建筑外墻巖棉材料應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢

張 慶

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

由于近年來北京中央電視臺新臺址、南京中環(huán)國際廣場等建設(shè)項目出現(xiàn)外保溫材料火災(zāi)的事件,國家越來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)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級材料,尤其是在被稱為“史上最嚴(yán)消防令”的65號文下達(dá)之后,各地建筑市場對A級保溫材料的需求越來越迫切,極大地推動了巖棉板在建筑物中應(yīng)用的步伐[1]。按照國家要求,大量的工程采用不同的A級防火保溫材料進行外墻保溫系統(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、?；⒅楸厣皾{等材料,每種材料都有其優(yōu)缺點,巖棉保溫板材具有保溫性能好、不燃燒等特點,現(xiàn)階段建筑市場的廣泛應(yīng)用巖棉保溫板材,巖棉板對于發(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]?，F(xiàn)階段巖棉保溫板的市場需求較大,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。國內(nèi)巖棉保溫板廠家逐漸增多,但是生產(chǎn)的質(zhì)量參差不齊,所以國家應(yīng)該重視市場監(jiān)管,控制其質(zhì)量滿足市場要求,保證其施工質(zhì)量,并且?guī)r棉保溫板的材料規(guī)范和施工驗收規(guī)范體系不健全,只有少量的材料生產(chǎn)規(guī)范和驗收規(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)廠家的巖棉保溫板檢驗報告未按《建筑外墻保溫用巖棉制品》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行檢驗就出場銷售,所以未來應(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。巖棉本身還有強度不足、施工過程復(fù)雜等缺欠,巖棉保溫板的改進性研究勢在必行,改進其自身缺欠,提高其施工質(zhì)量,減少返修率,讓巖棉保溫板更好的應(yīng)用于工程實際。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

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

(1)在巖棉保溫板制作過程中,有些生產(chǎn)廠家為了追求經(jīng)濟效益,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,降低了材料自身的防火性能,無法到達(dá)A級防火材料的標(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度較高,相對于容重小的板材施工質(zhì)量較好,施工過程中不容易出現(xiàn)變形,安裝過程較方便,但是容重大的保溫板由于密度相對較大,保溫性能較容重小的板材差,實際工程中保溫性能有時候不能滿足節(jié)能軟件計算結(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度較低,外部裝飾面層施工過程沒有可靠的承壓面,裝飾面層的表面平整度不好,施工質(zhì)量一般,觀感效果一般,尤其是外部裝飾面層為外掛大理石面層時,施工隊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)廠家考慮巖棉保溫板的抗壓和抗拉強度不足,裝飾面層施工質(zhì)量一般的特點,生產(chǎn)過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,不能滿足業(yè)主對于裝飾面層的多樣性的要求,并且施工過程中遇到弧形墻體,保溫裝飾一體板無法整塊粘貼,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程中需要進行現(xiàn)場裝飾層邊部處理,之后進行粘貼與塑料脹栓的工藝施工,施工環(huán)節(jié)相對比較復(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,無法完成填補斜坡的功能,需要先用水泥砂漿進行找坡,之后進行巖棉保溫板的粘貼,施工過程相對較繁瑣。

(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、防護層處理等多個環(huán)節(jié),施工過程相對繁瑣。

(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際施工的需求,巖棉保溫板發(fā)展與改進主要包括以下幾個方面

(1)巖棉保溫板材的價格近幾年增長速度較快,市場的需求量也較大,所以出現(xiàn)了一批的新的巖棉保溫生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊,國家應(yīng)該出臺相關(guān)政策加強對巖棉保溫材料的市場監(jiān)控,通過監(jiān)控控制實際應(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)用于實際工程,影響整體的施工效果。

(2)巖棉廠家應(yīng)該不斷改進制作巖棉保溫板的技術(shù),現(xiàn)階段有些廠家將巖棉板內(nèi)部纖維絲橫向布置變成豎向布置,提高其保溫性能,但是強度基本與原工藝相同,巖棉廠家未來應(yīng)該分析巖棉材料的本質(zhì),改進其生產(chǎn)工藝,提高其巖棉保溫板材的強度,或者通過添加其他無機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,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)巖棉廠家應(yīng)該改進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足實際業(yè)主方的要求?，F(xiàn)階段保溫裝飾一體板的施工過程較復(fù)雜,現(xiàn)場需要對板進行處理,之后進行施工,所以未來考慮改進其生產(chǎn)工藝,改進其施工方案,減少其現(xiàn)場的施工環(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)問題,改進施工環(huán)節(jié),研制相關(guān)的施工輔助設(shè)施與施工輔助機械,采用機械化施工代替勞動者作業(yè),減輕施工人員的勞動強度,提高其施工效率,改進其施工質(zhì)量。

(5)因為業(yè)主方對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施工方案,調(diào)整連接層的施工工藝,改進材料本身的施工方法,防止質(zhì)量問題的出現(xiàn),保證建筑外墻巖棉保溫體系與裝飾面層的施工質(zhì)量,滿足驗收觀感質(zhì)量的要求。

(6)國家現(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)過程需要耗費大量的生態(tài)資源,巖棉生產(chǎn)廠家要不斷進行設(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,符合國家和社會發(fā)展的需要,符合國家的仿真政策。

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)過加工之后做成巖棉纖維,巖棉纖維再經(jīng)過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級保溫防火材料相比,其具備明顯的優(yōu)勢,所以市場需要量較大,但是巖棉保溫板也有自身相應(yīng)的缺點,例如施工工藝復(fù)雜、強度不足等方面,改進巖棉保溫板的缺點,提高材料的質(zhì)量與施工質(zhì)量是建筑行業(yè)的需求。未來巖棉保溫板材的發(fā)展方向是低容重、高強度、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前景。