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外墙外保温用岩棉产品质量分析


  检验结果分析
  1. 密度和尺寸
  密度和尺寸是岩棉产品最基本也是十分重要的技术参数。在产品的生产和应用实际中,密度与产品价格和性能息息相关,而尺寸直接影响着施工效果,因此,生产企业和用户都习惯于以密度和尺寸来标称产品的规格。
  密度的控制与生产设备和工艺控制密切相关。产品的密度直接影响着热阻、拉伸强度和压缩强度等性能,因此在生产过程中需要随时监测产品密度,以便及时调整设备参数,保证产品的性能。
  此次检验中,岩棉带标称密度一般在(100~120)kg/m3的范围内,岩棉板标称密度一般在(120~180)kg/m3。实际检测的产品密度与标称密度偏差统计结果见表2。
  一般岩棉产品密度偏差要求在15%或10%以内即可,而表2的数据表明此次外墙外保温用岩棉产品的密度偏差在5%以内的占到了85.7%,说明了这部分企业对密度的控制较好。
  外墙外保温用岩棉制品,尺寸的一致性非常重要。厚度不一致,墙面的不平整,长度或宽度不一致,易造成拼接处缝隙大,影响保温效果。国家标准中对岩棉板和岩棉带的尺寸允许偏差有明确的规定。
  此次抽样型式检验的尺寸偏差都在合格范围内,尺寸合格率达100%,可以看出岩棉生产企业已较好地掌握了尺寸控制工艺。
  2. 纤维平均直径
   纤维直径是表征纤维粗细的参数,纤维的直径越细,产品手感越柔软,产品的施工性能和导热性能也越好。标准要求纤维平均直径不大于7.0微米。今年的检验 结果,纤维平均直径都小于7.0微米,其中小于5.0微米的占48.5%,2013年的70%减少21.5%。纤维越细,产量相应就会降低,这说明有部分 企业在生产过程中为追求产量降低成本,放松了对纤维直径的要求,需要特别注意。
  3.渣球含量
  渣球是指岩棉制品中非纤维状的固体粒子。标准把直径大于0.25mm的粒子称为渣球。渣球含量越大,成纤率越低,岩棉制品的各项性能也越差。因此在生产过程中要尽量把渣球含量控制得越小越好。
   标准中规定渣球含量应不超过10%。本次检验的渣球含量均小于10%,而且小于5%的占到78%,比去年的70%有一定提高,可以看出,随着我国岩棉生 产线装备和技术水平的提高,成纤率越来越高,渣球含量越来越低,这有利于岩棉企业产量的提高,同时也反映了企业的生产水平在不断提高。
  4. 直角偏离度
  直角偏离度:是指制品的两个相邻边偏离直角的程度,偏离过大,会使表面拼缝过大,影响保温效果。造成直角偏离的主要原因是横向飞锯的机架运动速度与辊道组输送速度没有完全同步,反映出岩棉生产线装备的制造和控制的水平。
  此次检验所有样品的直角偏离度均小于5mm/m,达到标准要求,其中3mm/m以内的占到56%,(3~5)mm/m的占到44%,与去年的58%和42%基本持平。
  5.平整度偏差
  平整度偏差是指岩棉产品的两个表面不平整拱起的程度,平整度偏差过大,不仅影响施工,而且对保温效果会产生负面影响。此次检验样品平整度偏差测定值都是0.0mm,没有翘曲现象,具有较好的平整度。
  6.尺寸稳定性
   岩棉产品的尺寸稳定性是指在一定的温度条件下放置一段时间后,岩棉产品长度、宽度和厚度相互垂直的三维方向产生的不可逆的尺寸变化。本次检验,经 (70±2)℃,48小时处理后,全部35个样品,尺寸稳定性在长度、宽度和厚度方向的变化率与去年的结果一样,均为0.0%,这也说明了对于外墙外保温 用岩棉在正常使用温度下几乎不会产生变形。国家标准中对岩棉产品平整度和尺寸稳定性做出一定的要求,主要是防止由于保温材料表面的不平整或由于自然温度的 交替变化,岩棉产品尺寸发生变化,造成建筑外墙保温墙面起拱变形,影响建筑保温工程的质量。
   产品产生尺寸的膨胀或减小,都是由产品内部应力造成的。岩棉本身是无机硅酸盐类材料,相对于其他材料,其热膨胀系数小。另一方面,岩棉产品是柔性纤维材 料,吸收能量能力强,不会产生应力集中。因此岩棉产品产生表面平整度偏差和尺寸变形的可能性很小,对外墙外保温的稳定性有利。
  7.垂直于表面的抗拉强度
  又称层间拉伸强度,是保证外墙外保温系统安全性的重要性能。标准中规定岩棉带拉伸强度应不小于80 kPa;对岩棉板规定了3个拉伸强度等级,分别是:
  TR7.5 拉伸强度不小于 7.5kPa
