一、研發背景
本文淺析的“改性岩棉板永久性、自固定現澆混凝土保溫外模板術”，已獲得國家專利（名稱爲：一種現澆混凝土改性複合岩棉保溫外模板，專利號：ZL201620010463.0）授權。目前全國正在全面深化改革，大力推進十三五各項計劃，按照創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，創新轉型升級，大力推進發展海綿城市、綠色建築，廣泛開展被動房示範工程建設，對於全面完成“十三五”國家強制性節能減排目標，執行新提升的《建築設計防火規範》和節能率75%的標準，是適應新常態，有效應對全球氣候變化，緩解資源能源對經濟社會發展的約束具有重要作用；同時在新常態下提升城鎮化發展質量、效益、改善人民生產、生活條件，建設資源節約型，社會環境友好型，推動可持續發展，有着重要的意義。在新常態的發展中，盲目追求量的增長和粗放型的發展是達不到現代化的標準要求，現行建築節能保溫主要採用外牆外保溫的結構形式，經十幾年的實踐應用證明有如下弊端：使用的有機保溫材料具有易燃性，且燃燒時會釋放出大量有毒氣體，並在使用施工現場防火管理不規範的環境下容易出現火災，給人民生命財產造成巨大損失；而且該形式施工工藝相對較複雜，施工工期長，施工質量難以控制，出現保溫層龜裂、滲水、起鼓、脫落、傷人、火災等一系列問題。並且使用期間必須要維護、維修、更換、造成城市更換、改造施工二次污染嚴重，仍存有安全隱患；並導致資金，資源的雙重浪費；不能與建築物同壽命；更達不到建築節能75%和新的防火規範及綠色建築的標準要求，工程質量達不到百年大計終身負責的法制標準。因而研發更環保，更安全，成本低，防火無隱患、防震結構性能高，與建築結構同壽命的節能保溫與建築結構一體化的新技術、新產品、新工藝、新材料替代現行相關保溫材料技術尤爲重要。新型“CX現澆混凝土改性複合岩棉保溫外模板”是建築節能與結構一體化技術的一種重要結構，是建築節能保溫與建築結構融爲一體；並與建築物同壽命，達到新的消防規範技術要求和防震技術要求的創新型A級建材。實現了建築節能、安全防火雙達標技術的綠色建材。
二、岩棉板的性能特點
岩棉板問世已有20多年曆史，該產品問世以來廣泛應用於工業、石化、農業、電力、船舶、建築等領域，其性能是用無機材料製作而成，其特點燃燒性能達到A級，耐火極限達至2小時；保溫隔熱具有一定效果，吸音、降噪、減震等均有較好的功能特點。在新常態下，岩棉板應用於建築節能外牆保溫還存有不足之處，由於生產工藝和其材料本質所定，自身體積鬆散所致壓縮強度達不到外牆保溫，粘結、拉拔結構強度技術要求；憎水性、吸溼率兩項性能不足，做建築外牆保溫經過長期的自然氣候的浸蝕及雨雪影響，吸水率高而導致達不到抗凍融技術標準，使保溫建築結構耐候性達不到與建築同壽命的嚴重技術問題，爲此岩棉板在現有性能特點的基礎上，需要創新研發，以新的技術改性解決自身存在問題，使其發揮固有的性能指標，以便全面達到做外牆保溫外模板的新一代綠色新型建材。
三、岩棉板的改性製造技術
岩棉板是以優質的天然玄武岩爲主要原材料，經熔爐大於1450℃的高溫融化後，以擺錘法均勻鋪棉。經固化爐固化而製成岩棉板。但是該工藝製成的岩棉板用作建築外牆做保溫板的性能指標遠遠達不到建築外牆保溫和建築結構技術要求，滿足不了建築耐候性能指標的標準。爲此經過從原材料性能的物理檢測分析，生產工藝的調整，經過多次研製，測試該產品材料在融化的岩漿中噴入專用適量的固化劑和特效專用增水劑，熱固性粘合劑和專用添加劑等，經固化後使該產品纖維細長，渣球含量低，保溫絕熱性能優異，解決了做建築外牆保溫材料不足的性能指標。