孫明枝
(山西建工建筑工程檢測有限公司,山西太原 030006)
建筑節(jié)能是我國建筑業(yè)的一個重要課題。特別是當前我國正處于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速發(fā)展時期:據(jù)不完全統(tǒng)計每年大約新建20多億m2的建筑;另外再加上每年約有30億m2的既有建筑需進行節(jié)能改造,由此可見,建筑節(jié)能工作將是我國一項持久性強制推廣政策。
而建筑外墻保溫則是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié),為此諸多的建筑外墻保溫材料應運而生……但相關的檢測標準規(guī)范等卻較為滯后,以致出現(xiàn)魚龍混雜、以次充優(yōu)的現(xiàn)象,擾亂建筑節(jié)能市場,特別是上海膠州路教師公寓、南京中環(huán)國際廣場等連續(xù)發(fā)生的由保溫材料而引發(fā)的令人觸目驚心的大火……為整個中國建筑保溫行業(yè)敲響了警鐘。為解決這一問題,國家根據(jù)我國城市建筑特色,從制度上對外墻保溫材料要求更為嚴格:無論是國內(nèi)自主新研發(fā)的產(chǎn)品,還是從國外引進的產(chǎn)品,都不僅要保溫效果好,而且防火等級都要達到A級。為此巖棉制品作為A級不燃保溫材料,越來越受到行政管理、設計、應用和施工部門的高度關注,越來越多的建筑外墻外保溫開始使用巖棉制品,那么這些巖棉制品應依據(jù)哪個標準檢測,又應該檢測哪些相關項,成為關鍵問題。因為現(xiàn)在許多工地使用的巖棉制品,廠家提供的材料檢測依據(jù)是GB/T 11835或GB/T 19686標準,而設計和檢測單位卻依據(jù)的是GB/T 25975標準,而且很多檢測項又不盡相同,致使判斷依據(jù)無法選擇。針對此種情況,通過多方查閱資料,認為應該是這樣的:GB/T 11835絕熱用巖棉礦渣棉及其制品標準是針對化工、冶金、電力等工業(yè)絕熱保溫基礎用巖棉制品,不適宜建筑外墻外用巖棉制品;而關于建筑節(jié)能外墻用巖棉制品的標準有GB/T 19686—2005建筑用巖棉、礦渣棉及其制品和GB/T 25975—2010建筑外墻外保溫用巖棉制品兩個標準。前者編制時間早,雖然對巖棉制品在建筑上的應用有一定的指導作用,但針對性不強,同時沒有給出相應必檢項的要求;而后者則規(guī)定了建筑外墻外保溫用巖棉制品的所有必要的技術要求,對巖棉制品在建筑外墻抹灰保溫系統(tǒng)的應用具有很好的指導作用。
下面就新舊標準的相關檢測項進行分析、比較和解讀。
巖棉制品是一種天然礦物,無毒無害的綠色產(chǎn)品。它是以玄武巖及其他天然礦石為主要原料,經(jīng)后天熔化后,采用先進的工序,將玄武巖高溫熔體甩拉成非連續(xù)性纖維,再在巖棉纖維中加入一定的粘結(jié)劑、憎水劑等經(jīng)沉降、固化、切割等工藝根據(jù)不同用途制成不同密度的系列產(chǎn)品,具有防火性能好、耐久性好以及良好的絕熱、隔音效果,尤其適用于防火等級高的建筑。且施工安裝便利,節(jié)能效果顯著,具有很好的性價比。
新舊標準中均對建筑外墻用巖棉制品的一般物理要求即:外觀尺寸允許偏差,纖維平均直徑、渣球含量等這些最基本的要素做出要求外,對于吸水性、機械強度、燃燒性能和導熱系數(shù)等必檢項做出了不同程度的要求。主要區(qū)別有以下幾點。
巖棉作為外墻保溫層,大氣中的濕度以及雨水的浸泡對其吸水性均有很大影響,而吸水性的大小直接影響其保溫效果。如果巖棉吸水、受潮不僅會影響其保溫效果,甚至會使墻體發(fā)生霉變、空鼓、脫落等現(xiàn)象,為此控制其吸水性大小顯得尤為重要。在舊標準中僅對質(zhì)量吸水率有要求;而新標準則對巖棉制品的吸水性從三方面進行了全面技術要求,分別是:質(zhì)量吸濕率,憎水率和短期吸水量;而且質(zhì)量吸濕率從舊標準的不大于5.0%,提高到不大于1.0%。吸水性的三方面技術要求:即從巖棉制品對空氣中水蒸氣的吸附程度及對雨水的耐水滲透性能和材料浸入水中后,短期吸水量方面進行了嚴格要求,而這些要求都是外墻用巖棉保溫層在實際應用環(huán)境中經(jīng)常會遇到的情況。只有從這三方面嚴格要求巖棉制品的吸水性,才能很好地保證巖棉制品達到令人滿意的防水性能。
