輕質(zhì)墻體材料耐火性能缺陷分析及對策

朱曉旻

南通市建筑工程質(zhì)量檢測中心

1 引言

眾所周知，建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)，后果極其嚴重，它會直接威脅到人民的生命財產(chǎn)安全，近些年來發(fā)生的重大火災(zāi)事故教訓(xùn)慘重。如何提高建筑物的耐火能力，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，爭取更多的人員疏散和火災(zāi)救援時間，最大限度地降低火災(zāi)造成的損失，國家從材料、設(shè)計、構(gòu)件施工等各方面都有明確規(guī)范要求，本文重點對輕質(zhì)墻體材料的耐火性能進行研究分析。

2 現(xiàn)行國家標準中輕質(zhì)墻體材料耐火性能要求

進入21世紀以來，隨著國家對墻體材料更新的政策推動力度不斷加大，涌現(xiàn)出大批新型墻體材料，品種極其繁多。對于新研發(fā)的材料一般會同時出臺材料標準或套用某個對應(yīng)標準，但這些標準往往是由不同地區(qū)、不同部門所制定，各個標準的技術(shù)指標水平不一致，也出現(xiàn)不同性能的產(chǎn)品共同執(zhí)行同一產(chǎn)品標準的情形，部分企業(yè)為追求利潤最大化，片面理解“節(jié)能減排”概念，認為只要更多利用工業(yè)廢料殘渣，就實現(xiàn)了減排目標，而忽視了產(chǎn)品最終質(zhì)量，給建筑物的安全性、功能性和耐久性埋下隱患，甚至有些企業(yè)不了解國家對設(shè)計、產(chǎn)品、實施的科學(xué)性、規(guī)范性和嚴謹性，用技術(shù)指標相差懸殊的標準評價同一產(chǎn)品，導(dǎo)致產(chǎn)品的錯誤應(yīng)用。

2.1 國家政策導(dǎo)向?qū)w材料的劃分

按照國家推廣應(yīng)用的政策導(dǎo)向，依據(jù)技術(shù)型、政策性、經(jīng)濟性三要素的劃分原則。

墻體材料可劃分為淘汰型、過渡型、發(fā)展型三大類。

淘汰型：不符合三要素中的任一項，比如技術(shù)落后不成熟，不能保證工程質(zhì)量，國家政策明令禁止，造價高、缺乏市場競爭力等。

過渡型：不完全符合三要素中某一項要求。

發(fā)展型：符合或基本符合三要素。

2.2 現(xiàn)行國家標準對墻體材料的分類

由于應(yīng)用技術(shù)標準往往滯后于新型墻材的研發(fā)生產(chǎn)，導(dǎo)致應(yīng)用技術(shù)不配套、混亂、缺少統(tǒng)一的準用門檻，使得建筑工程質(zhì)量出現(xiàn)“滲、漏、裂”現(xiàn)象嚴重，危及建筑工程的安全使用，影響了墻體材料的科學(xué)發(fā)展和應(yīng)用推廣。

為切實有效地解決上述問題，確保建筑工程質(zhì)量安全，為墻體材料的應(yīng)用設(shè)置統(tǒng)一的標準，統(tǒng)一墻材工程設(shè)計原則和應(yīng)用的基本要求，國家住建部于2005年下達了現(xiàn)行標準的編制計劃，要求對墻體材料的選擇、設(shè)計、施工、驗收、維護及試驗方法統(tǒng)一技術(shù)標準，力求標準的技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理。于2010年8 月發(fā)布、2011 年6 月1 日正式實施了現(xiàn)行的國家標準《墻體材料應(yīng)用統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50574—2010）。

該標準第三章“墻體材料”羅列了四類產(chǎn)品，分別是以下幾個。

（1）塊體材料。指由燒結(jié)或非燒結(jié)生產(chǎn)工藝制成的實（空）心或多孔正六面體塊材。

（2）板材。指用于圍護結(jié)構(gòu)的各類外墻及分隔室內(nèi)空間的各類隔墻板。

（3）砂漿、灌孔混凝土。

（4）保溫、連接及其他材料。

2.3 國家標準中對墻體材料提出耐火性能指標要求的種類分析

近年來，在全國范圍內(nèi)，江蘇省墻體材料改革推進的水平始終處于國內(nèi)先進行列，為了便于開展研究，本次我們選擇了江蘇省推廣的新型墻體材料為主要研究對象。2019 年2 月，江蘇省工信廳、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境廳、住建廳、市場監(jiān)管局聯(lián)合發(fā)文（蘇工信墻改（2019）110 號），發(fā)布了《江蘇省新型墻體材料產(chǎn)品目錄》。該文件的發(fā)布，為發(fā)展利廢綠色新型墻體材料，促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，支持綠色建筑和裝配式建筑發(fā)展，推進墻體材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

該產(chǎn)品目錄共涉及35 個具體產(chǎn)品，其中塊體材料20 項，板材15項，經(jīng)查閱全部產(chǎn)品標準，分析具有耐火性能指標要求的材料，結(jié)果為塊體材料的有1項：復(fù)合保溫砌塊（磚）；板材有9項包含建筑用輕質(zhì)隔墻條板、鋼筋逃離混凝土輕質(zhì)隔墻條板、灰渣混凝土空心隔墻板、紙面石膏板等。