其改性技術指標特點如下：1、保溫隔熱性能優異岩棉纖維細長，平均直徑、渣球含量等指標均能達到國家標準，經實測導熱係數爲0.040w/mk。2、防火岩棉板以天然玄武岩爲主要原材料，是不燃A級防火保溫材料，耐高溫性能優越，高溫下導熱係數低，能有效延緩火勢蔓延；在火災中不產生有毒氣體或熔融滴落物。3、防水岩棉板憎水率、短期吸水量、長期吸水量均達到標準要求，如產品被高壓水浸溼，乾燥後不影響其性能，不會膨脹。4、防潮岩棉板製品在溫度50℃時，按照國標GB/T25975—2010測試，質量吸溼率小於1%。5、透氣性好岩棉板的纖維結構，具有良好的透氣性，水蒸汽可以自由透過，能很好的配合磚混牆體或砼牆體的呼吸作用，使室內保持舒適的乾溼度環境。6、化學和物理性能穩定岩棉製品的酸度係數——衡量岩棉板化學穩定性耐久性的重要指標，改性後的岩棉板具有良好的高溼熱穩定性、耐久性及抵抗高溫收縮的能力。
四、岩棉板壓縮強度的改性
由於岩棉板材質性能和生產工藝所致，體積鬆散、壓縮強度，吸水率滿足不了做建築外牆模板的技術要求，爲此對岩棉板經過專用自動化機械將鬆散的材質按技術要求壓實，使鬆散的岩棉板增強了密實度，有效提高了自身壓縮強度，降低了吸水率，並滿足了做建築外牆模板的自身支撐力，抗彎、抗折、抗拉強度的技術標準要求，吸水率的降低增強了抗凍融的功能，對於模板的耐候性能起到重要作用。只有進行技術創新改性才能使岩棉板達到做保溫外模板的技術要求。
五、岩棉板的結構改性框架網
按照現澆混凝土複合岩棉板保溫外模板的結構技術標準，在岩棉板上下兩面鋪設加強玻纖網；按結構佈局進行鋪設多根受力拉接線，經過橫向按一定間距上下拉接，使其連接成爲整體分格框架網狀，將岩棉板永久牢固的固定於框架網之中，形成外模板夾心網架狀的整體。
六、現行復合保溫外模板施工安裝技術
現行結構一體化保溫外模板施工安裝技術，保模板運至施工工地後，按照設計施工圖紙和施工技術交低，先將保模板進行彈線切割配料達到圖紙設計結構需要的模塊標準，之後再在保模板上按照結構佈局彈線，用專用手電鑽打固定連接件孔，孔打好後模板到位，支撐校正，再有模板外側一人向內穿連接件，模板內側一人在連接杆上擰緊固定卡，以保證連接件不位移、不歪斜。隨之支內側模板，，支撐牢固校正不歪斜即可澆築混凝土。總之，以上施工技術需要彈線鑽孔、立板安裝、穿件擰卡的工藝。上述工藝存在的問題是：在外模板上打孔設置連接件，施工中很難監控連接件孔佈局是否合理、足量達標的問題；連接件對保模板之外圍起着建築結構的重要技術作用，如固定件連接出現問題，就等於建築工程主體結構出現問題；同時施工安裝錨固件連接，按現行施工工藝要多花費大量工時；耗用大量錨固件（6萬件/1萬平方米）、再加上人工工資，大大提高了工程造價。總之上述工藝存在“工程造價高、施工量大、工期長、施工質量隱患”等問題。爲解決這一問題，經過反覆技術創新研製成功了改性複合瓦楞槽形自固定現澆混凝土岩棉保溫外模板。該技術即在經過各項性能指標滿足建築外牆技術要求的岩棉板上設置玻纖網爲整體加強層，按設計要求鋪設高強聚合物砂漿，通過專用自動化製造機械製造而成瓦楞槽形，即形成保模板與建築現澆混凝土的結構結合層，該瓦楞槽使用高強聚合物砂漿物理性能與混凝土的物理性能相容，強度標號一致，通過施工澆注工藝，澆注混凝土與保溫外模板融爲一體，澆注混凝土自身經過水化凝固增強，而形成外模板整體面積與混凝土科學的牢固的固化結合爲一體，不用採取任何技術措施便形成永久性、自固定，節能保模板與建築結構一體化的創新專利技術。
