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矿物棉保温材料产品质量分析

提要:此次参加抽样型式检验的企业有39家,这39家企业装备水平、产能规模、生产技术和管理水平代表了我国矿物棉生产的最高水平。此次抽样型式检验是2007年玻璃棉产品国家监督抽查之后,8年来第一次在全国范围内进行的产品抽样检验。
 
  国家玻璃纤维产品质量监督检验中心

  为切实贯彻《岩棉行业准入条件》的实施,加强岩棉生产的质量控制,促进岩棉行业的健康发展,2013年和2014年国家玻璃纤维产品质量监督检验中心在有关部门的支持和配合下,连续两年对建筑外墙外保温岩棉产品进行了抽样型式检验,抽样覆盖全国岩棉主要生产企业。在此基础之上,2015年质检中心将型式检验的抽样产品范围扩展到了岩棉、玻璃棉和硅酸铝棉产品。本次抽样型式检验抽样企业38家,抽样产品85个批次,抽样企业遍布全国83个直辖市,抽样企业的总产能分别为:岩棉产品125万吨,玻璃棉产品35万吨,硅酸铝棉产品20万吨,分别占岩棉、玻璃棉和硅酸铝棉总产能的63%68%36%(抽样结果下期公布)

  在本次抽检中,岩棉产品的合格率最高,约为98%,相比之下,2013年和2014年岩棉产品的抽样合格率分别为78%97%。玻璃棉和硅酸铝棉产品今年是第一次抽检,合格率分别为91%40%

  此次参加抽样型式检验的企业有39家,这39家企业装备水平、产能规模、生产技术和管理水平代表了我国矿物棉生产的最高水平。一些国际上较为先进的技术也在这些厂家得以应用,如富氧燃烧技术、烟气焚烧及余热利用技术、四辊离心成纤技术和高速高精度无尘切割技术等。此外,很多企业还为生产线配置了先进的生产装备,如全自动烟气脱硫装置和全自动打包叠板系统等。这些新技术新装置的应用,尤其是在岩棉新建生产线上的应用,带动了我国岩棉生产技术水平和产品质量的提升,使我国岩棉生产技术接近甚至达到了国际先进水平。

  本次抽样型式检验属非强制性检验,采取企业自愿参加的方式。此次检验也得到了行业内骨干企业的大力支持和积极响应,表现出对自己产品质量的信心和对市场秩序维护的责任感。

  同时,我们也注意到,行业中还有少部分企业没有参加抽检。作为第三方质量检验机构,我们经过调查,对其不参与抽检的原因有了一定认识,对其不参与抽检的选择也保持了尊重的态度。然而,这其中可能存在的问题是必须要重视的。例如,这些企业有的缺乏有效监管;有些生产环境较差,对环境的污染较大;有些企业生产偷工减料,产品质量低劣,进而使用压低价格的方式进行营销,同时利用社会对矿物棉产品认识不足的漏洞。以上现象可能在任何行业都存在,但是其危害却不容忽视,对这部分企业的监管是有关部门今后需要认真研究应对的。

  岩棉产品抽样型式检验结果分析

  表征岩棉产品性能和品质的主要参数有密度和尺寸、 纤维平均直径、 渣球含量、导热系数、抗拉强度、质量吸湿率、憎水率和吸水量、酸度系数等,在产品标准中对这些性能都有明确的指标要求。

  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。从3年的抽样型式检验结果看,岩棉制品的尺寸控制得还是比较好的,可以满足外墙外保温工程应用的要求。从检验结果能很明显地看出,密度偏差在5%以内的产品比例逐年增加,而超过10%的越来越少,今年未检测出,表明岩棉质量控制水平在逐年提升。

  2.纤维平均直径

  纤维直径的粗细应该控制在一个适当的范围,太粗的话,纤维保温性能不理想,纤维较硬,但是直径过细,则容易吸入,对生产和施工者健康不利。岩棉标准规定纤维平均直径不大于7微米。从3年的型式抽样检验结果来看,岩棉产品纤维直径控制还是较为理想的,未发现不合格产品,同时,有超过50%的产品纤维平均直径在5微米以下。

  3.渣球含量

  渣球是指岩棉制品中非纤维状的固体粒子,渣球含量越少,岩棉品质越好,标准规定渣球含量应不超过10%。近3年的抽检数据表明,渣球含量从2013年到2015年这3年间,其中≤5%的部分一直在攀升,说明我国岩棉产品的整体品质水平在提升。

