建筑外墻巖棉材料應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)

張 慶

(1. 吉林建筑大學(xué)土木工程學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130118,；2.吉林省結(jié)構(gòu)與抗震科技創(chuàng)新中心,吉林 長(zhǎng)春 130118)

由于近年來(lái)北京中央電視臺(tái)新臺(tái)址、南京中環(huán)國(guó)際廣場(chǎng)等建設(shè)項(xiàng)目出現(xiàn)外保溫材料火災(zāi)的事件,國(guó)家越來(lái)越重視墻體保溫材料的防火性能,科研院所重視保溫材料的防火性能的研究工作。公安部發(fā)布《建設(shè)工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》(106號(hào))第十三條、十四條規(guī)定范圍以外設(shè)有外保溫材料的民用建筑,全部納入抽查范圍。住建部指定了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》,該條例中規(guī)定民用建筑外保溫材料易選用A級(jí)材料,尤其是在被稱(chēng)為“史上最嚴(yán)消防令”的65號(hào)文下達(dá)之后,各地建筑市場(chǎng)對(duì)A級(jí)保溫材料的需求越來(lái)越迫切,極大地推動(dòng)了巖棉板在建筑物中應(yīng)用的步伐[1]。按照國(guó)家要求,大量的工程采用不同的A級(jí)防火保溫材料進(jìn)行外墻保溫系統(tǒng)的施工,例如巖棉保溫板、酚醛板、玻璃棉保溫板、發(fā)泡水泥板、玻化微珠保溫砂漿等材料,每種材料都有其優(yōu)缺點(diǎn),巖棉保溫板材具有保溫性能好、不燃燒等特點(diǎn),現(xiàn)階段建筑市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用巖棉保溫板材,巖棉板對(duì)于發(fā)展生態(tài)建筑、低碳建筑及其防火安全具有不容忽視的地位[2]。現(xiàn)階段巖棉保溫板的市場(chǎng)需求較大,有些工程采用整體外墻保溫體系全是巖棉保溫板材,有些工程外墻保溫體系采用其他保溫材料加巖棉保溫防火隔離帶,尤其近些年國(guó)家大量興建高層與超高層建筑,規(guī)范要求必須應(yīng)用A級(jí)防火保溫材料作為墻體材料,所以巖棉保溫板材的需求量逐漸增大。國(guó)內(nèi)巖棉保溫板廠(chǎng)家逐漸增多,但是生產(chǎn)的質(zhì)量參差不齊,所以國(guó)家應(yīng)該重視市場(chǎng)監(jiān)管,控制其質(zhì)量滿(mǎn)足市場(chǎng)要求,保證其施工質(zhì)量,并且?guī)r棉保溫板的材料規(guī)范和施工驗(yàn)收規(guī)范體系不健全,只有少量的材料生產(chǎn)規(guī)范和驗(yàn)收規(guī)范,不能較好的控制巖棉本身的質(zhì)量與施工質(zhì)量,并且有些生產(chǎn)廠(chǎng)家的巖棉保溫板檢驗(yàn)報(bào)告未按《建筑外墻保溫用巖棉制品》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)就出場(chǎng)銷(xiāo)售,所以未來(lái)應(yīng)該建立更加健全規(guī)范體系控制施工的工藝及施工質(zhì)量。巖棉本身還有強(qiáng)度不足、施工過(guò)程復(fù)雜等缺欠,巖棉保溫板的改進(jìn)性研究勢(shì)在必行,改進(jìn)其自身缺欠,提高其施工質(zhì)量,減少返修率,讓巖棉保溫板更好的應(yīng)用于工程實(shí)際。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

在國(guó)外,巖棉保溫材料有著幾十年的應(yīng)用歷史,是A級(jí)防火材料中的最為成熟的材料之一。巖棉保溫板屬于無(wú)機(jī)保溫材料的一種,與其他A級(jí)防火保溫材料相比,巖棉材料具備明顯的優(yōu)勢(shì),巖棉材料內(nèi)部纖維絲較長(zhǎng),保溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性好、化學(xué)性能穩(wěn)定,國(guó)內(nèi)和國(guó)外的高層建筑有大量的應(yīng)用,不斷應(yīng)用過(guò)程中,巖棉保溫材料的優(yōu)點(diǎn)得到了專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的認(rèn)可,但是在大量的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有一些不足之處,主要的不足之處包括以下幾點(diǎn)：

