000m ² ，是欧洲第二大酿造厂。在这个大的工程中，饮料仓库、酿造车间、灌装车间以及维修站都是用150mm厚的岩棉夹芯板制作的。通风机房外墙采用的也是该种板，大约用量为11000m ² 。

在食品工业中，卫生条件要求很高，而岩棉夹芯墙板具有光滑的表面，易清洗，没有杂物，在板的寿命期内不会发生表面腐蚀。

⑦芬兰赫尔辛基市一个机场的飞机库房，主要用作维修间耐火隔墙，车间高36m，面积是245 × 126m ²

（2）国内实例。

由于岩棉夹芯板在国内起步较晚，人们对它的特性和实用认识还不足，工程用量还不算大，但面已较广，如电厂、航天工业厂房、办公大楼、电子工业内隔墙、食品工业、化工厂、炼油厂以及各种加层建筑，其中比较典型的工程实例有：

①用于衡水电厂汽机房的屋面及栈桥的墙面板，工程已竣工，效果较好。

②用于北京211厂的国家921-4B工程外墙板，大约8000m ² ，墙板厚度为100mm，横向布板，已峻工。

③用于宝黛化妆品有限公司化妆品车间的内隔墙。

④用于电子器材和消防器材生产车间的内隔墙、防火门、屋顶、外墙板，如中韩合资的乐金电子部产品有限公司和世宗智能公司。

⑤用于炼油厂的外墙板，如呼和浩特炼油厂生产车间外墙板。

⑥用于北京电力部办公大楼的屋面板。

⑦用于加层建筑的屋面和墙体材料，如人事部招待所和皇苑大酒店等工程。 +aLZ50LlCBwDBd3XRQHSYwoSjfvpJMEznH81NL1MGN5e9Xr6o4dEzUKk7/BLL3OS