  TR10 拉伸强度不小于 10kPa
  TR15 拉伸强度不小于 15kPa
  此次抽样型式检验35个样品中有1个岩棉板不合格。
   要提高岩棉产品的层间拉伸强度,关键是在生产过程中采用打褶工艺技术。所谓打褶,是将多层折叠铺放的棉毡进行纵向压缩,使层合排列的纤维层起皱波折,改 变纤维的排列方式,形成三维方向结构。打褶工艺技术的应用有效地改变了产品中纤维层的排列,从而显著地提高产品的层间拉伸强度。
  分析此次不合格的原因,主要是产品打褶不完整,从厚度方向看,大部分纤维打褶明显,纤维之间很好地勾连在一起,而离产品表面大约有1cm厚的纤维打褶不明显,纤维基本呈层状结构,导致产品整体强度下降。
8. 导热系数
  导热系数是衡量材料保温性能的重要参数。它是指在稳定传热条件下,厚度1m的材料,两表面的温差为1℃,在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为W/(m.K),通常用符号λ表示。
   导热系数与密度、纤维直径、渣球含量和产品内纤维排布方式密切相关。对于一定密度的岩棉产品来说,纤维直径越细,渣球含量越少,导热系数越低。打褶产品 比未打褶产品的导热系数要高。导热系数和层间拉伸强度两个性能之间存在着一定的矛盾,要提高层间强度,就要提高打褶比,增加更多的垂直方向的纤维,但垂直 方向的纤维多了,会增加热流的传导,导热系数增大,对于生产企业来说做好两者之间的兼顾是非常重要的。本次抽样检验,所有样品的导热系数均合格。
  9. 压缩强度
  岩棉产品的压缩强度是指压缩破坏时的载荷与其面积的比值。如果在压缩到厚度的10%之前出现最大载荷,则最大载荷即为破坏载荷,如果没有最大载荷,则压缩到厚度10%时的载荷为破坏载荷。
  本次检验的35个样品,压缩强度全部合格。岩棉板和岩棉带的压缩强度最大值分别为89.1kPa和241kPa,均比去年有所提高,尤其是岩棉带,提高的幅度最大。达到136%。
  由于岩棉板和岩棉带中纤维层结构不同,其在压缩作用下表现是不一样的。岩棉带受压缩时,变形较小,载荷迅速增加,存在一个明显的极限破坏载荷,随后承载力下降。岩棉板受压时,变形较大,载荷随着变形的增加越来越大,没有明显的破坏点。
  10.吸水量
  吸水量是表征材料对水吸收能力的参数。也是岩棉应用中人们十分关注的指标,标准中要求试样两个主要表面浸入水中,其中试样下表面距水面10mm,浸水时间24小时,吸水量不大于1.0kg/m2。
   吸水量是考察岩棉产品遇水时吸入水的能力,作为建筑保温材料一旦吸入较多的水,不仅会使系统的保温效果将大大下降,而且也会影响系统的耐久性。从本次检 验结果来看:全部35个样品,27个短期吸水量为0.1kg/m2,4个短期吸水量为0.2kg/m2,4个短期吸水量为0.3kg/m2。总体吸水量比 较小,都在0.5kg/m2以内,而且大部分都是0.1kg/m2,这也反映了目前的生产工艺中都进行了较好的防水处理,产品基本不吸水,利于外墙外保温 的应用。
  11. 憎水率
  憎水率是反映材料抵抗水渗透的一个指标,是用一定流量的水流对试样喷淋1h后,试样中未透水部分的体积百分率。
   本次抽样型式检验憎水率均合格,最小的为98.8%,最大的为99.9%。全部35个样品,除了1个岩棉带的憎水率为98.8%,其余均在99.4%以 上,从试验的过程中观察,喷在试样上的水均能产生荷叶效应很快流走,这样的产品有很好的憎水效果,有利于保持较好的保温效果和耐久性。
  12. 质量吸湿率
  质量吸湿率反映的是材料在潮湿空气中吸收水汽的能力。质量吸湿率越大,在潮湿环境中材料质量变化越大,材料的导热系数变大,降低保温效果,而且也不利于系统的稳定。
  此次检验,全部35个样品均合格,13个样品质量吸湿率为0.0%~0.1%,21个样品质量吸湿率为0.2%~0.4%,另有1个样品的质量吸湿率为1.0%。
  13. 酸度系数
  酸度系数是岩棉化学组成中的酸性氧化物与碱性氧化物之比。
  通常认为酸度系数高,岩棉化学稳定性和耐久性好,但酸度系数过高,会造成生产时熔化温度也会提高,纤维成型困维,纤维直径增加和能耗增加等问题。标准规定酸度系数应不小于1.6。
  此次检验的产品酸度系数全部合格。
  与去年相比,产品的酸度系数越来越高,小于1.8的仅有2个样品,占此次抽检样品的5.7%,其余94.3%的产品都大于或等于1.8,其中最大的达到2.5。
