轻质墙体材料耐火性能缺陷分析及对策

朱晓旻

南通市建筑工程质量检测中心

1 引言

众所周知，建筑物一旦发生火灾，后果极其严重，它会直接威胁到人民的生命财产安全，近些年来发生的重大火灾事故教训惨重。如何提高建筑物的耐火能力，当火灾发生时，争取更多的人员疏散和火灾救援时间，最大限度地降低火灾造成的损失，国家从材料、设计、构件施工等各方面都有明确规范要求，本文重点对轻质墙体材料的耐火性能进行研究分析。

2 现行国家标准中轻质墙体材料耐火性能要求

进入21世纪以来，随着国家对墙体材料更新的政策推动力度不断加大，涌现出大批新型墙体材料，品种极其繁多。对于新研发的材料一般会同时出台材料标准或套用某个对应标准，但这些标准往往是由不同地区、不同部门所制定，各个标准的技术指标水平不一致，也出现不同性能的产品共同执行同一产品标准的情形，部分企业为追求利润最大化，片面理解“节能减排”概念，认为只要更多利用工业废料残渣，就实现了减排目标，而忽视了产品最终质量，给建筑物的安全性、功能性和耐久性埋下隐患，甚至有些企业不了解国家对设计、产品、实施的科学性、规范性和严谨性，用技术指标相差悬殊的标准评价同一产品，导致产品的错误应用。

2.1 国家政策导向对墙体材料的划分

按照国家推广应用的政策导向，依据技术型、政策性、经济性三要素的划分原则。

墙体材料可划分为淘汰型、过渡型、发展型三大类。

淘汰型：不符合三要素中的任一项，比如技术落后不成熟，不能保证工程质量，国家政策明令禁止，造价高、缺乏市场竞争力等。

过渡型：不完全符合三要素中某一项要求。

发展型：符合或基本符合三要素。

2.2 现行国家标准对墙体材料的分类

由于应用技术标准往往滞后于新型墙材的研发生产，导致应用技术不配套、混乱、缺少统一的准用门槛，使得建筑工程质量出现“渗、漏、裂”现象严重，危及建筑工程的安全使用，影响了墙体材料的科学发展和应用推广。

为切实有效地解决上述问题，确保建筑工程质量安全，为墙体材料的应用设置统一的标准，统一墙材工程设计原则和应用的基本要求，国家住建部于2005年下达了现行标准的编制计划，要求对墙体材料的选择、设计、施工、验收、维护及试验方法统一技术标准，力求标准的技术先进、安全适用、经济合理。于2010年8 月发布、2011 年6 月1 日正式实施了现行的国家标准《墙体材料应用统一技术规范》（GB/T 50574—2010）。

该标准第三章“墙体材料”罗列了四类产品，分别是以下几个。

（1）块体材料。指由烧结或非烧结生产工艺制成的实（空）心或多孔正六面体块材。

（2）板材。指用于围护结构的各类外墙及分隔室内空间的各类隔墙板。

（3）砂浆、灌孔混凝土。

（4）保温、连接及其他材料。

2.3 国家标准中对墙体材料提出耐火性能指标要求的种类分析

近年来，在全国范围内，江苏省墙体材料改革推进的水平始终处于国内先进行列，为了便于开展研究，本次我们选择了江苏省推广的新型墙体材料为主要研究对象。2019 年2 月，江苏省工信厅、发改委、生态环境厅、住建厅、市场监管局联合发文（苏工信墙改（2019）110 号），发布了《江苏省新型墙体材料产品目录》。该文件的发布，为发展利废绿色新型墙体材料，促进循环经济发展，支持绿色建筑和装配式建筑发展，推进墙体材料产业高质量发展发挥了重要作用。

该产品目录共涉及35 个具体产品，其中块体材料20 项，板材15项，经查阅全部产品标准，分析具有耐火性能指标要求的材料，结果为块体材料的有1项：复合保温砌块（砖）；板材有9项包含建筑用轻质隔墙条板、钢筋逃离混凝土轻质隔墙条板、灰渣混凝土空心隔墙板、纸面石膏板等。

