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(chǎng)的需求。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是,很多建筑材料的燃燒性能無(wú)法滿足要求,間接導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)情況時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生重大的人員及財(cái)產(chǎn)的損失。因此,近年來(lái),建筑材料的的燃燒性能越來(lái)越被重視,燃燒熱值作為評(píng)定燃燒性能等級(jí)(A級(jí))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(xiǎn)性的重要參數(shù),是計(jì)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(píng)價(jià)建材制品潛在的火災(zāi)荷載,是評(píng)價(jià)燃燒性能分級(jí)的試驗(yàn)方法之一。
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一、燃燒熱值試驗(yàn)檢測(cè)
建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的試驗(yàn)有兩種,一種是坩堝法,一種是香煙紙法。兩種試驗(yàn)方法的不同點(diǎn)是部分試驗(yàn)用品及工具的差異。試驗(yàn)環(huán)境的溫度及試驗(yàn)用蒸餾水的水溫為兩者必備試驗(yàn)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(cè)定》的規(guī)定,具體試驗(yàn)方法如下:
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1、試驗(yàn)準(zhǔn)備
(1)制樣
選擇有代表性的樣品,對(duì)勻質(zhì)或非勻質(zhì)制品的被測(cè)組分截取試樣。若被測(cè)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(cè)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(cè)定
稱取被測(cè)樣品0.5g,苯甲酸0.5g,必要時(shí),稱取點(diǎn)火絲、棉線和“香煙”紙。
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(3)制樣方法
坩堝試驗(yàn)
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(diǎn)火絲連接到兩個(gè)電極上;
c、調(diào)節(jié)點(diǎn)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(yàn)
a、調(diào)節(jié)已稱量的點(diǎn)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(diǎn)火絲擰在一起;
c、將紙和心軸下端的點(diǎn)火絲擰在一起放入模具中,點(diǎn)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(guò)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(yàn)前,應(yīng)將粉末試樣、苯甲酸和“香煙紙”按照規(guī)定要求進(jìn)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(guò)對(duì)5組質(zhì)量相同的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸樣品進(jìn)行總熱值測(cè)定進(jìn)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(guò)0.2%。
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2、燃燒熱值標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序
試驗(yàn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件(溫度23±2℃;濕度50±5%)下進(jìn)行,試驗(yàn)室溫度和量熱筒內(nèi)水溫差不得超過(guò)±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(diǎn)火絲,確保其接觸良好,避免點(diǎn)火絲接觸坩堝邊緣。
(3)在氧彈中加入10mL蒸餾水,用來(lái)吸收試驗(yàn)過(guò)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(dá)到3.0~3.5Mpa。
(4)在量熱儀內(nèi)筒中加入與標(biāo)定時(shí)相同量的蒸餾水,將氧彈放入量熱儀內(nèi)筒,使其淹沒過(guò)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(jī)和計(jì)時(shí)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(guò)±0.01K。將此時(shí)的溫度作為起始溫度。
(8)溫度平衡10min后自動(dòng)點(diǎn)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(guò)±0.01K,將此時(shí)的溫度作為最高溫度,試驗(yàn)自動(dòng)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(jì)算
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對(duì)樣品燃燒總熱值進(jìn)行計(jì)算。
(1)對(duì)于勻質(zhì)材料,應(yīng)進(jìn)行3次試樣,取3次試驗(yàn)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(duì)于非勻質(zhì)材料,應(yīng)計(jì)算每個(gè)單獨(dú)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(xiàng)
(1)制樣時(shí),應(yīng)對(duì)被測(cè)組分任意截取至少5個(gè)樣作為試樣。對(duì)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(duì)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(duì)制品每個(gè)組分進(jìn)行表面密度的測(cè)試,對(duì)于含水制品,需干燥后進(jìn)行測(cè)試。
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(2)在對(duì)試樣進(jìn)行研磨時(shí),不能有熱分解發(fā)生,要采用交錯(cuò)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(jìn)行水當(dāng)量測(cè)定時(shí),預(yù)制的苯甲酸小丸片的燃燒熱值同試驗(yàn)時(shí)采用的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸粉末燃燒熱值一致時(shí),才能將預(yù)制小丸片用于試驗(yàn)。
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(4)在進(jìn)行燃燒熱值試驗(yàn)時(shí),如果采用坩堝法時(shí)試樣不能完全燃燒,那么采用“香煙”法進(jìn)行試驗(yàn),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(yàn)。
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(5)試驗(yàn)時(shí),應(yīng)對(duì)3個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn),如果試驗(yàn)結(jié)果不能滿足有效性的要求,則需對(duì)另外2個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。按分級(jí)體系的要求,可進(jìn)行多于3個(gè)試樣的試驗(yàn)。
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三、總結(jié)
近年來(lái),建筑建設(shè)突飛猛進(jìn),隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,我國(guó)建筑朝著高層化發(fā)展,這就使大眾對(duì)建筑材料的各項(xiàng)性能越來(lái)越重視,尤其是在建筑材料防火這一方面,要求更是越來(lái)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(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)建筑材料潛在的火災(zāi)荷載,因此燃燒熱值試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)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(jìn)行建筑材料的燃燒熱值試驗(yàn)檢測(cè),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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