摘 要:软质纤维板质轻多孔、隔热吸音,是一种发展潜力大、储碳的建筑节能保温材料。本文结合我国软质纤维板产业特点,基于欧盟软质纤维板相关标准,从定义与分类、尺寸偏差、理化性能等方面探讨了我国软质纤维板标准的技术内容,为软质纤维板生产质量控制和标准制定提供参考。
关键词:软质纤维板,低密度纤维板,标准,保温材料
DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.15.013
Discussion on Standards for Softboards
ZHANG Yu-ping
(Research Institute of Wood Industry, Chinese Academy of Forestry)
Abstract: The softboard is a building energy-saving and insulation material with great potential for carbon storage due to its characteristics of lightweight and porous nature, thermal insulation and sound absorption. Based on the relevant European standards for softboards and the characteristics of Chinas softboard industry, the paper discusses the technical content of standards for softboards in China from the aspects of definition, classification, size deviation, physical and chemical properties, etc. The paper provides reference for the production quality control and standards development of softboards.
Keywords: softboard, low-density fi berboard, standard, thermal insulation material
0 引 言
軟质纤维板,是以木材或其他植物纤维为原料,经过纤维分离、成型、干燥等工序制成的产品,质轻多孔,密度一般低于0.40 g/cm3,孔隙率约占体积80%左右,具有很好的隔热、吸音性能,故又被称为木纤维绝缘板、木纤维保温板、木纤维隔热板等,主要用作建筑的隔热、保温和吸音材料以及包装的衬垫材料[1]。软质纤维板过去主要采用湿法工艺生产,由于生产能耗高、污水处理困难等问题,与其他纤维板产品相比,整个产业未能得到很好地发展。近年来,随着能源危机的加剧以及建筑节能降耗政策的实施,软质纤维板作为一种储碳建筑保温产品,整个产业在欧洲呈现明显的增长态势[2-3]。在我国,一方面中密度纤维板等传统纤维板产品产业发展遭遇瓶颈,其生产企业纷纷探寻突破途径;另一方面,在“双碳战略”的背景下,泡沫塑料板、钙塑板等以化工材料为原料的传统保温材料高能耗、高污染问题凸显[4-5],这给以天然木纤维为原料的软质纤维板带来发展空间,业内企业开始探索软质纤维板的生产与销售,部分企业产品还出口欧洲[3]。
标准对产业的发展具有很好的引领和规范作用,我国尚无软质纤维板产品标准,探讨制定软质纤维板标准对行业的规范发展具有重要意义。目前,国内外关于软质纤维板的标准主要有欧洲标准化委员会(CEN)发布的EN 622-4:2019 Fibreboards- Specifications-Part 4: Requirements for softboards(纤维板规范 软质纤维板的要求)和EN 13171:2012+A1:2015 Thermal insulation products for buildings - Factory made wood fibre (WF) products -Specification(建筑用隔热产品 木纤维产品规范),其中前者适用于普通软质纤维板,而后者适用于建筑用软质纤维板。本文基于这两项标准的技术内容,结合我国软质纤维板产业发展情况,探讨我国软质纤维板标准技术内容,以期为我国软质纤维板生产质量控制、产品质量检验,以及产品标准制定提供参考。
1 定义与分类
EN 622-4:2019采用了EN 316:2009 Wood fibre boards - Definition, classification and symbols(木纤维板定义、分类和符号)关于软质纤维板(softboard)的定义,即密度≥0.23 kg/m3,但<0.4 kg/m3的湿法纤维板。在EN 13171:2012+A1:2015中,软质纤维板属于其定义的木纤维产品中的一类。该标准将由木纤维添加或不添加粘合剂和/或添加剂制成的,且木纤维含量不少于80%的垫、毡、卷材、薄板、板或厚板产品定义为木纤维产品。我国现行标准GB/T 18259—2018《人造板及其表面装饰术语》规定密度<0.4 kg/m3的湿法纤维板为软质纤维板。由此可知,欧盟和我国现行标准中定义的软质纤维板均是密度<400 kg/m3的湿法纤维板。目前,欧洲和我国均有干法工艺生产的低密度纤维板[3, 6-7],且这些纤维板产品性能和用途与传统软质纤维板相同,因此,建议软质纤维板定义中纳入干法生产工艺。此外,定义还应规定产品的形态和木纤维含量。
欧洲关于软质纤维板的分类及等级主要有如下3类:
一是根据使用环境分为干燥环境、潮湿环境和高湿环境3种。其中,干燥状态为室内环境或者有保护措施的室外环境,通常温度20℃、相对湿度不高于65%或在一年中仅有几个星期相对湿度超过65%的环境状态。在这种条件下,针叶树材的平衡含水率通常不会超过12%。潮湿状态为室内环境或者有保护措施的室外环境,通常温度20℃、相对湿度高于65%但不超过85%,或在一年中仅有几个星期相对湿度超过85%的环境状态。在这种条件下,针叶树材的平衡含水率通常不会超过20%。高湿状态,指湿度比潮湿状态更潮湿的环境。
二是根据用途分一般用(general purpose use)和结构用(load-bearing use)两种。其中,一般用软质纤维板指所有非承重应用的软质纤维板,如用作衬垫材料的板。承重用软质纤维板,指用于承重结构的软质纤维板,其承重耐久性等级又分为5个等级,分别是永久(负载10年以上)、长期(负载6个月~10年以上)、中期(负载1周~6个月)、短期(负载时间小于1周)和临时(瞬时或意外负载)。
