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外牆外保溫用增強豎絲岩棉板防火隔離帶的研究

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  • 發布時間：2020-06-18 13:23
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1研究背景
2009年元宵節央視新址發生特大火災，此次大火不但造成了巨大的經濟損失，而且還造成了極其惡劣的社會影響。為有效防止建築外保溫係統火災事故，認真吸取央視新址“2·9”火災事故的深刻教訓，2009年9月25日，公安部、住房和城鄉建設部聯合發布了《民用建築外保溫係統及外牆裝飾防火暫行規定》46號文通知，該通知相關規定見表1所示。
2010年11月15日上海市靜安區膠州路718號教師公寓火災及2011年2月3日沈陽皇朝萬鑫國際大廈火災後，公安部於2011年3月14日發出了《關於進一步明確民用建築外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》，要求在新標準發布前，從嚴執行《民用建築外保溫係統及外牆裝飾防火暫行規定》（公通字[2009]46號）第二條規定，民用建築外保溫材料采用燃燒性能為A級的材料。
2011年12月31日，國務院發布了《關於加強和改進消防工作的意見》。2012年1月，公安部又發文要求嚴1332格執行《民用建築外牆保溫係統及外牆裝飾防火暫行規定》中關於保溫材料燃燒性能的規定，特別是采用B1和B2級保溫材料時，應按照規定設置防火隔離帶。吉林省在結合國務院、公安部和住建部文件的基礎上，於2012年7月出台了吉林省地方標準：DB22/T496一2012《民用建築外保溫工程防火技術規程》。
2外牆外保溫用防火隔離帶的現狀由於對防火隔離帶材料缺乏研究，目前市場上出現的防火隔離帶材料五花八門，質量參差不齊。
2.1酚醛泡沫板
酚醛泡沫塑料是一種新型難燃、防火、低煙保溫材料，它是由酚醛樹脂加入阻燃劑、抑煙劑、發泡劑、固化劑及其他助劑製成的閉孔硬質泡沫塑料。它的特點是難燃、低煙、抗高溫歧變。它可以現場澆注發泡，可模製也可機械加工，可製成板材、管殼及各種異型產品。具有泡沫塑料型保溫材料質輕、施工方便等特點。酚醛泡沫板物理性能指標見表2所示。
從表2可看出，酚醛泡沫板相比於聚苯泡沫板和聚氨酯泡沫板，具有相對較好的阻燃性能，但仍然未達到DB22/T496-2012中3.1.8規定的A級要求。酚醛泡沫板尚存在易粉化、翹曲、機械強度低、脆性、無延伸性和吸水率高等弱點。在發泡過程中采用酸固化工藝，泡沫板中殘留酸含量過高等問題，將會影響外保溫係統和鋼筋混凝土結構的安全性和耐久性。近兩年來由於防火問題，許多工程應用了酚醛板或酚醛防火隔離帶，有些工程已經出現了嚴重的質量問題。有專家認為酚醛泡沫板尚不能直接替代聚苯泡沫板和聚氨酯泡沫板用於外牆外保溫係統。
2.2岩棉
岩棉是以精選的玄武岩或輝綠岩為主要原料，外加一定數量的補助料，經高溫熔融離心吹製成人造無機纖維，其主要的化學成分為：SiO2、A₂O2、MgO、CaO及Fe2O2。在岩棉纖維中加入適量粘結劑、防塵劑、憎水劑等外加劑，經過壓製固化可製成具有一定強度的岩棉板。
建築節能是岩棉最重要應用領域之一。世界上很多國家對房屋建築能量消耗都有明確的規定。這種規定促進了岩棉在建築節能中的應用。在國外，岩棉以其優異的防火性能和保溫性能在建築應用占岩棉總產量的90%左右，由於防火問題，聚苯板係統在美國僅占17%，而岩棉、礦渣棉占70%。英國規定18m以上房屋必須使用不燃材料作為外牆保溫材料。