3 輕質(zhì)墻體材料耐火缺陷形式分析

3.1 建筑構(gòu)件耐火性能的判定參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑構(gòu)件耐火試驗方法第1部分：通用要求》（GB/T 9978.1—2008），構(gòu)件應(yīng)滿足的耐火性能，包括承重構(gòu)件的穩(wěn)定性、建筑分隔構(gòu)件完整性和隔熱性，判定準則用時間長短表示，本文研究的對象為建筑的分隔構(gòu)件，因此，判定參數(shù)指向構(gòu)件的完整性和隔熱性。

3.2 完整性試驗判定準則

完整性測量儀采用兩種方式進行試驗：①棉墊裝置；②縫隙探棒。主要觀測試件產(chǎn)生裂縫，火焰穿過并點燃棉墊或產(chǎn)生的熱氣點燃棉墊；縫隙探棒是否科穿過試件裂縫進入爐內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)以上情形時，判定試件喪失完整性。

3.3 隔熱性試驗判定準則

隔熱性是指在標準耐火試驗條件下，建筑構(gòu)件當(dāng)某一面受火時，在一定時間內(nèi)背火面不超過規(guī)定極限值的能力，當(dāng)試驗過程中，試件的背火面平均溫度溫升超過初始平均溫度140℃或試件背火面任一點溫度溫升超過初始溫度180℃時，均應(yīng)判定試件喪失隔熱性。

3.4 決定輕質(zhì)墻體材料耐火性能的關(guān)鍵因素

《建筑構(gòu)件耐火試驗方法第1部分：通用要求》（GB/T 9978.1—2008）6.1.1 升溫曲線給出了試驗條件的標準時間--溫度曲線圖1，經(jīng)比較，輕質(zhì)墻體材料中有耐火極限要求的產(chǎn)品耐火時間基本在1h～2h 之間，而對應(yīng)的試驗爐內(nèi)溫度在950℃～1050℃，考慮到試驗期間的爐內(nèi)實際時間——溫度曲線與標準時間--溫度曲線的偏差的（2.5%～15%），實際爐內(nèi)溫度應(yīng)比950℃～1050℃更高一些，也就是說，要保證輕質(zhì)墻體材料的完整性和隔熱性，就需要試件本身具有良好的耐高溫性能和在高溫狀態(tài)下的隔熱性能。

圖1 標準時間——溫度曲線

4 輕質(zhì)墻體材料生產(chǎn)、運輸、安裝過程中影響耐火性能的因素分析

4.1 生產(chǎn)材料的選擇

根據(jù)墻體材料耐火性能試驗指標判定準則可知，影響試件的完整性和隔熱性的主要因素有：（1）材料的化學(xué)成分及分子結(jié)構(gòu)，（2）孔隙率和孔隙特征。

4.2 常用建筑墻體板材種類及性質(zhì)

4.2.1 石膏墻板

以熟石膏作為膠凝材料和主要成分制成的墻板統(tǒng)稱。其性能主要有：防火性好；絕熱隔聲性能好；抗震性能好；強度低；耐干濕循環(huán)性能差；耐水性差。

4.2.2 纖維復(fù)合板

目前主要品種有：纖維增強水泥板；玻璃纖維增強水泥復(fù)合板；混凝土巖棉復(fù)合板；鋼絲網(wǎng)巖棉類芯；纖維增強硅酸鈣板等。這類材料普遍具有良好的耐火性和隔熱性。

4.2.3 混凝土墻板

有各種混凝土為主要原料，主要有蒸壓加氣混凝土板、擠壓成型混凝土多孔條板、輕骨料混凝土配筋墻板等。該類產(chǎn)品保溫隔熱性好，具有一定的耐火性。

4.2.4 復(fù)合墻板及金屬面夾芯板

為了更好地滿足墻體的物理、力學(xué)和裝飾性能要求，復(fù)合墻板和金屬面夾芯板得到推廣應(yīng)用，該類產(chǎn)品的保溫隔熱性和耐火性相對比較有保證。

以上四類常用建筑墻板的耐火性能控制，在生產(chǎn)階段，關(guān)鍵點是材料性能選擇、配方設(shè)計、形式、制作工藝、產(chǎn)品的性能檢驗、出廠檢驗把關(guān)。

4.3 運輸過程控制

由于建筑墻板的裂縫、缺損對最終形成墻體后的耐火性能會產(chǎn)生直接的嚴重后果，因此，在吊裝、運輸階段應(yīng)有可靠措施保護產(chǎn)品，避免撞擊、不恰當(dāng)?shù)氖芰ψ饔枚霈F(xiàn)此類危害。

4.4 安裝過程控制

（1）安裝前墻板的外觀檢查。

（2）現(xiàn)場的二次切割制作。

（3）墻體產(chǎn)品的保護。

（4）裝飾隱蔽前的驗收。

5 結(jié)束語

輕質(zhì)墻體材料已在建筑工程中廣泛應(yīng)用，對我國墻體改革、節(jié)能減排、提高建筑物品質(zhì)具有深遠的意義。輕質(zhì)墻體材料應(yīng)具備良好的耐火性能，其中板材類，在現(xiàn)行國家標準中有明確的技術(shù)指標要求。影響墻體材料耐火性能的主要因素在原材的材質(zhì)、生產(chǎn)運輸安裝過程中出現(xiàn)的墻板開裂與缺損等方面。輕質(zhì)墻體材料耐火性能的質(zhì)量控制應(yīng)在產(chǎn)品的形式檢驗、出廠檢驗、安裝前檢查、安裝完成后驗收等各個重要環(huán)節(jié)予以加強。