三是根据性能分为刚性纤维板(r i g i d softboard)和柔性纤维板(flexible softboard)两类。其中,刚性软质纤维板的密度、强度略高,主要用于屋顶和墙板,而柔性软质纤维板的密度略低,主要用作衬垫材料、填充材料等。
我国由于软质纤维板产业一直没有发展起来,也没有统一的标准,所以产品分类尚不明确。目前,公开可查询的资料中只有GB/T 18259—2018有关于软质纤维板的分类,即普通软质纤维板和结构用软质纤维板两种。其中,普通软质纤维板指可应用于隔板、吸音板、广告牌、刚性衬垫材料或其他没有特别承载性能要求的一般场合的软质纤维板,结构用软质纤维板指可应用于架设棚架或一般建筑场合的软质纤维板。此外,市场上软质纤维板产品的分类,多是按照产品功能性能进行的分类,如吸引板、保温板等。因此,建议对我国软质纤维板产业的生产、销售、应用等做较全面的调研后,参考欧盟相关分类,形成适应我国软质纤维板产业发展的分类标准。
2 尺寸偏差
欧盟标准中,关于非建筑用软质纤维板尺寸偏差的规定主要是EN 622-1:2003 Fibreboards- Specifications - Part 1: General requirements(纤维板规范 第一部分:一般要求)和E N 622-4:2019中的尺寸偏差要求(见表1),而关于建筑用软质纤维板的尺寸偏差要求则是EN 13171:2012+A1:2015的尺寸偏差要求(见表2)。其中,EN 622-4:2019规定长度、宽度、厚度、边缘直度等的检验方法与我国人造板行业常用标准GB/T 19367—2022《人造板的尺寸测定》规定的方法相同,而EN 13171:2012+A1:2015则不同。EN 13171:2012+A1:2015规定建筑用软质纤维板的厚度测量,依据EN 823-2013 Thermal insulating products for building applications - Determination of thickness(建筑用隔热产品.厚度的测定),测试装备见图1,除抗压强度≤10 kPa的产品使用(50±5)Pa的荷载以外,其他非悬浮地板用产品的厚度测量荷载应为(250±5)Pa。
从欧盟这两项标准关于软质纤维板尺寸偏差的规定来看,尺寸偏差与产品的特点及应用有关,对于质地松软的软质纤维板进行厚度测量时建议参考EN 823—2013规定的厚度测量装置,可通过固定施加在板材上的压力大小来控制测量的准确性。
3 理化性能
EN 622-4:2019关于非建筑用软质纤维板的理化性能检验项目及要求,见表3。
表3中,吸水厚度膨胀率的检验方法为EN 317:1993 Particleboards and fibreboards — Determination of swelling in thickness after immersion in water规定的2 h吸水厚度膨胀率的测试方法,与GB/T 17657—2022《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》中4.4的规定除了关于试件平衡处理的要求不同之外,其他均相同。EN 317:1993要求对试件进行平衡处理,即将试件置于温度(20±2)℃、相对湿度(65±5)%环境中平衡至质量恒定,即相隔24 h两次称重结果之差不超过试件最后一次称重质量的0.1%。静曲强度和弹性模量测试,均按照EN 310:1993 Wood-based panels - Determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength(人造板 弹性模量和静曲强度测试)的规定进行,其测试方法与GB/T 17657—2022中4.7规定的方法除了关于试件平衡处理的规定不同之外,其他均相同。EN 310:1993對试件的平衡处理方法与EN 317:1993的规定相同。
EN 13171:2012+A1:2015关于建筑用软质纤维板的理化性能检验项目及要求如下:
一是要求产品应声明并符合其声明的耐热性和热导率,且耐热性和热导率稳定,不随时间变化而降低。耐热性和热导率检验方法,分别是EN 12667:2001 Thermal performance of building materials and products - Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods - Products of high and medium thermal resistance(建筑材料和产品热性能 用保温板和热流计测定耐热性、高耐热性和中等耐热性产品)和EN 12939 Thermal performance of building materials and products - Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods - Thick products of high and medium thermal resistance(建筑材料和产品热性能-用防护热板和热流量计测定热阻-厚产品的高热阻和中热阻)。
二是声明具有防火性能的产品,应标识其防火性能等级,且其防火性能稳定,不随时间变化而降低。
三是声明具有尺寸稳定、抗压、抗拉、抗蠕变、吸音、低吸水等特殊性能的产品,应标明其具有的特殊性能及等级。其中,尺寸稳定等级标识及要求见表4,抗压强度和抗拉强度的等级标识及要求见表5,短期吸水率等级标识及性能要求见表6。
4 结 语
随着“双碳”战略和建筑节能降碳等系列政策的实施推进,软质纤维板作为以天然纤维为原料制成的具有良好隔热、吸音性能的建筑和室内装饰装修材料,其需求有望增加,这为我国纤维板企业转型提供了新的机遇。标准对行业的发展具有很好的规范和引导作用,因此,建议有关部门、协会组织等提前开展软质纤维板的产业调研和标准研究工作,制定符合我国软质纤维板产业发展需求的标准,进而促进我国软质纤维板产业的快速健康发展。
参考文献
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作者簡介
张玉萍,工程师,研究方向为人造板质量与标准化。
(责任编辑:张瑞洋)