1技术背景
1.1防火隔离带设置的必要性
由于近年来多起建筑保温火灾事件的发生,引发了各界对保温防火的思考,保温材料的防火性能史无前例的引起了业内各界的高度重视。然而,很多保温材料起火都是在施工过程中产生的,如:电焊、明火、不良的施工习惯。这些材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟,同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等气体对环境的危害也不可忽视。为此,住房和城乡建设部和公安部2009年9月25日联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文通知。保温设计过程中防火性能更好、保温性能出色系统更能赢得市场的认可。
1.2防火隔离带的设置原则
作为外墙外外保温系统的一个部位或作为一个构造。防火隔离带设置的原则应满足四个方面。即:保温性、安全性(可靠性)、防火性、耐久性。
首先作为外保温的一部分,材料要满足良好的热工性能,系统在此部位不得产生结露现象。作为安全性我们要考虑防火隔离带的自身强度能否抵抗各类荷载。进一步防火隔离带还要能与墙体有非常可靠的连接。防火性则体现了防火隔离带从材料到构造的耐火程度乃至于阻碍火焰蔓延的作用。而耐久性则是一项更综合的要求。第一要保证防火隔离带的材料防水、保温效果的稳定和材料的强度,其次还要考虑系统接缝处长期开裂等现象。组合这四个方面才算是合格的防火隔离带构造。
2 ZL岩棉防火隔离带系统基本构造与施工工艺
2.1 岩棉防火隔离带系统基本构造
表1防火隔离带系统基本构造
基层墙体
① 防火隔离带系统的基本构造 构造示意图
隔离带层
② 找平层
③ 抗裂防护层
④ 饰面层
⑤
混凝土墙用专用界面砂浆处理 防火隔离带
+尼龙锚栓与基层锚固 找平砂浆复合耐碱网格布找平 抗裂砂浆复合耐碱网格布
柔性耐水腻子
+
涂料
防火隔离带宽度一般为200mm至300mm。
2.2隔离带施工工序
2.3 操作要点
2.3.1 基层界面处理
墙面应清理干净、清洗油渍、清扫浮灰等。墙面松动、风化部分应剔除干净。墙表面凸起物大于10mm时应剔除。
为使基层界面附着力统一、均质,墙体要做界面处理,可用喷枪或滚刷均匀涂覆界面砂浆,保证所有的墙面做到界面处理。砖墙、加气混凝土墙在界面处理前要先淋水润湿,堵脚手眼和废弃的孔洞时,应将洞内杂物、灰尘等物清理干净,浇水湿润,然后用1:3水泥砂浆将其补齐砌严。
2.3.2 安装隔离带(满粘法+胀栓锚固)
确定隔离带定位线,用粘接砂浆满粘隔离带,待干燥24小时后根据施工图在锚栓安装部位钻孔,敲入带圆盘的尼龙套管,压紧岩棉板,把螺钉敲入尼龙套管中,固定岩棉板。每米宽度墙面上至少设置3个锚固件。
图2 隔离带锚固
隔离带与EPS板之间的板缝用填缝胶填满,防止水分渗入。静置5min左右,待嵌缝胶干燥后用壁纸刀切割平整。
2.3.3 找平层施工
找平砂浆找平时,按设计厚度找平,并批抹平整。保证网格布在隔离带上下留有10cm网格布搭界处。保证隔离带表面抗裂层的厚度同大墙面抗裂层的厚度在同一个水平面上。找平层固化干燥(用手掌按不动表面为宜,一般为1~2天)方可进行抗裂层施工。
2.3.4抗裂砂浆复合耐碱网格布(此部位同大面墙抗裂层同时施工)
耐碱网格布长度3m左右,尺寸预先裁好。抗裂砂浆一般可一遍完成,总厚度约3~5mm。抹面积与网格布相当的抗裂砂浆后应立即用铁抹子压入耐碱网格布。耐碱网格布之间搭接宽度不应小于50mm,先压入一侧,再压入另一侧,严禁干搭。阴阳角处也应压茬搭接,其搭接宽度≥200mm,应保证阴阳角处的方正和垂直度。耐碱网格布要含在抗裂砂浆中,铺贴要平整,无褶皱,可隐约见网格,砂浆饱满度达到100%。局部不饱满处应随即补抹第二遍抗裂砂浆找平并压实。
3 技术特点与指标
3.1技术特点
ZL岩棉防火隔离带具有以下特点
1:由A级不燃材料岩棉条和砂浆符合网格布组成。隔离带本身不可燃烧,并且可以有效阻止火焰在墙体中的蔓延。
2:隔离带表面砂浆具有一定的防水性能,板材防水透气耐久性好,避免了普通岩棉板遇水分层。
3:板材抗拉强度高,易于粘结;作为防火隔离带的岩棉条采用竖向排列,能够显著提高岩棉板材的抗拉强度。隔离带在系统中的稳定性得到很大的提升。
4:导热系数低,保温效果好;岩棉本身具有较低的导热系数,能够起到较好的保温效果。
