隨著建筑材料技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)在使用的大部分材料已經(jīng)能夠滿足市場的需求。但隨之而來的問題是,很多建筑材料的燃燒性能無法滿足要求,間接導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)情況時可能會產(chǎn)生重大的人員及財產(chǎn)的損失。因此,近年來,建筑材料的的燃燒性能越來越被重視,燃燒熱值作為評定燃燒性能等級(A級)的必檢參數(shù),其重要性是不言而喻的。
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建筑材料的燃燒熱值是表征建筑材料潛在火災(zāi)危險性的重要參數(shù),是計算建材燃燒釋放熱量和火災(zāi)荷載必不可少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。熱值是材料的自然屬性,可用于評價建材制品潛在的火災(zāi)荷載,是評價燃燒性能分級的試驗方法之一。
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一、燃燒熱值試驗檢測
建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的試驗有兩種,一種是坩堝法,一種是香煙紙法。兩種試驗方法的不同點是部分試驗用品及工具的差異。試驗環(huán)境的溫度及試驗用蒸餾水的水溫為兩者必備試驗要素。
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根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14402-2007《建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的測定》的規(guī)定,具體試驗方法如下:
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1、試驗準(zhǔn)備
(1)制樣
選擇有代表性的樣品,對勻質(zhì)或非勻質(zhì)制品的被測組分截取試樣。若被測組分為勻質(zhì)制品或非勻質(zhì)制品的主要成分,則樣塊最小質(zhì)量為50g,若被測組分為非勻質(zhì)制品的次要成分,則樣塊最小質(zhì)量為10g。截取試樣后,將其研磨至粉末狀。
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(2)質(zhì)量測定
稱取被測樣品0.5g,苯甲酸0.5g,必要時,稱取點火絲、棉線和“香煙”紙。
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(3)制樣方法
坩堝試驗
a、將已稱量的試樣和苯甲酸的混合物放入坩堝中;
b、將已稱量的點火絲連接到兩個電極上;
c、調(diào)節(jié)點火絲的位置,使之與坩堝中的試樣良好的接觸。
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香煙試驗
a、調(diào)節(jié)已稱量的點火絲下垂到心軸的中心;
b、用已稱量的“香煙紙”將心軸包裹,并將其邊緣重疊處用膠水粘結(jié),如果“香煙紙”已粘結(jié),則不需要再次粘結(jié)。兩端留出足夠的紙,使其和點火絲擰在一起;
c、將紙和心軸下端的點火絲擰在一起放入模具中,點火絲要穿出模具的底部;
d、移除心軸,將已稱量的試樣和苯甲酸的混合物放入“香煙紙”;
e、從模具中拿出裝有試樣和苯甲酸混合物的“香煙紙”,分別將“香煙紙”兩端扭在一起。
f、稱量“香煙”狀樣品,確??傊睾徒M成成分的質(zhì)量之差不能超過10mg;
g、 將“香煙”狀樣品放入坩堝。
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(4)狀態(tài)調(diào)節(jié)
試驗前,應(yīng)將粉末試樣、苯甲酸和“香煙紙”按照規(guī)定要求進行狀態(tài)調(diào)節(jié)。
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(5)水當(dāng)量標(biāo)定
量熱儀、氧彈及其附件的水當(dāng)量應(yīng)通過對5組質(zhì)量相同的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸樣品進行總熱值測定進行標(biāo)定。水當(dāng)量應(yīng)為5次標(biāo)定結(jié)果的平均值,每次標(biāo)定結(jié)果與水當(dāng)量的偏差不能超過0.2%。
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2、燃燒熱值標(biāo)準(zhǔn)試驗程序