  14. 燃烧性能
  由于岩棉是无机保温材料,密度相对较大,有机物又比较少,这些因素决定了岩棉产品在燃烧性能方面具有较大的优势,此次抽检所有样品燃烧性能全部通过不燃性试验。
  质量水平的对比分析
  比较两年岩棉产品各个项目的检验结果,发现在密度偏差、纤维平均直径、抗拉强度、压缩强度和酸度系数有了明显变化,主要表现如下:
  1.密度偏差
  与去年相比,今年岩棉产品密度偏差在5%内的有85.7%,比去年63.6%高出22.1%,这充分说明了企业在密度控制水平上有显著提高。
  2.纤维平均直径
  今年纤维平均直径小于5微米的占51.4%,而去年占70%,说明更多的产品纤维平均直径变粗,这不利于产品的性能,需要各企业关注和重视。
  3.抗拉强度
  抗拉强度项目去年有4个产品小于7.5kPa,不合格率为12.1%,今年仅有1个岩棉产品小于7.5kPa,不合格率为2.8%,不合格率大大降低。
  另外今年最大抗拉强度岩棉板和岩棉带的分别为24.1kPa和426kPa,去年分别为26.5kPa和400kPa。从该数据可以看出目前我国企业生产出的岩棉板抗拉强度最高水平在二十多千帕,岩棉带的抗拉强度最高水平在四百多千帕。
  4.压缩强度
  压缩强度项目去年有2个产品小于40kPa,不合格率6.1%,今年35个样品此项目全部合格,而且岩棉带的最大压缩强度高达241kPa,比去年最大压缩强度108kPa高出133kPa,而且产品的抗拉强度也达到426kPa,实现了质的飞跃。
  5.酸度系数
  产品酸度系数有明显提高,酸度系数小于1.8的今年有5.7%,去年有12.1%,而且酸度系数最大达到2.5。
  结语
   建筑外墙外保温用岩棉产品行业抽样型式检验已经连续进行了两年,两年来这个活动受到了企业的大力支持,各级建筑节能设计、施工和应用部门的领导和专家也 十分关注。如何发挥好岩棉产品防火、保温性能优良的特点,推广岩棉在建筑节能中应用,岩棉产品的质量成为各界十分关注的问题。与去年相比,岩棉产品的质量 水平有了明显的提高,特别是在强度、酸度系数等一些关键技术指标上有了进步,部分产品达到国际先进水平。事实表明,每年进行的抽样型式检验不仅是对全行业 岩棉产品质量的一次全面检验,也是对岩棉生产企业质量控制能力和水平的一次有效的监督,通过这样的活动可以促使企业发现问题,找到差距,从而改进工艺,提 高产品质量 。抽样型式检验的结果能够比较客观的反映出目前我国岩棉产品的质量水平,为政府制定产业发展规划和用户选择产品提供了技术支持。此次抽样型式检验的合格企 业,具备了生产建筑外墙外保温用岩棉产品的能力,代表了我国目前外墙外保温岩棉产品的质量水平。
   同时检验也发现,产品的个别技术指标出现下降的趋势,如纤维平均直径,值得行业的高度重视。2011年65号文出台后,为了满足建筑市场的需求,新上的 几十条岩棉生产线,现已陆续投产运行,岩棉产量有了迅速的提升。但是受到国家政策和市场调控的影响,外墙外保温用岩棉产品的需求量出现大幅下滑,使不少岩 棉企业刚投产便陷入了困境,有些企业为占领部分市场份额,不惜以牺牲产品性能为代价,降低生产成本实行低价销售,为建筑保温工程的质量埋下隐患。目前岩棉 产业现正面临着一个关键的发展时期,一旦在外墙外保温的应用中出现问题,将会对整个岩棉产业造成不良影响。因此岩棉生产企业应加强自律,严格产品质量的控 制,自觉维护岩棉市场的健康发展,防止走过去的老路,生产过剩→降价→品质降低→再降价,直至退出市场,共同努力推动岩棉产品在建筑外墙外保温上的应用。
   在此次抽样型式检验过程中,我们也欣喜地看到很多企业把岩棉的应用向建筑的其他领域延伸,如用于一些大型的厂房的屋面保温、用于一些建筑的幕墙结构内保 温和用于彩钢板中夹芯保温层,另外还有一些防火隔离带和防火封堵都应用了岩棉产品。“防火安全第一”,这是欧洲防火安全联盟发起的一个运动,目的是提高建 筑物防火安全性的水平。在我国建筑防火安全也越来越重要,岩棉作为防火保温材料的最佳选择之一,在建筑上具有广阔的应用市场,因此岩棉生产企业应进一步提 高产品质量水平,生产出高质量的、能够满足各类建筑应用需求的岩棉产品,为推进岩棉在建筑上的应用,促进行业健康发展携手共进。
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