岩棉夹芯板的燃烧性能和耐火极限

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岩棉夹芯板的燃烧性能和耐火极限
31燃烧性能
在防火规范中,根据建筑材料燃烧的难易程度划分为非燃烧体、难燃烧体、燃烧体三类。对非燃烧体的定义为:用非燃烧材料做成的构件。非燃材料系指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料。如金属材料和无机矿物材料。岩棉夹芯板是由涂层钢板和玄武岩矿物等无机矿物加工成的纤维,经人工复合而成的建筑板材,由于占主要成分的钢板、岩棉是非燃烧材料,虽然在复合中会有少量有机胶,但在岩棉夹芯板中所占比重不大,并不改变其基本性能,所以经复合后的岩棉夹芯板应视为非燃烧体(在GBJ16-87中称不燃烧
”)。
3.2耐火极限
耐火极限是指建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火试验,从受火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间。
通常以小时(h)表示。
3.2.1耐火试验采用的国家标准
《建筑构件耐火试验方法》(GB9978-88),该标准同国际标准ISO834-1975《建筑构件-耐火试验》
等效。
3.2.2耐火极限的判定条件(1)失去支持能力:非承重构件(如非承重墙、隔墙等)失去支持能力表现为自身解体或垮塌;梁、楼板、屋面板等受弯承重构件在试验过程中发生垮坍,或挠曲发生突变,试件最大挠度超过L/20,表明试件失去抗变形能力。(2)失去完整性:非承重墙、隔墙本身具有分隔作用的构件,在试验中,当出现穿透裂缝或穿火的孔洞、孔隙时,表明试件的完整性遭到破坏。
(3)失去隔火作用:也就是失去绝热性,具有防火分隔作用的构件(如墙板),试验中背火面测得平均温度升到超过试件表面初始温度140℃时,或背火面测温单点最高温度升到超过初始温度180℃时,则表明试件失去隔火作用。
上述三种情况,任何一种情况出现时,试件即达到耐火极限。
3.3试件
试件尺寸为3.3m×3.3m,由4块厚100mm的岩棉夹芯板组成,其材料、制作和安装反映构件在实际中的使用情况,板之间为企口式接缝,共有3条垂直缝,由角钢框组成一体,见图4。
3.4试验地点和装置
试验在天津国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的墙体专用耐火试验炉上进行,受火面积为3m×3m。
岩棉夹芯板的燃烧性能和耐火极限
1-岩棉夹芯板;2-涂层钢板;3-岩棉;4-L60×6角钢(通常);5-L60×6角钢,长100@300;6-
M10×80螺栓;7-企口缝;8-①-③测温布置点
3.5试验条件
采用喷油明火加热,试验一侧板面受到与实际火灾相似的火焰作用。
炉温随时间的变化,按下列函数关系式控制:
T-To=3451g(8t-1)(1)
式中t——试验所经历的时间,min;r——升温到t时间的炉温,C;To——炉内初始温度(应在5~40℃范围之内),C表示式(1)的函数曲线见图5,其相互关系代表值见表5。
岩棉夹芯板的燃烧性能和耐火极限
试件边缘无任何约束,上下用硅酸铝封缝,因属非承重墙,试验过程中不另行加载。
36测量和观察
测量炉内温度用丝径Q7~1.0mm的热电偶,按照“时间-温度标准曲线”由喷油量控制温度上升,并保证炉温的均匀性,进行自动检测和记录,由显示屏显示给试验者观看。岩棉夹芯板背火面温度的测量:按标准要求在3.3m×3.3m中央部位布置了8个热电偶,布置位置见试件图,其中1号、7号测点邻近接缝位置,其余各测点位置也有一定代表性。试验过程中,观察如下:试验初始温度为7.5℃。
试验进行到12min时,背火面右侧上方局部冒白烟;22min后出现4个烧黑点(见图6a);30-35min相继出现5~8个黑点(指钢板涂层烧黑,但不大,直径只有1~2m);40min时,出现条状的过烧现象,除10处外,其余4处均在接缝位置(见图6b);到50min时,背火面烧后情况分别见图6c、6d。
岩棉夹芯板的燃烧性能和耐火极限
(a)-到达35min时(1~9处有过烧);(b)-到达40min时(1~10处有过烧);(c)-到达50min时(1~10处有过烧);(d)-试验结束时从观察孔看到,大约在试验开始后25min,受火面钢板局部烧红,随着炉温上升,烧红钢板的面积逐步向四周扩展并局部鼓起,到试验结束时,受火面除四周外,涂层均已燃烧殆尽,且板面有严重的鼓屈。到达56min时,岩棉夹芯板的自身支承性良好,没有丧失支持能力、解体或垮坍,企口型板缝没有烧穿,也没有出现窜火情况,主要是绝热性丧失,此时背火面平均温度高出初始温度140℃(55min时记录平均温度达132C),背火面单点最高温度高出初始温度180℃(55min时,记录第3号测点温度达190℃)。
100mm厚岩棉夹芯板的耐火极限因丧失隔火作用为56min。4初步结论
(1)岩棉夹芯板是一种新型复合板材,从燃烧性能分析,应视为非燃烧体或不燃烧体。
(2)厚度100mm岩棉夹芯板耐火极限,试验结果为0.93h,适当改进接缝性能可达1.0h,按我国现行规范规定可用于9层及9层以下住宅和单层、多层和高层工业建筑,耐火等级要求一级的非承重外墙、疏散走道两侧隔墙、房间隔墙、吊顶,也可用作高层民用建筑耐火等级要求一级的上述构件。
(3)岩棉夹芯板能否作为屋顶承重构件,尚须做进一步耐火极限试验来证实。
(4)随着我国多种复合材料的开发应用,应大力开展复合材料防火性能等综合性能的试验研究,以填补我国在这方面的研究空白。

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