(1)在巖棉保溫板制作過(guò)程中,有些生產(chǎn)廠(chǎng)家為了追求經(jīng)濟(jì)效益,減少巖棉保溫板的容重,在內(nèi)容增加大量粘合劑,粘合劑增加導(dǎo)致巖棉保溫板容易燃燒,失去了巖棉保溫板材不燃燒的特點(diǎn),降低了材料自身的防火性能,無(wú)法到達(dá)A級(jí)防火材料的標(biāo)準(zhǔn),容易出現(xiàn)安全事故。

(2)巖棉保溫板施工質(zhì)量跟容重有直接關(guān)系,容重大的巖棉保溫板強(qiáng)度較高,相對(duì)于容重小的板材施工質(zhì)量較好,施工過(guò)程中不容易出現(xiàn)變形,安裝過(guò)程較方便,但是容重大的保溫板由于密度相對(duì)較大,保溫性能較容重小的板材差,實(shí)際工程中保溫性能有時(shí)候不能滿(mǎn)足節(jié)能軟件計(jì)算結(jié)果的要求。

(3)低容重的巖棉保溫板,保溫性能較好,由于其自身抗拉與抗壓強(qiáng)度較低,外部裝飾面層施工過(guò)程沒(méi)有可靠的承壓面,裝飾面層的表面平整度不好,施工質(zhì)量一般,觀(guān)感效果一般,尤其是外部裝飾面層為外掛大理石面層時(shí),施工隊(duì)伍一般采用鋼掛大理石內(nèi)部填充低容重的巖棉保溫板,空隙較多,施工質(zhì)量較差。

(4)現(xiàn)在多數(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)家考慮巖棉保溫板的抗壓和抗拉強(qiáng)度不足,裝飾面層施工質(zhì)量一般的特點(diǎn),生產(chǎn)過(guò)程中在巖棉保溫板的外側(cè)加一層裝飾面層,形成了保溫裝飾一體板,但是外部裝飾面層的樣式單一,不能滿(mǎn)足業(yè)主對(duì)于裝飾面層的多樣性的要求,并且施工過(guò)程中遇到弧形墻體,保溫裝飾一體板無(wú)法整塊粘貼,為保證裝飾面層的統(tǒng)一,有些施工企業(yè)采用切割成小塊進(jìn)行拼接,拼接縫隙較多,處理較為復(fù)雜,所以最后墻體整體效果一般。保溫裝飾一體板施工過(guò)程中需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝飾層邊部處理,之后進(jìn)行粘貼與塑料脹栓的工藝施工,施工環(huán)節(jié)相對(duì)比較復(fù)雜。

(5)巖棉保溫板均為規(guī)整立方體,如果遇到具有一定坡度的墻體,由于巖棉保溫板的厚度一致,無(wú)法完成填補(bǔ)斜坡的功能,需要先用水泥砂漿進(jìn)行找坡,之后進(jìn)行巖棉保溫板的粘貼,施工過(guò)程相對(duì)較繁瑣。

(6)巖棉保溫板的施工程序較多,包括基層界面砂漿、膠粉聚苯顆粒貼砌、塑料脹栓與基層錨固、防護(hù)層處理等多個(gè)環(huán)節(jié),施工過(guò)程相對(duì)繁瑣。

(7)巖棉保溫材料吸水性較好,容易吸收外墻部分的多余水分,重量逐漸增大,超過(guò)粘貼材料的承受范圍,容易脫落,返修率較高。

2 發(fā)展前景分析

由于巖棉保溫板廣泛應(yīng)用,巖棉保溫板還需要不斷改進(jìn)其本身的質(zhì)量與其施工的方法,讓巖棉保溫板更能適合實(shí)際施工的需求,巖棉保溫板發(fā)展與改進(jìn)主要包括以下幾個(gè)方面

(1)巖棉保溫板材的價(jià)格近幾年增長(zhǎng)速度較快,市場(chǎng)的需求量也較大,所以出現(xiàn)了一批的新的巖棉保溫生產(chǎn)廠(chǎng)家,生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊,國(guó)家應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策加強(qiáng)對(duì)巖棉保溫材料的市場(chǎng)監(jiān)控,通過(guò)監(jiān)控控制實(shí)際應(yīng)用的巖棉保溫板材的質(zhì)量,規(guī)范巖棉保溫板的粘合劑材料比例,保證其內(nèi)部的防火性能,并且要規(guī)范建筑外墻巖棉材料的容重要求,防止容重非常低與質(zhì)量較差的巖棉保溫板應(yīng)用于實(shí)際工程,影響整體的施工效果。

