GB14523-1993建筑材料著火性能試驗方法.pdf

中中 華華 人人 民民 共共 和和 國國 國國 家家 標標 準準 GB 1452393 建筑材料著火性試驗方法建筑材料著火性試驗方法 Test method for ignitability of building materials 本標準等效采用國際標準 ISO 5657-1986燃燒試驗對火反應建筑制品著火性 。 1 主題內容與適用范圍主題內容與適用范圍 本標準是在規(guī)定的熱輻射條件下，測定試件受火面著火性的試驗方法。 本標準適用于厚度不超過 70mm、表面基本平整的建筑材料，非建筑材料也可參照適用。 2 術語術語 2.1 材料：需要檢測的單一材料、復合材料或組件。 2.2 單一材料：單一物質或均勻分布的混合物，如金屬、木材、礦纖等。 2.3 復合材料：由兩種或兩種以上單一材料組合而成的復合物，如表面有涂層的材料、層壓材料等。 2.4 組件：單一材料和（或）復合材料的制成品，它可以包含空氣隙、如夾層板等。 2.5 受火面：承受試驗加熱條件的材料表面。 2.6 試件：由試樣、基板和鋁箔組成的受試物，它可以帶有氣隙板。 2.7 輻射照度: 照射到表面一點處的面元上的輻射能通量除以該面元的面積，W/cm2。 2.8 持續(xù)表面著火：系指試件受火面上開始有火焰，并能持續(xù)到下一次引火火焰的到來。 2.9 短暫表面著火：系指試件受火表面上開始有火焰，但不能持續(xù)到下一次引火火焰的到來。 2.10 羽狀著火：系指在試件受火面上開始出現羽狀火焰，不論是持續(xù)的還是短暫的。 3 試驗裝置試驗裝置 由裝置主體、附件及輔助設備等組成。 3.1 裝置主體裝置主體 由支撐框架、壓板機構、輻射錐和引火機構等組成，均用不銹鋼材料制作，詳見圖 1。 國家技術監(jiān)督局國家技術監(jiān)督局 1993-06-19 批準批準 1994-04-01 實施實施 GB 1452393 圖 1 裝置主體 1導向桿；2支柱；3調節(jié)棒；4鎖定螺栓；5滑動桿；6滾輪；7底架； 8旋轉臂；9平衡錘；10調節(jié)重塊；11電機；12調節(jié)輪；13限位凸輪； 14從動凸輪；15引火臂；16護板；17次點火源；18壓板；19輻射錐 3.1.1 支撐框架 由底架、護板和支柱組成。護板厚 4mm，板面上開有一直徑為 150mm 的圓形開口，開口上邊緣有 4mm45的倒角。護板通過支柱和底架接成支撐框架。 3.1.2 壓板機構 由壓板、導向桿、調節(jié)棒和平衡桿等組成。 壓板厚 4mm，尺寸為 180mm180mm，其底面中心部聯有一滑動桿，在滑動桿上設有定位塊以限制壓板向上移動的距離為 5mm。直徑為 20mm、長不小于 355mm 的導向桿安裝于底架短邊中心處。調節(jié)棒可在導向桿上上下滑動，并可通過手動螺栓予以鎖定。平衡桿由長約 320mm 的旋轉臂、滾輪和質量約 3kg的平衡錘組成。平衡錘能在臂的一端移動，通過臂上另一端的滾輪與滑動桿的接觸對壓板產生約 20N 的力。 GB 1452393 圖 2 輻射錐 1罩殼；2電熱管 圖 3 輻射分布的讀數網格 1直徑為 100mm 圓內的網格；2直徑為 50mm 圓內的網格；3護板孔和網數的中心點；410mm 方格中心處的讀數位置 3.1.3 輻射錐 由加熱元件和罩殼組成，安裝于導向桿上，錐底面距護板上表面 221mm，詳見圖 2。 加熱元件是一根公稱外徑為 8.5mm、長約 3500mm 的鎧裝電熱管，額定功率 3kW，電熱管纏繞成圓臺形裝配在罩殼內，其遮擋罩頂孔的面積不應超過 10。