試驗應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件(溫度23±2℃;濕度50±5%)下進行,試驗室溫度和量熱筒內(nèi)水溫差不得超過±2 K。
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(1)稱取五份定量的樣品與苯甲酸拌勻(總量為1g),精確至0.1mg。
(2)安裝試樣和點火絲,確保其接觸良好,避免點火絲接觸坩堝邊緣。
(3)在氧彈中加入10mL蒸餾水,用來吸收試驗過程中產(chǎn)生的酸性氣體。擰緊氧彈密封蓋,連接氧彈和氧氣瓶閥門,給氧彈充氧至壓力達到3.0~3.5Mpa。
(4)在量熱儀內(nèi)筒中加入與標(biāo)定時相同量的蒸餾水,將氧彈放入量熱儀內(nèi)筒,使其淹沒過氧彈(用水量2L,精確至1g),檢查并確保氧彈沒有泄露。
(5)將量熱儀內(nèi)筒放入外筒。
(6)打開儀器,安裝溫度傳感器,開啟攪拌機和計時器。
(7)調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫,使其和外筒水溫基本相同,直到10min內(nèi)的連續(xù)讀數(shù)偏差不超過±0.01K。將此時的溫度作為起始溫度。
(8)溫度平衡10min后自動點燃樣品,在量熱儀內(nèi)筒快速升溫階段,外筒水溫應(yīng)與內(nèi)筒水溫盡量保持一致,直到10min內(nèi)的連續(xù)讀數(shù)偏差不超過±0.01K,將此時的溫度作為最高溫度,試驗自動終止。
(9)將氧彈從量熱儀中取出,放置10min后緩慢泄壓。打開氧彈觀察試樣沉淀物,確定試樣是否完全燃燒。
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3、總熱值計算
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對樣品燃燒總熱值進行計算。
(1)對于勻質(zhì)材料,應(yīng)進行3次試樣,取3次試驗結(jié)果的平均值(最大值與最小值偏差≤0.2MJ/kg,有效范圍0~3.2MJ/kg)。
(2)對于非勻質(zhì)材料,應(yīng)計算每個單獨組分的總熱值(最大值與最小值偏差≤0.1MJ/kg,有效范圍0~4.1MJ/kg)。
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二、注意事項
(1)制樣時,應(yīng)對被測組分任意截取至少5個樣作為試樣。對于松散填充材料,從制品上任意截取最小質(zhì)量為50g的樣塊作為試樣;對于含水產(chǎn)品,將制品干燥后,任意截取其最小質(zhì)量為10g的樣塊作為試樣。如果有要求,應(yīng)在最小面積為250mm×250mm的試樣上對制品每個組分進行表面密度的測試,對于含水制品,需干燥后進行測試。
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(2)在對試樣進行研磨時,不能有熱分解發(fā)生,要采用交錯研磨的方式。如果樣品不能研磨,則可以采用別的方式將樣品制成小顆?;蚱?。
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(3)在進行水當(dāng)量測定時,預(yù)制的苯甲酸小丸片的燃燒熱值同試驗時采用的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸粉末燃燒熱值一致時,才能將預(yù)制小丸片用于試驗。
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(4)在進行燃燒熱值試驗時,如果采用坩堝法時試樣不能完全燃燒,那么采用“香煙”法進行試驗,如果試樣同樣不能完全燃燒,則繼續(xù)采用“香煙”法重復(fù)試驗。
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(5)試驗時,應(yīng)對3個試樣進行試驗,如果試驗結(jié)果不能滿足有效性的要求,則需對另外2個試樣進行試驗。按分級體系的要求,可進行多于3個試樣的試驗。
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三、總結(jié)
近年來,建筑建設(shè)突飛猛進,隨著城市化進程的不斷加快,我國建筑朝著高層化發(fā)展,這就使大眾對建筑材料的各項性能越來越重視,尤其是在建筑材料防火這一方面,要求更是越來越嚴(yán)格。而燃燒熱值作為建筑材料防火性能的重要指標(biāo)之一,可根據(jù)燃燒熱值試驗來評價建筑材料潛在的火災(zāi)荷載,因此燃燒熱值試驗檢測對建筑材料的防火性能具有重要意義。
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在建筑工程尤其是高層建筑中,我們應(yīng)該加大力度嚴(yán)格進行建筑材料的燃燒熱值試驗檢測,盡量采用燃燒熱值低的材料,這樣就能大大降低火災(zāi)的發(fā)生。
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