
随着城市建设脚步的不休推动,我国构筑迅猛发展,不休趋于现代化、大型化以及多职能化发展方向。
然而,在这急剧发展的背后,一系列火警风险也逐步露出出来。经分析发现,这些火警风险的重要原因,很大水平上是构筑施工过程中使用了大量存在严沉火警隐患的易燃有机资料。
从构筑资料的选择和使用这一源头启程,解除构筑物中的火警安全隐患已然转造成我国当前亟待解决的一大问题 [1] 。
因而,对于构筑资料的点火的钻研,加大对构筑资料的阻燃测试及检验,正确地检测构筑资料的点火等级变得极度沉要。

构筑资料点火机能分级检测设备重要有:单体点火尝试设备(简称 SBI 试验装置)、铺地资料热辐射板测试仪、建材可燃性检测仪、构筑资料点火热值试验仪、构筑资料不燃性检测仪、氧指数检测仪、UL 94 垂直点火测试仪、锥形量热仪等。
其中,SBI 是一种大型尝试装置,该设备所测得参数值是资料等级分级的主题部门[2]。
国内表多多学者利用SBI单体点火试验装置对构筑制品资料进行阻燃钻研。
如 S?everine Bellaye 等人,在法国的尝试室中搭建了幼型仿照SBI单体点火装置,对用于建材木板的防火凝胶进行钻研测试,颁发了《Transparent fire protective sol-gel coating for wood panels》等文章。
英国阿尔斯特大学 Zhang 等人颁发的《Experimental and numerical study of burning behaviors of flaxboard with intumescent coating and nanoparticles in the cone calorimeter and single burning item tests》中,使用锥形量热仪和SBI单体试验装置钻研了膨胀涂层和纳米粒子对构筑板材的点火行为的影响。
国内2013年颁发的《构筑资料单体点火尝试设备的组成及使用》、2019年颁发的《基于单体点火试验的木饰面板点火机能分析》等。
2024年,北京建材院、北京雅达润国构筑资料和北京科技大学结合颁发了一篇名为《一种无机复合聚苯板的造备与点火机能钻延追的文章,文章中使用了 FTT 的多个阻燃设备对无机复合聚苯板进行了钻研, 探索了自造阻燃浆液对EPS泡沫板的阻燃机能。
尝试内容
该钻研自造了含有阻燃浆液的无机复合聚苯板,即将 EPS 泡沫板基材置于孔隙均匀散布的负压状态下,在顺孔后的 EPS 泡沫板表表均匀涂敷自造的混合阻燃浆料,沉复刮除有余浆液,使阻燃浆料填满 EPS 泡沫珠之间的孔隙;后室温下天然透风静置养护干燥,得到试验样品 EPSC 。
钻研依照GB/T 2406.2-2012、GB/T 16172-2007、GB/T 20284-2006等尺度,使用 FTT 的氧指数仪、锥形量热仪以及SBI单体点火装置对样品进行测试。
获得了临界氧指数 (LOI) 、点燃功夫 (TTI) 、热开释速度 (HRR) 、总热开释 (THR) 、产烟速度 (SPR) 、总产烟量 (TSP) 及点火增长速度指数火焰舒展等参数。

尝试了局
氧指数:
EPSC 资料的氧指数为 39.7%,相较于 EPS 的18.3%,提高了116.9%,阻燃机能显著提高。
引燃及热开释个性:
资料在分歧辐射照度下的引燃功夫如图1所示。2个样品的引燃功夫随辐射照度的增长而缩短。由于 EPS 样品辐射加热后收缩熔融,导致样品表表与加热锥之间的距离变大,辐射照度为 25kW/㎡ 时无法引燃;而辐射照度为 35 kW/㎡ 时,由于 EPS 的收缩熔融景象,使得其引燃功夫相比 EPSC 推迟了88 s;辐射照度持续增大到 50 kW/㎡ 时,EPS 的引燃功夫大幅缩短,比 EPSC 仅多 6 s