罩殼由兩層 1mm 厚的鋼板制作，夾層中間填以公稱密度為 100kg/m3硅酸鋁纖維。 罩殼整體高度為 751mm， 頂部內徑為 661mm， 底部內徑為 2003mm。 輻射錐應能提供15W/ cm2的輻射照度， 輻射照度的分布在以直徑為50mm的圓周內與中心處的偏差不超過 3；在以直徑為 100mm 的圓周內與中心處的偏差不超過 5，可通過圖 3 所示的網格內邊長為 10mm 的各小方塊中心部的輻射照度來確定其分布。 GB 1452393 3.1.4 引火機構 由引火臂、次點火源和凸輪組成。 圖 4 引火機構 1引火臂；2噴嘴；3引火臂接口；4軟管接口；5鎳鉻合金泡饃； 6滾柱；7調節(jié)重塊；8火焰制動器；9軟管 GB 1452393 噴嘴詳圖 火焰穩(wěn)定器詳圖 圖 5 噴嘴 1接頭；2引火臂；3噴嘴；4火焰穩(wěn)定器 引火機構結構見圖 4，位于引火臂端部附近的噴嘴噴出引火火焰。噴嘴尺寸見圖 5，燃氣采用丙烷氣和空氣的混合氣，丙烷氣流量 1920mL/min，引火火焰長度約 10mm。引火火焰通常處于輻射錐上方接近次點火源的重復點火位置，該位置應不受輻射錐頂部冒出的煙氣影響。 引火火焰的正常引火位置應在噴嘴孔心距護板底面 101mm 處，火焰水平通過護板開孔中心上方，引火臂端部施加于試件受火面的垂直力為 0.10.2N。 次點火源是由內孔為 12mm 的噴嘴噴出長約 15mm 的丙烷氣火焰，其熱輸出約 50W，以保證引火火焰一旦熄滅后在重復點火位置上再次點燃引火火焰。次點火源也可采用電熱或電火花等其他形式。 GB 1452393 格子寬度：10mm 圖 6 凸輪 1從動提升輪；2網格；3限位凸輪 凸輪見圖 6，從動提升輪由轉速為 15r/min 的電機帶動，以保證引火火焰能自動地每隔s4 . 004+的周期在引火位置上引火，其中往返穿越輻射錐的時間均不超過0.5s，引火位置的停留時間為s1 . 001+。限位凸輪通過手動調節(jié)以限制引火火焰處于引火位置的最低點， 并應具有從引火位置上方20mm至引火位置下方60mm的調節(jié)范圍。 3.2 附件 包括插入安放盤、遮蓋板、標定板、模擬板和滅火板。 3.2.1 插入安放盤 結構與尺寸見圖7,用于試件的快速安放和定位。 GB 1452393 金屬板厚：0.7mm 圖7 插入安放盤 1手柄；2鉚釘 材質：鋁板或不銹鋼板厚2mm 圖8 遮蔽板 1手柄；2鉚釘 GB 1452393 3.2.2 遮蓋板 結構與尺寸見圖8，用于試驗前遮蓋試件，以使試件免受輻射熱的影響 3.2.3 標定板 由密度為200+50kg/m3的硅酸纖維制成，呈邊長mm05165的正方形，厚度不小于20mm，其中心開有與輻射計相配合孔槽。 3.2.4 模擬板 結構與尺寸見圖9，硅酸鋁纖維板可采用多層疊加的方法來滿足所需的厚度，疊層之間可用粘結劑或細針予以固定。 圖9 模擬板 1硅酸鋁纖維板（200+50kg/m；厚度不小于30mm） ；2絕熱板（不燃材料825+125kg/m） ；3角塊（不燃材料825+125kg/m） ；4手柄 3.2.5 滅火板 采用6.1條用 于基板的材料制作。尺寸為300mm185mm6mm。 3.3 輔助設備 包括輻射測量儀、溫讀監(jiān)控儀、燃氣系統(tǒng)、計時器、天平和烘箱。 3.3.1 輻射測量儀 由輻射計和毫伏顯示 （或指示） 儀組成， 應設置兩臺， 一臺用于裝置的校驗，一臺用于比對。 輻射計為卡登型鉑式（或熱電堆式）水冷型，設計量程010W/cm，接受輻射的靶面為直徑不大于10mm的黑色無光澤的表面，該器件置于一直徑約為25mm的水冷殼體內， 殼體的受輻射面應與靶面處于同一平面， 且表面平整光潔。 