3 轻质墙体材料耐火缺陷形式分析

3.1 建筑构件耐火性能的判定参数

根据现行国家标准《建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求》（GB/T 9978.1—2008），构件应满足的耐火性能，包括承重构件的稳定性、建筑分隔构件完整性和隔热性，判定准则用时间长短表示，本文研究的对象为建筑的分隔构件，因此，判定参数指向构件的完整性和隔热性。

3.2 完整性试验判定准则

完整性测量仪采用两种方式进行试验：①棉垫装置；②缝隙探棒。主要观测试件产生裂缝，火焰穿过并点燃棉垫或产生的热气点燃棉垫；缝隙探棒是否科穿过试件裂缝进入炉内。当出现以上情形时，判定试件丧失完整性。

3.3 隔热性试验判定准则

隔热性是指在标准耐火试验条件下，建筑构件当某一面受火时，在一定时间内背火面不超过规定极限值的能力，当试验过程中，试件的背火面平均温度温升超过初始平均温度140℃或试件背火面任一点温度温升超过初始温度180℃时，均应判定试件丧失隔热性。

3.4 决定轻质墙体材料耐火性能的关键因素

《建筑构件耐火试验方法第1部分：通用要求》（GB/T 9978.1—2008）6.1.1 升温曲线给出了试验条件的标准时间--温度曲线图1，经比较，轻质墙体材料中有耐火极限要求的产品耐火时间基本在1h～2h 之间，而对应的试验炉内温度在950℃～1050℃，考虑到试验期间的炉内实际时间——温度曲线与标准时间--温度曲线的偏差的（2.5%～15%），实际炉内温度应比950℃～1050℃更高一些，也就是说，要保证轻质墙体材料的完整性和隔热性，就需要试件本身具有良好的耐高温性能和在高温状态下的隔热性能。

图1 标准时间——温度曲线

4 轻质墙体材料生产、运输、安装过程中影响耐火性能的因素分析

4.1 生产材料的选择

根据墙体材料耐火性能试验指标判定准则可知，影响试件的完整性和隔热性的主要因素有：（1）材料的化学成分及分子结构，（2）孔隙率和孔隙特征。

4.2 常用建筑墙体板材种类及性质

4.2.1 石膏墙板

以熟石膏作为胶凝材料和主要成分制成的墙板统称。其性能主要有：防火性好；绝热隔声性能好；抗震性能好；强度低；耐干湿循环性能差；耐水性差。

4.2.2 纤维复合板

目前主要品种有：纤维增强水泥板；玻璃纤维增强水泥复合板；混凝土岩棉复合板；钢丝网岩棉类芯；纤维增强硅酸钙板等。这类材料普遍具有良好的耐火性和隔热性。

4.2.3 混凝土墙板

有各种混凝土为主要原料，主要有蒸压加气混凝土板、挤压成型混凝土多孔条板、轻骨料混凝土配筋墙板等。该类产品保温隔热性好，具有一定的耐火性。

4.2.4 复合墙板及金属面夹芯板

为了更好地满足墙体的物理、力学和装饰性能要求，复合墙板和金属面夹芯板得到推广应用，该类产品的保温隔热性和耐火性相对比较有保证。

以上四类常用建筑墙板的耐火性能控制，在生产阶段，关键点是材料性能选择、配方设计、形式、制作工艺、产品的性能检验、出厂检验把关。

4.3 运输过程控制

由于建筑墙板的裂缝、缺损对最终形成墙体后的耐火性能会产生直接的严重后果，因此，在吊装、运输阶段应有可靠措施保护产品，避免撞击、不恰当的受力作用而出现此类危害。

4.4 安装过程控制

（1）安装前墙板的外观检查。

（2）现场的二次切割制作。

（3）墙体产品的保护。

（4）装饰隐蔽前的验收。

5 结束语

轻质墙体材料已在建筑工程中广泛应用，对我国墙体改革、节能减排、提高建筑物品质具有深远的意义。轻质墙体材料应具备良好的耐火性能，其中板材类，在现行国家标准中有明确的技术指标要求。影响墙体材料耐火性能的主要因素在原材的材质、生产运输安装过程中出现的墙板开裂与缺损等方面。轻质墙体材料耐火性能的质量控制应在产品的形式检验、出厂检验、安装前检查、安装完成后验收等各个重要环节予以加强。