建筑外墙岩棉材料应用现状与趋势

张 庆

(1. 吉林建筑大学土木工程学院,吉林 长春 130118,；2.吉林省结构与抗震科技创新中心,吉林 长春 130118)

由于近年来北京中央电视台新台址、南京中环国际广场等建设项目出现外保温材料火灾的事件,国家越来越重视墙体保温材料的防火性能,科研院所重视保温材料的防火性能的研究工作。公安部发布《建设工程消防监督管理规定》(106号)第十三条、十四条规定范围以外设有外保温材料的民用建筑,全部纳入抽查范围。住建部指定了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》,该条例中规定民用建筑外保温材料易选用A级材料,尤其是在被称为“史上最严消防令”的65号文下达之后,各地建筑市场对A级保温材料的需求越来越迫切,极大地推动了岩棉板在建筑物中应用的步伐[1]。按照国家要求,大量的工程采用不同的A级防火保温材料进行外墙保温系统的施工,例如岩棉保温板、酚醛板、玻璃棉保温板、发泡水泥板、玻化微珠保温砂浆等材料,每种材料都有其优缺点,岩棉保温板材具有保温性能好、不燃烧等特点,现阶段建筑市场的广泛应用岩棉保温板材,岩棉板对于发展生态建筑、低碳建筑及其防火安全具有不容忽视的地位[2]。现阶段岩棉保温板的市场需求较大,有些工程采用整体外墙保温体系全是岩棉保温板材,有些工程外墙保温体系采用其他保温材料加岩棉保温防火隔离带,尤其近些年国家大量兴建高层与超高层建筑,规范要求必须应用A级防火保温材料作为墙体材料,所以岩棉保温板材的需求量逐渐增大。国内岩棉保温板厂家逐渐增多,但是生产的质量参差不齐,所以国家应该重视市场监管,控制其质量满足市场要求,保证其施工质量,并且岩棉保温板的材料规范和施工验收规范体系不健全,只有少量的材料生产规范和验收规范,不能较好的控制岩棉本身的质量与施工质量,并且有些生产厂家的岩棉保温板检验报告未按《建筑外墙保温用岩棉制品》的标准规定进行检验就出场销售,所以未来应该建立更加健全规范体系控制施工的工艺及施工质量。岩棉本身还有强度不足、施工过程复杂等缺欠,岩棉保温板的改进性研究势在必行,改进其自身缺欠,提高其施工质量,减少返修率,让岩棉保温板更好的应用于工程实际。

1 发展现状

在国外,岩棉保温材料有着几十年的应用历史,是A级防火材料中的最为成熟的材料之一。岩棉保温板属于无机保温材料的一种,与其他A级防火保温材料相比,岩棉材料具备明显的优势,岩棉材料内部纤维丝较长,保温性能好、导热系数小、弹性好、化学性能稳定,国内和国外的高层建筑有大量的应用,不断应用过程中,岩棉保温材料的优点得到了专业技术人员的认可,但是在大量的应用过程中发现有一些不足之处,主要的不足之处包括以下几点：

(1)在岩棉保温板制作过程中,有些生产厂家为了追求经济效益,减少岩棉保温板的容重,在内容增加大量粘合剂,粘合剂增加导致岩棉保温板容易燃烧,失去了岩棉保温板材不燃烧的特点,降低了材料自身的防火性能,无法到达A级防火材料的标准,容易出现安全事故。

(2)岩棉保温板施工质量跟容重有直接关系,容重大的岩棉保温板强度较高,相对于容重小的板材施工质量较好,施工过程中不容易出现变形,安装过程较方便,但是容重大的保温板由于密度相对较大,保温性能较容重小的板材差,实际工程中保温性能有时候不能满足节能软件计算结果的要求。

(3)低容重的岩棉保温板,保温性能较好,由于其自身抗拉与抗压强度较低,外部装饰面层施工过程没有可靠的承压面,装饰面层的表面平整度不好,施工质量一般,观感效果一般,尤其是外部装饰面层为外挂大理石面层时,施工队伍一般采用钢挂大理石内部填充低容重的岩棉保温板,空隙较多,施工质量较差。

(4)现在多数生产厂家考虑岩棉保温板的抗压和抗拉强度不足,装饰面层施工质量一般的特点,生产过程中在岩棉保温板的外侧加一层装饰面层,形成了保温装饰一体板,但是外部装饰面层的样式单一,不能满足业主对于装饰面层的多样性的要求,并且施工过程中遇到弧形墙体,保温装饰一体板无法整块粘贴,为保证装饰面层的统一,有些施工企业采用切割成小块进行拼接,拼接缝隙较多,处理较为复杂,所以最后墙体整体效果一般。保温装饰一体板施工过程中需要进行现场装饰层边部处理,之后进行粘贴与塑料胀栓的工艺施工,施工环节相对比较复杂。