GB 1452393 輻射計的準確度為百分之三，重復性為百分零點五。毫伏顯示（指示）儀的量程應于輻射計的輸入相匹配，準確度百分之零點五，示值分辨力為0.05W/cm。 3.3.2 溫度監(jiān)控儀 監(jiān)測溫度和控制溫度用的熱電偶應是外經為1mm的絕緣型鎧裝熱電偶（或絲經為0.5mm玻纖絕緣的熱電偶） ，級誤差，宜采用K（或R）分度號以保證在900時連續(xù)工作。這兩支熱電偶應相對安裝于離輻射錐頂部2131的區(qū)間內，熱端至少有8mm處于等溫區(qū)內。 熱電偶于加熱的連接可采用壓接、 焊接等方法，以確保兩者緊密穩(wěn)定的接觸。 監(jiān)測溫度用顯示儀表的量程01100，準確度0.5，示值分辨力為1，分度號應與選用熱電偶匹配?？胤€(wěn)儀采用PID調節(jié)的可控硅功率輸出器，額定功率不小于3kW。溫度設定范圍01000，設定分辨力為11。 3.3.3 燃氣系統(tǒng) 由氣體調節(jié)閥、過濾器、流量器、止回閥和火焰制動器等組成，詳見圖10。流量計準確度為5，火焰制動器的結構見圖4，應安裝在丙烷氣和空氣的混合氣通往引火臂的入口處。 圖10 試驗裝置布置圖 1流量計；2過濾器；3針形閥；4壓力調節(jié)器；5丙烷氣瓶；6壓縮空氣；7溫度監(jiān)測儀；8毫伏顯示儀；9輻射計；10輻射錐；11溫度控制儀；12次點火源；13引火火焰；14火焰制動器；15止回閥；16針形閥；17壓力調節(jié)器 采用說明： 1數字式溫度顯示儀表的分辨力足以達到1，為提高讀數精度保證數據的準確性，本標準規(guī)定溫度設定和示值分辨力為1，優(yōu)于 ISO 5657 規(guī)定的2要求。 GB 1452393 3.3.4 計時器 計時誤差不大于1s/h，示值分辨力為0.1s。 3.3.5 天平 最大稱量5kg。示值分辨力為0.1g。 3.3.6 烘箱 恒定工作溫度為25010。 4 裝置的標定裝置的標定 4.1 裝置標定時應切斷氣源，引火火焰處于重復點火位置。 4.2 標定板中心孔配以輻射計后，安裝到試件的試驗位置上。 4.3 設定控溫儀溫度，待設定溫度達到充分平衡（充分平衡系指在5min之內不作任何設定調節(jié)）且在護板中心產生1，2，3，4，5W/cm2的輻射照度時，記錄各輻射照度等級上的設定溫度讀數，作為設定溫度標定值，還應記錄溫監(jiān)測儀的讀數，作為試驗時對加熱設備的檢查，應進行升溫和降溫過過程的標定，設定溫度標定值的重復性應在5之內。 4.4 裝置經過50h操作后， 應輻射照度等級為3W/cm2的設定溫度標定值進行校驗，該標定值下輻射照度的偏差不應超過0.06W/cm2，否則應對裝置重新進行標定。 5 試樣試樣 5.1 試樣尺寸和數量試樣尺寸和數量 試樣呈邊長為mm05165的正方形。 厚度小于70mm材料， 試樣厚度采用該材料的實際厚度；厚度大于70mm的材料應切割，非受火面修整到mm0370。對受火面不平整的材料，其受火面上的最高點應處于試樣的中心位置。 在測試的每一輻射照度等級上均應準備5個試樣。 5.2 試樣對材料的要求試樣對材料的要求 5.2.1 表面平整性 受火表面基本平整，應滿足下列要求之一。 a. 受火表面平整：其不平整度不超過1mm； b. 受火表面上的不平整是均勻分布的：在一個有代表性的直徑為150mm圓形區(qū)域內至少50%的表面與受火面最高點所組成的平面間的深度在10mm以內；或對包含有寬度不超過8mm、深度不超過10mm的槽縫或孔洞的表面，在一個有代表性的直徑為150mm圓形區(qū)域內，該槽縫或孔洞的總面積不得超過30。 