建筑材料及制品燃燒熱值的測定

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(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，建筑材料的的燃燒性能越來越被重視，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。

 

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。

 

一、燃燒熱值試驗(yàn)檢測

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。

 

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(yàn)方法如下：

 

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。

 

（2）質(zhì)量測定

稱取被測樣品0.5g，苯甲酸0.5g，必要時(shí)，稱取點(diǎn)火絲、棉線和“香煙”紙。

 

（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。

 

 

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，確保總重和組成成分的質(zhì)量之差不能超過10mg；

g、 將“香煙”狀樣品放入坩堝。

 

（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)。

 

（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(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0.2%。

 

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±2 K。

 

 

（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，用來吸收試驗(yàn)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(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±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±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。

 

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）。

 

二、注意事項(xiàng)

（1）制樣時(shí)，應(yīng)對(duì)被測組分任意截取至少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)行表面密度的測試，對(duì)于含水制品，需干燥后進(jìn)行測試。

 

 

（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?。

 

（3）在進(jìn)行水當(dāng)量測定時(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)。

 

（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)。

 

（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)。

 

三、總結(jié)

近年來，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(yàn)來評(píng)價(jià)建筑材料潛在的火災(zāi)荷載，因此燃燒熱值試驗(yàn)檢測對(duì)建筑材料的防火性能具有重要意義。

 

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，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。