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外墻外保溫用巖棉產品質量分析
瀏覽次數:1242次; 發布日期:2016-03-22 17:15:44
近幾年來巖棉行業的發展出現大起大落狀況,一方面巖棉產量迅速提升新增產能達到100多萬噸,另一方面因政策的影響外墻外保溫用巖棉產品的需求大幅降低,造成市場供大于求。在這種形勢下,全國外墻外保溫用巖棉產品質量的狀況就顯得更加重要。

   為了監督和維護外墻外保溫用巖棉產品的質量和秩序,進一步促進巖棉在建筑節能領域中的健康發展,國家玻璃纖維產品質量監督檢驗中心根據巖棉行業各方的需 求,在去年成功進行巖棉產品型式檢驗的基礎上,今年3月又開展了全國外墻外保溫用巖棉產品抽樣型式檢驗活動。本次活動由企業自愿申請參加,檢驗的產品為巖 棉板和巖棉帶,檢驗依據標準為GB/T 25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》,檢驗項目共16項,包括全部常規檢驗項目,為確保檢驗結果的代表性,檢驗樣品由中心檢驗人員統一到企 業生產現場隨機抽取。此次檢驗的范圍,涉及全國8省3個直轄市共計22家企業的35個批次產品,其中34個批次合格。

  與2013年相比,巖棉企業的整體格局沒有大的改變,國內目前產品質量較好或生產規模較大的企業都參加了此次檢驗。

  參與此次檢驗活動的巖棉企業,其生產線無論是國產線還是引進線,他們的生產規模和工藝技術水平在行業中都是領先的,他們代表了我國外墻外保溫用巖棉的質量水平??梢哉J為,通過型式檢驗的企業,是具備生產合格外墻外保溫用巖棉產品的能力。

   根據規則,本次僅公布了合格企業名單。另外,行業內還有相當一部分企業沒有參加檢驗,這些企業有的是裝備水平和生產技術還不具備生產建筑外墻外保溫用巖 棉的能力,聲稱只生產工業保溫用的礦渣棉或是其他要求不高的巖礦棉產品,還有的是產品質量控制不嚴,達不到標準要求,對是否能通過抽樣檢驗沒有信心。

  檢驗結果分析

  1. 密度和尺寸

  密度和尺寸是巖棉產品最基本也是十分重要的技術參數。在產品的生產和應用實際中,密度與產品價格和性能息息相關,而尺寸直接影響著施工效果,因此,生產企業和用戶都習慣于以密度和尺寸來標稱產品的規格。

  密度的控制與生產設備和工藝控制密切相關。產品的密度直接影響著熱阻、拉伸強度和壓縮強度等性能,因此在生產過程中需要隨時監測產品密度,以便及時調整設備參數,保證產品的性能。

  此次檢驗中,巖棉帶標稱密度一般在(100~120)kg/m3的范圍內,巖棉板標稱密度一般在(120~180)kg/m3。實際檢測的產品密度與標稱密度偏差統計結果見表2。

  一般巖棉產品密度偏差要求在15%或10%以內即可,而表2的數據表明此次外墻外保溫用巖棉產品的密度偏差在5%以內的占到了85.7%,說明了這部分企業對密度的控制較好。

  外墻外保溫用巖棉制品,尺寸的一致性非常重要。厚度不一致,墻面的不平整,長度或寬度不一致,易造成拼接處縫隙大,影響保溫效果。國家標準中對巖棉板和巖棉帶的尺寸允許偏差有明確的規定。

  此次抽樣型式檢驗的尺寸偏差都在合格范圍內,尺寸合格率達100%,可以看出巖棉生產企業已較好地掌握了尺寸控制工藝。

  2. 纖維平均直徑

   纖維直徑是表征纖維粗細的參數,纖維的直徑越細,產品手感越柔軟,產品的施工性能和導熱性能也越好。標準要求纖維平均直徑不大于7.0微米。今年的檢驗 結果,纖維平均直徑都小于7.0微米,其中小于5.0微米的占48.5%,2013年的70%減少21.5%。纖維越細,產量相應就會降低,這說明有部分 企業在生產過程中為追求產量降低成本,放松了對纖維直徑的要求,需要特別注意。

  3.渣球含量

  渣球是指巖棉制品中非纖維狀的固體粒子。標準把直徑大于0.25mm的粒子稱為渣球。渣球含量越大,成纖率越低,巖棉制品的各項性能也越差。因此在生產過程中要盡量把渣球含量控制得越小越好。