(2)巖棉廠(chǎng)家應(yīng)該不斷改進(jìn)制作巖棉保溫板的技術(shù),現(xiàn)階段有些廠(chǎng)家將巖棉板內(nèi)部纖維絲橫向布置變成豎向布置,提高其保溫性能,但是強(qiáng)度基本與原工藝相同,巖棉廠(chǎng)家未來(lái)應(yīng)該分析巖棉材料的本質(zhì),改進(jìn)其生產(chǎn)工藝,提高其巖棉保溫板材的強(qiáng)度,或者通過(guò)添加其他無(wú)機(jī)非金屬材料在巖棉保溫板材的內(nèi)部,保證保溫性能與防火性能的同時(shí),提高本身的抗拉性能與抗壓性能,提高外墻保溫材料與裝飾面層的施工質(zhì)量。

(3)巖棉廠(chǎng)家應(yīng)該改進(jìn)保溫裝飾一體板的生產(chǎn)工藝,采用其他材料替代保溫裝飾一體板的裝飾面層,采用多種裝飾效果滿(mǎn)足實(shí)際業(yè)主方的要求。現(xiàn)階段保溫裝飾一體板的施工過(guò)程較復(fù)雜,現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)板進(jìn)行處理,之后進(jìn)行施工,所以未來(lái)考慮改進(jìn)其生產(chǎn)工藝,改進(jìn)其施工方案,減少其現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)節(jié),提高其應(yīng)用范圍。

(4)現(xiàn)階段的巖棉板的施工過(guò)程均為人工作業(yè),工程技術(shù)人員應(yīng)該分析巖棉保溫板的施工技術(shù)問(wèn)題,改進(jìn)施工環(huán)節(jié),研制相關(guān)的施工輔助設(shè)施與施工輔助機(jī)械,采用機(jī)械化施工代替勞動(dòng)者作業(yè),減輕施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高其施工效率,改進(jìn)其施工質(zhì)量。

(5)因?yàn)闃I(yè)主方對(duì)于外墻的整體的效果有不同的需要,例如涂料、外墻磚、大理石等等,現(xiàn)階段的實(shí)際工程方法導(dǎo)致裝飾面層表面平整度不好,技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)真分析巖棉保溫板與外部裝飾面層之間連接層的施工工藝,采取有效的措施改進(jìn)施工方案,調(diào)整連接層的施工工藝,改進(jìn)材料本身的施工方法,防止質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn),保證建筑外墻巖棉保溫體系與裝飾面層的施工質(zhì)量,滿(mǎn)足驗(yàn)收觀(guān)感質(zhì)量的要求。

(6)國(guó)家現(xiàn)階段倡導(dǎo)節(jié)能減排,倡導(dǎo)環(huán)保,現(xiàn)階段的巖棉保溫板生產(chǎn)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的生態(tài)資源,巖棉生產(chǎn)廠(chǎng)家要不斷進(jìn)行設(shè)備更新與技術(shù)革新,淘汰落后的生產(chǎn)工藝,減少污染物的排放,符合國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的需要,符合國(guó)家的仿真政策。

3 總結(jié)

巖棉材料是火山噴發(fā)留下的質(zhì)地柔軟的條狀巖石,巖棉材料經(jīng)過(guò)加工之后做成巖棉纖維,巖棉纖維再經(jīng)過(guò)處理形成具有不同用途的巖棉產(chǎn)品,巖棉產(chǎn)品在不同行業(yè)當(dāng)中被人們廣泛應(yīng)用。巖棉保溫板作為巖棉產(chǎn)品一種,在建筑行業(yè)得到大量的應(yīng)用,與其他A級(jí)保溫防火材料相比,其具備明顯的優(yōu)勢(shì),所以市場(chǎng)需要量較大,但是巖棉保溫板也有自身相應(yīng)的缺點(diǎn),例如施工工藝復(fù)雜、強(qiáng)度不足等方面,改進(jìn)巖棉保溫板的缺點(diǎn),提高材料的質(zhì)量與施工質(zhì)量是建筑行業(yè)的需求。未來(lái)巖棉保溫板材的發(fā)展方向是低容重、高強(qiáng)度、保溫好、不燃燒、施工方便、質(zhì)量好。所以工程技術(shù)人員與相關(guān)研究人員應(yīng)該重視產(chǎn)品的研發(fā)與施工技術(shù)的更新,提高巖棉保溫板材的市場(chǎng)前景。