(5)岩棉保温板均为规整立方体,如果遇到具有一定坡度的墙体,由于岩棉保温板的厚度一致,无法完成填补斜坡的功能,需要先用水泥砂浆进行找坡,之后进行岩棉保温板的粘贴,施工过程相对较繁琐。

(6)岩棉保温板的施工程序较多,包括基层界面砂浆、胶粉聚苯颗粒贴砌、塑料胀栓与基层锚固、防护层处理等多个环节,施工过程相对繁琐。

(7)岩棉保温材料吸水性较好,容易吸收外墙部分的多余水分,重量逐渐增大,超过粘贴材料的承受范围,容易脱落,返修率较高。

2 发展前景分析

由于岩棉保温板广泛应用,岩棉保温板还需要不断改进其本身的质量与其施工的方法,让岩棉保温板更能适合实际施工的需求,岩棉保温板发展与改进主要包括以下几个方面

(1)岩棉保温板材的价格近几年增长速度较快,市场的需求量也较大,所以出现了一批的新的岩棉保温生产厂家,生产产品的质量参差不齐,国家应该出台相关政策加强对岩棉保温材料的市场监控,通过监控控制实际应用的岩棉保温板材的质量,规范岩棉保温板的粘合剂材料比例,保证其内部的防火性能,并且要规范建筑外墙岩棉材料的容重要求,防止容重非常低与质量较差的岩棉保温板应用于实际工程,影响整体的施工效果。

(2)岩棉厂家应该不断改进制作岩棉保温板的技术,现阶段有些厂家将岩棉板内部纤维丝横向布置变成竖向布置,提高其保温性能,但是强度基本与原工艺相同,岩棉厂家未来应该分析岩棉材料的本质,改进其生产工艺,提高其岩棉保温板材的强度,或者通过添加其他无机非金属材料在岩棉保温板材的内部,保证保温性能与防火性能的同时,提高本身的抗拉性能与抗压性能,提高外墙保温材料与装饰面层的施工质量。

(3)岩棉厂家应该改进保温装饰一体板的生产工艺,采用其他材料替代保温装饰一体板的装饰面层,采用多种装饰效果满足实际业主方的要求。现阶段保温装饰一体板的施工过程较复杂,现场需要对板进行处理,之后进行施工,所以未来考虑改进其生产工艺,改进其施工方案,减少其现场的施工环节,提高其应用范围。

(4)现阶段的岩棉板的施工过程均为人工作业,工程技术人员应该分析岩棉保温板的施工技术问题,改进施工环节,研制相关的施工辅助设施与施工辅助机械,采用机械化施工代替劳动者作业,减轻施工人员的劳动强度,提高其施工效率,改进其施工质量。

(5)因为业主方对于外墙的整体的效果有不同的需要,例如涂料、外墙砖、大理石等等,现阶段的实际工程方法导致装饰面层表面平整度不好,技术人员应该认真分析岩棉保温板与外部装饰面层之间连接层的施工工艺,采取有效的措施改进施工方案,调整连接层的施工工艺,改进材料本身的施工方法,防止质量问题的出现,保证建筑外墙岩棉保温体系与装饰面层的施工质量,满足验收观感质量的要求。

(6)国家现阶段倡导节能减排,倡导环保,现阶段的岩棉保温板生产过程需要耗费大量的生态资源,岩棉生产厂家要不断进行设备更新与技术革新,淘汰落后的生产工艺,减少污染物的排放,符合国家和社会发展的需要,符合国家的仿真政策。

3 总结

岩棉材料是火山喷发留下的质地柔软的条状岩石,岩棉材料经过加工之后做成岩棉纤维,岩棉纤维再经过处理形成具有不同用途的岩棉产品,岩棉产品在不同行业当中被人们广泛应用。岩棉保温板作为岩棉产品一种,在建筑行业得到大量的应用,与其他A级保温防火材料相比,其具备明显的优势,所以市场需要量较大,但是岩棉保温板也有自身相应的缺点,例如施工工艺复杂、强度不足等方面,改进岩棉保温板的缺点,提高材料的质量与施工质量是建筑行业的需求。未来岩棉保温板材的发展方向是低容重、高强度、保温好、不燃烧、施工方便、质量好。所以工程技术人员与相关研究人员应该重视产品的研发与施工技术的更新,提高岩棉保温板材的市场前景。