   標準中規定渣球含量應不超過10%。本次檢驗的渣球含量均小于10%,而且小于5%的占到78%,比去年的70%有一定提高,可以看出,隨著我國巖棉生 產線裝備和技術水平的提高,成纖率越來越高,渣球含量越來越低,這有利于巖棉企業產量的提高,同時也反映了企業的生產水平在不斷提高。

  4. 直角偏離度

  直角偏離度:是指制品的兩個相鄰邊偏離直角的程度,偏離過大,會使表面拼縫過大,影響保溫效果。造成直角偏離的主要原因是橫向飛鋸的機架運動速度與輥道組輸送速度沒有完全同步,反映出巖棉生產線裝備的制造和控制的水平。

  此次檢驗所有樣品的直角偏離度均小于5mm/m,達到標準要求,其中3mm/m以內的占到56%,(3~5)mm/m的占到44%,與去年的58%和42%基本持平。

  5.平整度偏差

  平整度偏差是指巖棉產品的兩個表面不平整拱起的程度,平整度偏差過大,不僅影響施工,而且對保溫效果會產生負面影響。此次檢驗樣品平整度偏差測定值都是0.0mm,沒有翹曲現象,具有較好的平整度。

  6.尺寸穩定性

   巖棉產品的尺寸穩定性是指在一定的溫度條件下放置一段時間后,巖棉產品長度、寬度和厚度相互垂直的三維方向產生的不可逆的尺寸變化。本次檢驗,經 (70±2)℃,48小時處理后,全部35個樣品,尺寸穩定性在長度、寬度和厚度方向的變化率與去年的結果一樣,均為0.0%,這也說明了對于外墻外保溫 用巖棉在正常使用溫度下幾乎不會產生變形。國家標準中對巖棉產品平整度和尺寸穩定性做出一定的要求,主要是防止由于保溫材料表面的不平整或由于自然溫度的 交替變化,巖棉產品尺寸發生變化,造成建筑外墻保溫墻面起拱變形,影響建筑保溫工程的質量。

   產品產生尺寸的膨脹或減小,都是由產品內部應力造成的。巖棉本身是無機硅酸鹽類材料,相對于其他材料,其熱膨脹系數小。另一方面,巖棉產品是柔性纖維材 料,吸收能量能力強,不會產生應力集中。因此巖棉產品產生表面平整度偏差和尺寸變形的可能性很小,對外墻外保溫的穩定性有利。

  7.垂直于表面的抗拉強度

  又稱層間拉伸強度,是保證外墻外保溫系統安全性的重要性能。標準中規定巖棉帶拉伸強度應不小于80 kPa;對巖棉板規定了3個拉伸強度等級,分別是:

  TR7.5 拉伸強度不小于 7.5kPa

  TR10 拉伸強度不小于 10kPa

  TR15 拉伸強度不小于 15kPa

  此次抽樣型式檢驗35個樣品中有1個巖棉板不合格。

   要提高巖棉產品的層間拉伸強度,關鍵是在生產過程中采用打褶工藝技術。所謂打褶,是將多層折疊鋪放的棉氈進行縱向壓縮,使層合排列的纖維層起皺波折,改 變纖維的排列方式,形成三維方向結構。打褶工藝技術的應用有效地改變了產品中纖維層的排列,從而顯著地提高產品的層間拉伸強度。

  分析此次不合格的原因,主要是產品打褶不完整,從厚度方向看,大部分纖維打褶明顯,纖維之間很好地勾連在一起,而離產品表面大約有1cm厚的纖維打褶不明顯,纖維基本呈層狀結構,導致產品整體強度下降。

8. 導熱系數

  導熱系數是衡量材料保溫性能的重要參數。它是指在穩定傳熱條件下,厚度1m的材料,兩表面的溫差為1℃,在1小時內,通過1平方米面積傳遞的熱量,單位為W/(m.K),通常用符號λ表示。

   導熱系數與密度、纖維直徑、渣球含量和產品內纖維排布方式密切相關。對于一定密度的巖棉產品來說,纖維直徑越細,渣球含量越少,導熱系數越低。打褶產品 比未打褶產品的導熱系數要高。導熱系數和層間拉伸強度兩個性能之間存在著一定的矛盾,要提高層間強度,就要提高打褶比,增加更多的垂直方向的纖維,但垂直 方向的纖維多了,會增加熱流的傳導,導熱系數增大,對于生產企業來說做好兩者之間的兼顧是非常重要的。本次抽樣檢驗,所有樣品的導熱系數均合格。