  4.抗拉强度

  用于外墙外保温薄抹灰系统的岩棉板,主要是靠锚栓锚固的方式固定在基墙上,岩棉要有足够的强度承担锚栓的锚固力,此外还要承受自重和风载的作用,确保岩棉板不从外墙上脱落。近3年的抽检数据表明,抗拉强度小于7.5 kPa的岩棉板所占比重在2013年时为16.7%2014年下降到3.7%,而2015年为0.0%,而抗拉强度大于15kPa的所占比重2013年是45.8%2015年达到65.2%,说明岩棉板抗拉强度整体水平有了很大提高。

  5.导热系数

  导热系数是衡量材料保温性能的重要参数,导热系数越小,其保温性能越好。从2015年抽样型式检验结果看,尽管岩棉板产品抗拉强度整体水平提高了,但导热系数全部都合格,说明生产企业在产品性能之间的匹配协调控制做得较好。

  6.质量吸湿率、憎水率和吸水量

  质量吸湿率、憎水率和吸水量是考核岩棉板能否在建筑上长期使用的重要参数,这是因为岩棉板吸水吸湿后强度和保温性能都会降低,影响使用效果。近3年来,岩棉产品质量吸湿率降低,憎水率提高,吸水量(短期)下降,这些都体现了岩棉产品品质的不断提升,也体现了企业技术的进步。

  7.酸度系数

  酸度系数是衡量矿棉产品化学稳定性和耐久性的指标。通常认为,酸度系数高,岩棉化学稳定性和耐久性好。GB/T 25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》标准中规定酸度系数应不小于1.6。从近3年抽样型式检验的测试结果看,酸度系数低于1.8的在逐年减少,而2.0及以上的逐年增加,2015年测试结果中酸度系数最高的为2.2。当然酸度系数也需要控制在一定范围之内,太高将带来生产过程中能耗的增加,不利于节能。一般认为酸度系数在1.82.2是一种比较好的状态。

  岩棉产业近几年在我国得到迅速发展,产品品质有了很大提升,究其原因主要有以下方面:一是在岩棉开始兴起之时,国家及时出台了《岩棉行业准入条件》,从法规的层面上对岩棉生产企业的工艺和装备水平、岩棉的质量、岩棉生产的能耗、环保和综合利用等提出了明确要求,有效遏制了低水平重复建设和产能盲目扩张,为岩棉产业的健康绿色发展提供了保障;二是GB/T 25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》标准的颁布为岩棉的生产和应用提供了技术依据。该标准主要技术指标与国外先进标准接轨,并参照国际先进企业的产品实物样本,增加了纤维直径、渣球含量、酸度系数等品质控制指标;三是对生产企业进行有效监督,通过开展抽样型式检验活动,既是对生产企业的产品进行持续监督,促使企业发现问题找到差距,改进工艺,提高产品质量,也是引导生产企业严格生产过程的质量控制,自觉接受社会监督,进而形成一种健康有序的良性发展氛围。

  玻璃棉产品质量分析

  玻璃棉产品参加本次抽样型式检验的共有14家企业的23个批次产品,其中21个合格,合格率为91%,行业内有一定规模和影响的玻璃棉生产企业都参加了抽检。

  此次抽样型式检验是2007年玻璃棉产品国家监督抽查之后,8年来第一次在全国范围内进行的产品抽样检验。从玻璃棉本次抽检了解到的行业基本信息中,可以了解到2007年以来,玻璃棉行业发生了以下几方面的变化:

  1.行业生产的总规模有了很大提升。2007年抽样企业18家,总产能约10万吨,占玻璃棉行业总产能的70%2015年抽样企业13家,总产能约35万吨,占行业总产能的68%8年间玻璃棉生产总量增加了2.64倍。这些主要应归于玻璃棉在建筑领域中应用的发展。国家对建筑节能要求的提高,以及人们对建筑舒适度要求的提高,促进了玻璃棉产业的发展。钢结构用玻璃棉、屋面用玻璃棉、风管用玻璃棉、内隔墙用玻璃棉等大量在工业与民用建筑上应用,改善了建筑环境,节约了能源。