5安全、环保、易于施工,对人体无不良影响。
3.2 技术指标
产品技术指标如表2所示:
表2 ZL岩棉防火隔离带技术指标
项目 性能指标
岩棉表观密度 kg/m3 ≥120
尺寸稳定性 % ≤1
抗拉强度/MPa 原强度 ≥0.2
潮湿状态 ≥0.2
抗压强度(10%形变)kPa ≥100
导热系数 W/m•k ≤0.041
短时间部分浸泡吸水量 kg/m2 ≤1.0
燃烧分级 A
4 薄抹灰系统大型窗口火试验研究
4.1试验一
4.1.1保温系统构造
墙体外保温系统为EPS板薄抹灰系统。
按照《膨胀聚苯板薄抹灰外保温系统》(JG 149-2003)的要求制作。基本构造为:使用聚苯板粘结砂浆将80 mm厚的聚苯板粘结在基层墙体上(40%粘结面积),表面批抹抹面胶浆(3~5 mm)后压入耐碱涂塑网格布,再刮柔性耐水腻子,刷饰面涂料。
4.1.2 试验条件
试验当天的环境温度为30 ℃,空气流速低于2m/s。
4.1.3 试验过程
点火开始后,数据采集与观测约40 min。点火开始后6 min50 s,火焰沿墙体表面的蔓延速度明显加剧并引发整个墙体的轰燃,约3 min后,墙体表面的保温系统基本烧损。图4-1所示为试验过程中系统的受火状态。
图4-1聚苯板薄抹灰系统试验过程中的受火状态及试验后状态
4.2.4试验后的测量与观察
试验后的观测表明,聚苯板薄抹灰外保温系统全部烧损,见图4-1f。
表3 系统烧损程度
项目 聚苯板薄抹灰系统
烧损高度/m 8.4
烧损宽度/m 6.0
烧损面积/m2 46.4
4.2.5 结论
试验结果表明,聚苯板薄抹灰外保温系统不能阻止试验状态的火焰传播。
4.2试验二
4.2.1保温系统构造
外保温系统为XPS板薄抹灰系统。
基本构造为:使用挤塑板粘结砂浆将65 mm厚的带XPS界面剂挤塑板粘结在基层墙体上(40%粘结面积),表面批抹抹面胶浆(3~5 mm)后压入耐碱涂塑网格布,再刮柔性耐水腻子,刷饰面涂料。
4.2.2 试验条件
试验当天的环境温度为30 ℃,空气流速低于2m/s。
4.2.3 试验过程
点火开始后,数据采集与观测约30 min。点火开始后4 min,火焰沿墙体表面的蔓延速度开始加剧,在20min时候,发生剧烈轰燃约2 min后,墙体表面的保温系统基本烧损。图4-2所示为试验过程中系统的受火状态。
时间:16min 时间:20min 时间:22min
图4-2挤塑板薄抹灰系统试验过程中的受火状态及试验后状态
4.3试验三
4.3.1保温系统构造
点框粘XPS板复合岩棉防火隔离带系统。
基本构造为:使用挤塑板粘结砂浆将65 mm厚的带XPS界面剂挤塑板粘结在基层墙体上(40%粘结面积),表面批抹抹面胶浆(3~5 mm)后压入耐碱涂塑网格布,再刮柔性耐水腻子,刷饰面涂料。
防火隔离带设为2层,分别为窗上口和第二条线下方300mm处。防火隔离带宽度为200mm,采用岩棉防火隔离带, 见表4所示。
表4点框粘XPS板复合岩棉防火隔离带薄抹灰系统基本构造
层墙体
① 系统的基本构造 构造示意图
粘结层
② 保温层
③ 防火隔离带
④ 抗裂防护层
⑤ 饰面层
⑥
砌体墙 5mm干拌聚苯板粘结砂浆 65mm厚XPS板 岩棉防火隔离带(200mm宽) 3mm抹面砂浆Ⅰ复合耐碱网布
干拌柔性耐水腻子
+
涂料
4.3.2 试验条件
试验当天的环境温度为30 ℃,空气流速低于2m/s。
4.3.3 试验过程
点火开始后,数据采集与观测约30 min。点火开始后4 min,火焰沿墙体表面的蔓延速度开始加剧,在20min时候,发生剧烈轰燃约2 min后,墙体表面的保温系统基本烧损。图4-3所示为试验过程中系统的受火状态。
时间:16min 时间:20min 时间:35min
图4-3 试验过程系统受火状态
4.3.4试验二和试验三试验后的测量与观察
XPS薄抹灰系统 点框粘XPS板复合岩棉防火隔离带系统
图4-4试验结束后外保温系统的损坏状态
从试验结果分析,点框粘XPS板复合岩棉防火隔离带系统烧损面积小于XPS薄抹灰系统,由此可以看出岩棉防火隔离带能够一定程度的阻止火焰在墙体中的蔓延,但是,点框粘XPS板复合岩棉防火隔离带系统在20分钟左右的时候依然发生了局部的轰燃现象,并且隔离带随着火焰的蔓延也出现了燃烧脱落的现象,由此可以知道,岩棉防火隔离带的应用仍然具有一定的局限性。