  9. 壓縮強度

  巖棉產品的壓縮強度是指壓縮破壞時的載荷與其面積的比值。如果在壓縮到厚度的10%之前出現最大載荷,則最大載荷即為破壞載荷,如果沒有最大載荷,則壓縮到厚度10%時的載荷為破壞載荷。

  本次檢驗的35個樣品,壓縮強度全部合格。巖棉板和巖棉帶的壓縮強度最大值分別為89.1kPa和241kPa,均比去年有所提高,尤其是巖棉帶,提高的幅度最大。達到136%。

  由于巖棉板和巖棉帶中纖維層結構不同,其在壓縮作用下表現是不一樣的。巖棉帶受壓縮時,變形較小,載荷迅速增加,存在一個明顯的極限破壞載荷,隨后承載力下降。巖棉板受壓時,變形較大,載荷隨著變形的增加越來越大,沒有明顯的破壞點。

  10.吸水量

  吸水量是表征材料對水吸收能力的參數。也是巖棉應用中人們十分關注的指標,標準中要求試樣兩個主要表面浸入水中,其中試樣下表面距水面10mm,浸水時間24小時,吸水量不大于1.0kg/m2。

   吸水量是考察巖棉產品遇水時吸入水的能力,作為建筑保溫材料一旦吸入較多的水,不僅會使系統的保溫效果將大大下降,而且也會影響系統的耐久性。從本次檢 驗結果來看:全部35個樣品,27個短期吸水量為0.1kg/m2,4個短期吸水量為0.2kg/m2,4個短期吸水量為0.3kg/m2??傮w吸水量比 較小,都在0.5kg/m2以內,而且大部分都是0.1kg/m2,這也反映了目前的生產工藝中都進行了較好的防水處理,產品基本不吸水,利于外墻外保溫 的應用。

  11. 憎水率

  憎水率是反映材料抵抗水滲透的一個指標,是用一定流量的水流對試樣噴淋1h后,試樣中未透水部分的體積百分率。

   本次抽樣型式檢驗憎水率均合格,最小的為98.8%,最大的為99.9%。全部35個樣品,除了1個巖棉帶的憎水率為98.8%,其余均在99.4%以 上,從試驗的過程中觀察,噴在試樣上的水均能產生荷葉效應很快流走,這樣的產品有很好的憎水效果,有利于保持較好的保溫效果和耐久性。

  12. 質量吸濕率

  質量吸濕率反映的是材料在潮濕空氣中吸收水汽的能力。質量吸濕率越大,在潮濕環境中材料質量變化越大,材料的導熱系數變大,降低保溫效果,而且也不利于系統的穩定。

  此次檢驗,全部35個樣品均合格,13個樣品質量吸濕率為0.0%~0.1%,21個樣品質量吸濕率為0.2%~0.4%,另有1個樣品的質量吸濕率為1.0%。

  13. 酸度系數

  酸度系數是巖棉化學組成中的酸性氧化物與堿性氧化物之比。

  通常認為酸度系數高,巖棉化學穩定性和耐久性好,但酸度系數過高,會造成生產時熔化溫度也會提高,纖維成型困維,纖維直徑增加和能耗增加等問題。標準規定酸度系數應不小于1.6。

  此次檢驗的產品酸度系數全部合格。

  與去年相比,產品的酸度系數越來越高,小于1.8的僅有2個樣品,占此次抽檢樣品的5.7%,其余94.3%的產品都大于或等于1.8,其中最大的達到2.5。

  14. 燃燒性能

  由于巖棉是無機保溫材料,密度相對較大,有機物又比較少,這些因素決定了巖棉產品在燃燒性能方面具有較大的優勢,此次抽檢所有樣品燃燒性能全部通過不燃性試驗。

  質量水平的對比分析

  比較兩年巖棉產品各個項目的檢驗結果,發現在密度偏差、纖維平均直徑、抗拉強度、壓縮強度和酸度系數有了明顯變化,主要表現如下:

  1.密度偏差

  與去年相比,今年巖棉產品密度偏差在5%內的有85.7%,比去年63.6%高出22.1%,這充分說明了企業在密度控制水平上有顯著提高。

  2.纖維平均直徑

  今年纖維平均直徑小于5微米的占51.4%,而去年占70%,說明更多的產品纖維平均直徑變粗,這不利于產品的性能,需要各企業關注和重視。

  3.抗拉強度

  抗拉強度項目去年有4個產品小于7.5kPa,不合格率為12.1%,今年僅有1個巖棉產品小于7.5kPa,不合格率為2.8%,不合格率大大降低。

  另外今年最大抗拉強度巖棉板和巖棉帶的分別為24.1kPa和426kPa,去年分別為26.5kPa和400kPa。從該數據可以看出目前我國企業生產出的巖棉板抗拉強度最高水平在二十多千帕,巖棉帶的抗拉強度最高水平在四百多千帕。

  4.壓縮強度

  壓縮強度項目去年有2個產品小于40kPa,不合格率6.1%,今年35個樣品此項目全部合格,而且巖棉帶的最大壓縮強度高達241kPa,比去年最大壓縮強度108kPa高出133kPa,而且產品的抗拉強度也達到426kPa,實現了質的飛躍。

  5.酸度系數

  產品酸度系數有明顯提高,酸度系數小于1.8的今年有5.7%,去年有12.1%,而且酸度系數最大達到2.5。

  結語

   建筑外墻外保溫用巖棉產品行業抽樣型式檢驗已經連續進行了兩年,兩年來這個活動受到了企業的大力支持,各級建筑節能設計、施工和應用部門的領導和專家也 十分關注。如何發揮好巖棉產品防火、保溫性能優良的特點,推廣巖棉在建筑節能中應用,巖棉產品的質量成為各界十分關注的問題。與去年相比,巖棉產品的質量 水平有了明顯的提高,特別是在強度、酸度系數等一些關鍵技術指標上有了進步,部分產品達到國際先進水平。事實表明,每年進行的抽樣型式檢驗不僅是對全行業 巖棉產品質量的一次全面檢驗,也是對巖棉生產企業質量控制能力和水平的一次有效的監督,通過這樣的活動可以促使企業發現問題,找到差距,從而改進工藝,提 高產品質量 。抽樣型式檢驗的結果能夠比較客觀的反映出目前我國巖棉產品的質量水平,為政府制定產業發展規劃和用戶選擇產品提供了技術支持。此次抽樣型式檢驗的合格企 業,具備了生產建筑外墻外保溫用巖棉產品的能力,代表了我國目前外墻外保溫巖棉產品的質量水平。

   同時檢驗也發現,產品的個別技術指標出現下降的趨勢,如纖維平均直徑,值得行業的高度重視。2011年65號文出臺后,為了滿足建筑市場的需求,新上的 幾十條巖棉生產線,現已陸續投產運行,巖棉產量有了迅速的提升。但是受到國家政策和市場調控的影響,外墻外保溫用巖棉產品的需求量出現大幅下滑,使不少巖 棉企業剛投產便陷入了困境,有些企業為占領部分市場份額,不惜以犧牲產品性能為代價,降低生產成本實行低價銷售,為建筑保溫工程的質量埋下隱患。目前巖棉 產業現正面臨著一個關鍵的發展時期,一旦在外墻外保溫的應用中出現問題,將會對整個巖棉產業造成不良影響。因此巖棉生產企業應加強自律,嚴格產品質量的控 制,自覺維護巖棉市場的健康發展,防止走過去的老路,生產過剩→降價→品質降低→再降價,直至退出市場,共同努力推動巖棉產品在建筑外墻外保溫上的應用。

   在此次抽樣型式檢驗過程中,我們也欣喜地看到很多企業把巖棉的應用向建筑的其他領域延伸,如用于一些大型的廠房的屋面保溫、用于一些建筑的幕墻結構內保 溫和用于彩鋼板中夾芯保溫層,另外還有一些防火隔離帶和防火封堵都應用了巖棉產品。“防火安全第一”,這是歐洲防火安全聯盟發起的一個運動,目的是提高建 筑物防火安全性的水平。在我國建筑防火安全也越來越重要,巖棉作為防火保溫材料的最佳選擇之一,在建筑上具有廣闊的應用市場,因此巖棉生產企業應進一步提 高產品質量水平,生產出高質量的、能夠滿足各類建筑應用需求的巖棉產品,為推進巖棉在建筑上的應用,促進行業健康發展攜手共進。

 

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