  2.生产企业的格局有了很大变化。从今年抽样型式检验参加的企业名单中可以看出,除了上海欧文斯科宁玻璃纤维有限公司是外资企业,其余全部都是国内生产企业,与2007年时外资企业的产品占据半壁江山相去甚远。随着我国经济的发展和国内本土企业的崛起,国外公司技术领先的优势在减少,而其面临的国内市场竞争、劳动力成本、环境和经济政策等的变化等使他们不得不进行战略上的调整。从抽样企业名单上也可以看出,2007年抽查的企业中已有一半不再生产,而2015年抽样企业中有一半是新企业。

  3.产品的品种更加多样化。2007年市场上主打的产品主要是离心玻璃棉板和离心玻璃板毡,而2015年抽检的产品除这两种外,还有钢结构用玻璃棉、风管保温用玻璃棉、高温玻璃棉、吸声板、墙板用玻璃棉、环保离心玻璃棉(不含酚醛)等,这些新产品满足了不少应用领域和场所的需求,为玻璃棉打开了新的市场。

  本次抽样型式检验中,上海欧文斯科宁玻璃纤维有限公司生产的钢结构玻璃棉、成都瀚江新型建筑材料有限公司生产的环保离心玻璃棉板、大厂金隅金海燕玻璃棉有限公司生产的玻璃棉毡产品综合性能最优。上海欧文斯科宁玻璃纤维有限公司于1997年初正式投产,其产品质量始终保持较高水平,带动了我国玻璃棉行业的发展。成都瀚江新型建筑材料有限公司、大厂金隅金海燕玻璃棉有限公司是我国本土玻璃棉生产企业,采用或部分采用国外先进技术生产玻璃棉,技术水平处于国内领先地位。徐州远大玻纤制品有限公司是全部采用我国自有技术建设的离心玻璃棉生产企业,在以前历次国家监督抽查中都表现不俗。

  本次抽查有2个产品不合格,不合格的项目是纤维直径和导热系数。

  在纤维直径方面,对生产企业来说,纤维直径越大越有利,因为生产效率较高;而对用户来说,纤维直径越小,产品性能和品质越好。国家标准规定离心玻璃棉纤维直径应小于等于8.0微米。本次抽样型式检验的23个产品中,纤维平均直径最细的5.6微米,两个超过8微米,分别为9.4微米和8.7微米,被判为不合格。还有10个纤维平均直径超过7微米,其中有几个产品接近不合格的边缘。今年的抽检结果总体质量不如2007年。考虑到此次抽检由企业自愿参加,质量较低的产品可能没有参与抽检,如果加上这个因素,今年抽检总体质量水平可能会更差一些。

  本次抽样型式检验有1个产品导热系数不合格。导热系数是绝热材料的主要热物性能指标,材料的导热系数越小,绝热效果就越好。

  这几年由于玻璃棉产品生产缺少必要的监督,其处于近乎没有约束的放任状态,玻璃棉产品市场出现了一些不合理的现象,例如一些不合格的低价玻璃棉产品甚至销量很好,这就导致了一些企业片面追求产量,降低生产成本,采用低价恶性竞争的方式进行营销。同时,对一些新产品,如欧文斯科宁公司率先研发的高温玻璃棉毡,由于在这方面尚缺乏技术标准,对该类产品的界定缺乏明确的依据,也没有明确的技术指标,因此容易在市场容易引起混乱。此外,尽快制订相关技术规范,给出该类产品的明确定义和技术指标要求是非常必要和迫切的。此外,还有一些重要的问题,比如对一些企业,其送检的产品是合格的,但是其提供给下游和送检的产品完全不同。而在现实中,下游的工程监理方只需要企业提供质检报告,而没有进行跟踪监管。这样就造成了低价产品在竞争的时候更有优势,引起市场恶性低价竞争。面对这种情况,作为第三方质检单位,我们深感无力。我们呼吁工程监理方不仅要向厂家索取送检报告,还需要对工地现场的样品实施抽检,由权威第三方出具质检报告,以实现完善的质量跟踪检测。

  硅酸铝棉产品质量分析

  硅酸铝纤维是以硬质粘土、焦宝石等硅、铝含量高的矿石为主要原料,经电炉熔化、成纤而成的非晶质纤维制品,具有质量轻、热导率低、热稳定性好、耐高温性能好的特点。其安全使用温度可以从600℃1300℃,可用作工业窑炉的绝热材料、高温高压蒸汽管道的绝热材料、高温密封绝热材料、高温吸音材料、耐火建筑用材和防火材料、原子反应堆内衬材料等。近几年来,硅酸铝棉纤维绝热材料在我国得到了快速发展,2007年我国硅酸铝纤维的总产量为19.8万吨,2015年我国总产量为55万吨,增加了2.8倍。目前国内有硅酸铝纤维生产线200条左右,主要集中在山东、新疆、河南、湖北等地。