图1锥形量热仪测试中 EPS、EPSC 分歧辐射照度的引燃功夫
EPS 和 EPSC 在分歧辐射照度下的热开释速度 (HRR)和总开释热(THR)曲线如图 2~图3 所示D芄豢闯,一样辐射照度下 EPSC 的热开释速度峰值(PHRR)与 THR 显著低于 EPS 泡沫基材。



(a) 25 kW/㎡ (b) 35 kW/㎡ (c) 50 kW/㎡
图2 锥形量热仪测试中 EPS 与 EPSC 在分歧辐射照度下的 HRR 曲线



(a) 25 kW/㎡ (b) 35 kW/㎡ (c) 50 kW/㎡
图 3 锥形量热仪测试中 EPS 与 EPSC 在分歧辐射照度下的 THR 曲线
表1显示了 3种样品在分歧辐射照度下的锥形量热仪测试数据,蕴含 PHRR、达到 PHRR 的功夫(tp)和 THR。

表1 EPS 与 EPSC 在分歧辐射照度下的测试数据
能够得出,辐射照度为 35 kW/㎡时,EPSC 的 PHRR 和 THR 相对 EPS 别离降落了 80% 和 56%;辐射照度为50 kW/㎡时,EPSC 的 PHRR 和 THR 相对 EPS 别离降落了79%和44%;这批注,相较于纯 EPS 泡沫板材 ,EPSC 材料的阻燃机能得到了很大的提升。
产烟个性:
两种资料在分歧辐射照度下的产烟速度(SPR)和总产烟量(TSP)曲线如图 4、图 5 所示。



(a) 25 kW/㎡ (b) 35 kW/㎡ (c) 50 kW/㎡
图4 锥形量热仪测试中 EPS 与 EPSC 在分歧辐射照度下的 SPR 曲线



(a) 25 kW/㎡ (b) 35 kW/㎡ (c) 50 kW/㎡
图5 锥形量热仪测试中EPS与EPSC 在分歧辐射照度下的 TSP 曲线
能够看出,在一样的辐射照度下,EPSC 的产烟速度峰值(PSPR)和 TSP 显著幼于 EPS 泡沫基材; 随着辐射照度的增长,两种资料的 PSPR 和 TSP 均有所增大。由表1可知 ,辐射照度为35 kW/㎡ 时,EPSC 的 PSPR 和 TSP 相对 EPS 别离降落了 94% 和 90%;辐射照度为 50kW/㎡ 时,EPSC 的 PSPR 和 TSP 相对 EPS 别离降落了97% 和 89%;这批注 EPSC 资料的抑烟机能显著优于 EPS 泡沫。
火舒展个性:
通过单体点火装置测试了 EPSC 样品在中尺寸壁面装置前提下的点火机能和火舒展个性,EPSC 样品测试前后的照片如图6所示 D芄豢闯,在单体点火 试验中 EPSC 未被火源引燃,只有墙角部位的样品表表被主点火器的火焰熏黑 ,并且试验期间未产生火焰横向舒展到长翼边缘的景象。


(a) 测试前 (b) 测试后
图6 EPSC 试样单体点火测试
热开释个性:
图7(a)~(c)别离为主点火器开启到试验实现 EPSC 的 HRR、每 30 s 的均匀热开释速度(HRRav)和 THR 曲线。
由图 7(a)、(b)能够看出,在受火功夫内(300 s≤ t ≤1500 s)EPSC 的 HRR 和 HRRav 曲线变动趋向较安稳且低于3.0 kW;由图7 (c) 能够看出,在受火功夫内 ,EPSC 的热开释总量仅为 1.6 MJ。
由图7(b) 可知,试验期间 EPSC 的 HRRav 值不超过3.0 kW,凭据 GB/T 20284-2006 附录第 A.5.3 条款可确定 EPSC 的 FIGRA0.2 MJ 值为 0。