德國明確規定，超過22m的建築嚴禁使用可燃保溫材料。因此，聚苯板外保溫係統隻能用於不超過22m的建築類型中，高於22m的建築大部分使用岩棉外保溫係統。而對於22m以下的建築，聚苯板外保溫係統中的聚苯板厚度大於100mm時，需再設置防火構造以滿足建築防火安全規定。如果至少每兩層設置有圍繞建築物的防火隔離帶，則在每個窗洞上沿口不需要設置岩棉防火隔離條。窗洞上沿口構造做法必須達到圖1的要求。在每一個窗楣和門相上口加入不燃高強礦棉防火隔離帶，厚度同聚苯板，向上寬度≥200mm；長度方向應比窗口兩側延伸≥300mm，用滿粘的方式鋪帖。主要防止室內發生火災時火焰從窗口竄出導致的外保溫火災。
、在我國，脫落防裂一直是困擾岩棉用於外牆外保溫的技術問題，岩棉作為建築保溫材料使用的比例較低，成功案例較少，岩棉無法在建築節能領域得到廣泛推廣應用。2010年《建築外牆外保溫用岩棉製品》標準出版，為岩棉板和岩棉帶提出了技術指標，見表3所示。
岩棉帶作為防火隔離帶材料使用時，由於岩棉帶寬度一般為100、150mm，施工時需要若幹條岩棉帶拚接組合成防火隔離帶，切割作業產生的岩棉粉塵易造成施工工人皮膚過敏。
2.3泡沫混凝土
自發布公消[201165]號文《關於進一步明確民用建築外保溫材料消防監督管理有關要求的通知》以來，泡沫混凝土在建築保溫領域發展較快，目前外牆保溫板的建築應用麵積已達到500萬m²。
在市場的拉動下，泡沫混凝土保溫板銷售價格達到1800元/m3。目前，隨著生產企業的增多，價格有所回落，但北京、江蘇等地仍保持在1200元/m°的價位。
目前，泡沫混凝土產品研究包括提高泡沫混凝土的綜合性能和成套設備研發方麵。該材料吸水率偏高，導熱係數也較大，對於節能要求比較高的氣候區（如寒冷地區）不適宜，容易產生冷熱橋及結露。
2.4泡沫玻璃泡沫玻璃最早是由美國彼茲堡康寧公司發明的，由碎玻璃、發泡劑、改性添加劑和發泡促進劑等，經過細粉碎和均勻混合後，再經過高溫熔化，發泡、退火而製成的無機非金屬玻璃材料。由大量直徑為1~2mm的均勻氣泡結構組成。其中，吸聲泡沫玻璃為50%以上開孔氣泡，絕熱泡沫玻璃為75%以上的閉孔氣泡，密度為160~
220kg/m3，可以根據使用的要求，通過生產技術參數的變更進行調整。泡沫玻璃在外牆外保溫領域應用較少，目前尚未形成泡沫玻璃保溫的技術標準和規範。
2.5無機保溫砂漿
以無機類的輕質保溫顆粒作為輕骨料，加由膠凝材料、抗裂添加劑及其他填充料等組成的幹粉砂漿，具有一定的保溫隔熱、防火性能。這種材料易碎、吸水，質量不穩定，出現保溫層空鼓及由於空鼓引起開裂等質量問題。
該類產品由於是濕作業，質量很難控製，同時吸水率偏高，導熱係數也較大，對於節能要求比較高的氣候區如嚴寒和寒冷地區不適宜，也容易產生冷熱橋及結露。
2.6增強豎絲岩棉板研究的意義根據以上分析，作為防火隔離帶的保溫材料還存在一些問題，本項目旨在開發一種保溫性能更好的、防水性更佳、施工操作簡單的防火保溫板材，並達到以下目標：
（1）保溫材料燃燒性能等級應為A級。
（2）應滿足保溫要求。
（3）保溫板材應與基層牆體可靠連接，應能適應外保溫係統的正常變形而不產生裂縫或空鼓，應能長期承受自重、風荷載和室外氣候的長期反複作用而不產生有害的變形和破壞。
（4）保溫板材應能適應基層的正常變形而不產生裂縫或空鼓。
（5）在正確使用和正常維護的條件下，保溫板材應滿足外牆外保溫係統使用年限要求。
（6）應具有滿足外牆外保溫係統使用年限要求的防水性能。

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