七、自固定岩棉複合保溫外模板的科學性
岩棉板經生產製造工藝、材料配方的'創新改進，使普通岩棉板改性達到建築外牆保溫的技術性能標準；經過專用技術進行岩棉板體積壓實增強密實度提高壓縮強度，降低吸水、吸溼率，提高加強了整體耐候性能；岩棉板進入高效玻璃纖維絲經專利技術組成的玻纖框架網，使其克服了自身的抗拉、抗彎、抗折、抗撞擊的技術性能指標不足的差距，達到了現澆混凝土支撐模板的技術標準；岩棉板經過系統改性後，板兩面鋪設高強玻纖網，增強整體結構的剛度、強度，玻纖網與高強聚合物砂漿牢固的粘結握裹爲一體，保模板內側由專利技術製作成瓦楞槽形，成爲與現澆混凝土永久性自固定的結合層，經過澆注混凝土施工工藝澆注，混凝土經過水化增強凝固，科學的將保模板與建築結構永久的固定爲一體。綜上所述，自固定改性岩棉板經過一系列技術改性，即能保證良好的保溫效果，又能達到A級防火標準，使建築節能、安全、防火、雙達標；創新研製的瓦楞槽形保溫模板永久性自固定專利技術，自動結合免用現行的錨固鏈接件，即節約了大量支撐模板固定鏈接件，又節約了施工安裝固定件大量用工，提高施工效率，加快了施工進度，有效降低了工程造價，縮短了工期，使建築節能保溫與結構永久一體，真正實現了建築節能保溫，安全防火，安全防震，與建築結構同壽命的一體化技術。
八、自固定現混凝土岩棉保溫外模板的環保性
CX現澆混凝土改性複合岩棉保溫外模板是由防火專用岩棉板(A)，標準抗裂砂漿，標準玻纖網格布，經過工廠化生產，由專用自動化機械一次上線成型；原材料，生產製造過程無污水、廢氣、廢渣、不揚塵、無噪音，該產品無毒、無放射性公害的綠色低碳新型建材；應用於建築工程與建築物同壽命，不做任何維護、維修或更換，避免了給城市造成多次投資或再次污染城市環境。總之該產品實現了保溫防火、模板雙功能，節約耗能，節約資源，抗自然氣候侵蝕、施工工藝簡便、縮短工期，不採取任何技術措施便能達到建築節能75%的各項技術指標要求，防火燃燒性能達到A級，是一種安全、節能、環保的新型綠色建材，是一種良好的綠色低碳環保建材，具有較好的廣泛的應用前景。
九、自固定改性岩棉保溫外模板板的發展前景
推廣應用建築一體化技術是推動我國建築節能工作深入發展的迫切需要，“十三五”規劃對建築節能尤爲重視，以創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念爲指導，在全國各地展開了海綿城市、綠色建築的創新示範區，提升了建築節能75%、新的消防技術標準。大力推動了發展低能耗建築和綠色低碳建築。這些工作的推進和目標的實現，有賴於建築節能相關技術支撐體系的創新發展，特別是對不同形式保溫體系的研發和應用提出了更加迫切的要求。經過近10年的研發和實踐證明，目前一體化技術是一種綠色建築的創新技術，可廣泛應用於各種類型和結構形式的民用、工業和公共建築，是建築結構體系發展的重要方向。建築一體化技術具有四大突出特點：一是節能保溫措施與牆體同步設計，同步施工，同步驗收，實現了建築物同壽命；保溫層杜絕了多次維修、更換；二是將A級保溫材料置於牆體之中，採用工廠機械化生產和現場裝配式或混凝土澆築等方式施工，有效避免了外牆外保溫工程存在的空鼓、開裂、脫落等質量問題。最大限度地消除了工程消防隱患，確保了人民生命財產的安全。三是具有良好的保溫隔熱性能，完全能夠滿足國家提升的節能率75%和防火技術標準要求。四是可以有效縮短施工工期，減少人工和材料消耗，從而降低建築成本造價，具有較好的社會綜合效益。綜上所述，建築節能與結構一體化技術體系具有大力發展廣泛推廣的良好前景。