(a) SBI热开释速度 (b) SBI每30s内均匀热开释速度 (c) SBI热开释总量
图7 EPSC 试样单体点火试验的 HRR、HRRav和 THR 曲线
由表2能够看出 ,EPSC 的 FIGRA0.2 MJ 为 0 W/s,THR600 s 为 0.7 MJ。凭据 GB 8624-2006《构筑资料及制品点火机能分级》,可判断 EPSC 保温资料的点火机能等级达到 A2 级,属于不燃资料。

表2 EPSC 单体点火测试数据
产烟个性:
图8为 EPSC 样品在单体点火测试过程中 60 s 内的均匀产烟速度 SPRav (60s)和 TSP 曲线。由图8(a)能够看出,EPSC 的 SPRav(60 s)曲线在受火过程中,始终处于无序颠簸状态,并且峰值低于 0.4 ㎡/s。由图8 (b)能够得出,EPSC 的总产烟量约为120 ㎡。


(a) SBI每60 s内均匀产烟速度 (b) SBI总产烟量
图8 EPSC 试样单体点火测试的 SPRav(60 s)和 TSP 曲线
SMOGRA 是烟气天生速度指数,其推算公式如下面公式所示。

式中 :SPRav(60 s)为受火功夫60 s 内的均匀产烟速度,㎡/s。
TSP600 s为试样在受火期最初 600 s 内的总产烟量,推算公式如下面所示。

凭据上述公式,推算得到 EPSC 样品的 SMOGRA 和 TSP600 s ,SMOGRA 为 10.7 cm?/s? ,TSP 600 s为 33.7 ㎡,而凭据《构筑资料及制品点火机能分级》,判断 EPSC 保温资料的产烟个性等级达到了 S1 级。
结论
以低密度 EPS 泡沫板为基材,利用半水硫酸钙等无机增长剂造备阻燃浆液,通过负压顺孔与负压吸附技术成功造备 EPSC 复合保温资料。
该资料力学及保温机能优良;氧指数达到 39.7%,阻燃机能优越。
且锥形量热仪及SBI单体点火测试了局进一步显示,EPSC的PHRR、THR、PSPR 以及TSP相比 EPS 均大幅降低,阻燃机能提高。
造备的 EPSC 保温资料点火机能等级达到 A2 级,属于不燃资料,其产烟个性等级达到 S1 级。
本钻研可为阻燃泡沫板钻研提供肯定的理论参考。
注:本稿内容摘自《一种无机复合聚苯板的造备与点火机能钻延追。灭火剂与阻燃资料, 2024, 43(03): 412?418
参考文件:
[1] 韦志功, 王彦成. 构筑资料阻燃技术钻研进展[J]. 四川水泥, 2019, (05): 11, 205.
[2] 王政权, 赵跃山, 耿震岗. 构筑资料单体点火尝试设备的组成及使用[J]. 机械治理开发, 2013,(4): 48-49.

在钻研过程中,钻研团队使用了英国 FTT 公司的SBI单体点火装置和锥形量热仪以及氧指数仪进行测试。FTT 作为阻燃设备行业的启发者和辅导者,提供了诸多切合国际和国内尺度的阻燃设备,为全球领域内的防火测试和科学钻研作出了沉要贡献。
以下为 FTT 提供的可做构筑制品资料测试的设备,点击设备图片相识设备详情。

FTT SBI 单体点火试验装置
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FTT 铺地资料热辐射板测试仪
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FTT ISO 1182构筑资料不燃性检测仪
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FTT ISO 11925构筑可燃性测试仪
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FTT 氧弹量热仪
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FTT icone2+ 锥形量热仪
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FTT 氧指数仪/高温氧指数仪
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FTT UL 94水平垂直点火测试仪
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FTT ISO 5657建材可燃性检测仪
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FTT 大型家具量热仪
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FTT NBS烟密度箱
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FTT FTIR高级嘎凤叶红表光谱烟气毒性分析仪
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