建筑外墻用巖棉作為外保溫層不僅需要承受外界負風壓、變形應力和其他外力給它施壓的作用;而且還需要保證在這些外力作用下不會產(chǎn)生脫落等現(xiàn)象。所以說保證建筑外保溫層的機械強度不僅要保證外保溫層的抗壓能力,還要保證它的抗拉能力(即垂直于表面的抗拉能力)。舊標準僅僅對抗壓強度做出了要求,卻沒有對垂直于表面的抗拉能力做要求;而新標準不僅對兩方面都做出了要求,并且對抗壓強度提出了更高的要求:由舊標準的不小于10 kPa,提高到所有規(guī)格均不小于40 kPa,而這些技術要求也是經(jīng)過試驗驗證后才給出的。由于目前大多數(shù)工程采用巖棉制品與XPS或EPS板相結(jié)合來使用,以防火隔離帶的形式使用于工程上,一般是采用粘結(jié)劑粘貼固定或再用錨栓固定等方式與墻體結(jié)合;或者是采用更為牢固的方法:即利用鋼絲網(wǎng)架將巖棉制品作為外墻外保溫材料與混凝土建筑一次成型等方式進行連接。針對施工現(xiàn)場這些不同的固定方式,新標準對于垂直于表面的抗拉強度按照不同的應用情況,規(guī)定了不同的抗拉強度水平要求。具體要求見表1。
表1 垂直于表面的抗拉強度水平及應用情況
通過上面的分析,我們可以看出新標準對建筑用巖棉制品的抗壓強度和垂直于表面的抗拉強度的要求,是出于對保溫工程的安全考慮。
巖棉制品作為良好的不燃保溫材料,不燃性是其自身優(yōu)勢,它的燃燒性能取決于其中可燃燒性粘結(jié)劑的多少,由于巖棉本身屬于無機質(zhì)硅酸鹽纖維,不可燃,只是在加工成制品的過程中,有時要加入有機粘結(jié)劑或添加物,而這些對巖棉制品的燃燒性能會產(chǎn)生一定的影響,所以說巖棉制品具有非常好的防火阻燃效果。所以兩個標準中對燃燒性能的要求均是達到GB 8624—1997中A級燃燒性能要求。
對于作為檢驗保溫材料保溫性能優(yōu)劣的導熱系數(shù),舊標準中沒有給出要求,但有熱阻的要求,雖然由熱阻可以換算出導熱系數(shù),但畢竟不直觀,而且目前所有保溫材料均是對導熱系數(shù)的技術要求,由此可見新標準更為適用一些。
例如對于巖棉制品的濕阻因子、降噪系數(shù)這些特殊性能的要求,只有新標準中有規(guī)定。當然這些技術指標可以在用戶有要求或特殊應用時再進行檢測。
作為保溫材料的保溫效果好壞的重要表征,導熱系數(shù)檢測的準確與否顯得尤為重要。特別是巖棉制品屬于可壓縮材料,即軟質(zhì)材料,檢測時厚度的控制至關重要:一方面軟質(zhì)材料可壓縮,另一方面由于檢測導熱系數(shù)的儀器對所測材料有一個不大于2.5 kPa的側(cè)壓力,為了防止巖棉制品試件在檢測時變形而影響導熱系數(shù)的準確性,在檢測時應對其厚度進行必要的控制:
首先,用測厚儀測出材料正常使用狀態(tài)下的厚度,測量時在試件的四個周邊墊入小截面低導熱系數(shù)(如擠塑板)的支柱,支柱的厚度為材料正常使用狀態(tài)下厚度的95%,以限制試樣的壓縮不超過正常使用狀態(tài)下厚度的90%;也可如圖1所示,用低導熱系數(shù)的擠塑板制作一個外圍尺寸為300 mm×300 mm,寬度為20 mm的擠塑板外框,外框厚度同理跟支柱的厚度一樣。再把裁好的280 mm×280 mm的巖棉制品放入框內(nèi),即如圖2所示,制作成這樣的試件:既好操作,又有效的防止試件被壓縮,而且測量時又不會影響巖棉試件的導熱系數(shù)。因為測導熱系數(shù)時儀器的計量面積僅為圖3中a的面積,即邊長為150 mm×150 mm的中間部分的面積,其外圍b均屬于防護部分,不參與計量熱阻,所以說我們制作的20 mm寬的外框?qū)儆诜雷o部分,不會影響試件導熱系數(shù)的測量。
圖1 擠塑板外框圖
圖2 巖棉試件
圖3 加熱面板示意圖(單位:mm)
通過對兩個建筑外墻用巖棉制品標準的比較、分析和解讀,清楚了GB/T 25975—2010標準更為全面、客觀、適用。為建筑外墻用巖棉制品的施工安全提供了有力保證,為節(jié)能檢測也提供了可靠的依據(jù)。同時,由于外墻節(jié)能是影響建筑節(jié)能至關重要的因素??梢哉f一個國家保溫節(jié)能墻體的發(fā)展客觀上反映了這個國家建筑節(jié)能的情況。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,巖棉制品作為新型的既保溫、環(huán)保又防火阻燃的節(jié)能材料,在我國建筑業(yè)將會有一個更為廣闊的前景。
[1]GB/T 19686—2005,建筑用巖棉、礦渣棉絕熱制品[S].
[2]GB/T 25975—2010,建筑外墻外保溫用巖棉制品[S].