  2015年硅酸铝棉绝热材料的抽样型式检验是第一次进行,非常遗憾的是只有4家企业5个产品参加抽检,检验的结果不能完全反映出行业的整体质量状况,下面仅就发现的问题做一些分析。

  本次抽检5个产品,有3个产品不合格,全部是化学成分不合格。

  现行国家标准GB/T16400-2003《绝热用硅酸铝棉及其制品》将硅酸铝棉分为低温型、标准型、高纯型、高铝型和含锆型5个型号,分别标称1号、2号、3号、4号和5号棉,推荐使用温度从≤800℃≤1300℃,以满足不同的使用要求。5个型号中,除5号棉为含锆型,与其他4个型号的棉不同外,其他4个型号的硅酸铝棉使用温度都与化学成分中Al2O3含量和硅铝合量有关,Al2O3含量和硅铝合量越高,对应的使用温度也越高。

  此次化学成分不合格的原因我们分析主要有以下几方面:

  1.企业对化学成分的重要性认识不足,重视不够。据我们了解,生产企业大都不进行化学成分测试,企业送检产品时,大多也仅对物理性能进行检验。

  2.在硅酸铝纤维添加填充物。据我们了解,一些企业为了使制品成型,他们在硅酸铝纤维中添加了一些无机粘结剂,从而降低了产品中Al2O3的含量。这种创新是值得鼓励的,但其前提是应该达到国家标准的要求,因为这会关系到产品的安全性能。

  3.对硅酸铝纤维产品质量的监督不够,对产品标准的宣贯不到位。同岩棉和玻璃棉行业相比,硅酸铝棉行业更松散些,企业生产技术和装备之间的差异更大,产品分化更严重。在2007年之前国家对硅酸铝棉保温材料每年都有国家监督抽查,对企业生产起到一定的监督和促进作用,相对而言那时的产品质量要好些,这几年企业的质量意识有所放松。建立可行有效的质量监督机制是必要和紧迫的。

  对产品质量,政府、行业协会、生产企业、业主、第三方检测机构、施工企业等各方都在强调加强质量,但是在现实中,生产是一种社会行为,而不再是一个纯技术问题,能够制约质量的因素很多。比如在评价标准方面,现在的新技术日新月异,但是评价标准的建立是一个严谨的工作,往往需要数年的评估和考核才能建立起一个科学、系统而适用的评价体系。在评价体系建立之前,产品市场难免会经历阵痛。一些其他因素也在影响产品质量,如工艺装备等。新的生产技术往往需要更新其生产装备,对一些企业尤其是小型企业,其更新装备所需要的花费,可能需要数年的生产才能弥补,在这种情况下,许多企业也只能望洋兴叹。此外,还有一些其他因素同样制约了产品质量的提升,如相关政策法规、市场价格、应用技术等。

  国家玻璃纤维产品质量监督检验中心开展建筑外墙外保温用岩棉产品抽样型式检验活动,既是市场和业主的需求,也是符合产业的发展规律。型式抽检活动开展以来,我们采用市场加技术的创新方法,推动了行业骨干企业的质量自律。在我们和行业骨干企业的共同努力下,岩棉产品质量稳步提升,型式检验也在行业中产生了较大的影响,受到了企业的普遍欢迎,检验工作得到越来越多企业的支持,我们也从中积累了经验,为以后更广泛深入的型式检验工作提供了借鉴。

  玻璃棉产品和硅酸铝棉产品的抽样型式检验工作,2015年是第一次开展,得到了一些测试数据,对行业状况有了一定了解。我们相信,这些工作如果继续展开,检测范围更深入广泛,势必将引导矿物棉行业的良性竞争,促进矿物棉保温材料行业的健康发展。今后,我们将认真总结经验,围绕用户需求,开展以抽样型式检验为主的行业质量提升活动,为政府监管提供技术支持,促进行业质量提升,协助生产企业进行质量控制,帮助用户评价产品性能,共同推进质量提升和产业技术进步,进一步扩大产品在市场的应用范围。

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