當受火面不能滿足上述要求時，可通過修整的方法來達到，但應在試驗報告中予以說明。 5.2.2 對稱性 當材料的兩個表面因表面平整性或材料不同而非對稱時， 若能確定其薄弱面或實際受火面，則可對薄弱面或實際受火面進行試驗，并在報告中予以說明，否 GB 1452393 則兩個表面均應試驗。 6 試件 試件 6.1 基板基板 基板呈邊長為mm05165的正方形，公稱厚度6mm，采用密度為825125kg/m3的不燃絕熱板材制作，每個試樣均應配備一塊。使用前應在溫度為232。相對濕度為（505）的狀態(tài)條件下處理24h以上。 6.2 試樣狀態(tài)調節(jié)試樣狀態(tài)調節(jié) 試件制備前，試樣應在溫度為232，相對濕度為（505）的狀態(tài)條件下調節(jié)至質量恒定。質量恒定系指在間隔24h的兩次稱量中，試樣的質量差不超過0.1或0.1g，取其大值。 6.3 試件制備試件制備 將狀態(tài)調節(jié)后的試樣放在經處理過的基板上，用一張公稱厚度為0.02mm的鋁箔纏包，鋁箔上應預先切割出一直徑為140mm圓孔，該圓孔應處于試樣受火面的中部，見圖11。制備完后的試件應放回6.2條狀態(tài)條件下直至試驗。 對于在實際使用中背靠空氣的材料，只要可行，則應在組成試件與基板間增設氣隙板。氣隙板用材，外形尺寸和處理方法均同基板，只是在其中部開有一直徑為mm05140的圓孔。 當氣隙已知且試樣和氣隙的總厚度不超過70mm時， 氣隙板采用實際氣隙厚度，否則應調整氣隙板的厚度以保證總厚度為mm0370。 圖11 試件 1鋁箔；2試樣；2基板 GB 1452393 6.4 基板和氣隙板的重復使用基板和氣隙板的重復使用 基板氣隙板只要未被污染和損壞，可重復使用。使用前須按6.1條規(guī)定進行處理。若已被殘留物污染，應先置于25010的烘箱中處理2h，處理后污染仍未被清除的，則予以廢棄。 7 試驗環(huán)境 試驗環(huán)境 試驗應在基本上沒有氣流的環(huán)境中進行，靠近裝置的空氣流速不應大于0.2m/s。能滿足此要求的通風系統(tǒng)可參照圖12。 圖12 通風系統(tǒng) 1底板；2后板；3邊板；4狹縫（抽風流量為 0.250.35m3/s，通過狹縫的風速為23 m/s）5擋板 8 試驗程序試驗程序 8.1 試驗初始步驟試驗初始步驟 8.1.1 將制備好的試件稱量，稱量后置于6.2條狀態(tài)條件中或干燥器等密閉容器中1。 8.1.2 使用插入安放盤將一個與試件同質量的模擬試件放到壓板上使之處于試驗位置，調節(jié)平衡錘使模擬試件與護板間產生202N的力。 采用說明： 1 ISO 5657 規(guī)定試件稱量后放回狀態(tài)條件中。對使用集中大空調房的試驗室，為便于試驗操作，允許試件稱量后存放于干燥器等密閉容器中。 GB 1452393 8.1.3 插入模擬板，將控溫儀設定溫度調節(jié)至對應5W/cm2或所需輻射照度等級的標定值。 8.1.4 當所設定的溫度達到充分平衡時， 溫度監(jiān)測儀的示值應在標定時讀數的2以內，否則應對裝置重新進行全面標定。 8.1.5 從狀態(tài)條件中或干燥器等密閉容器中取出試件放在插入安放盤內。 8.1.6 將遮蓋板置于護板上。 8.1.7 點燃次點火源及引火火焰，調節(jié)火焰至規(guī)定要求，啟動引火機構。 8.1.8 取出模擬板，放入裝有試件的插入安放盤。 8.1.9 當引火火焰處于重復點火位置時，去除遮蓋板，同時啟動計時器計時。 上述8.1.68.1.9的操作應在15s內完成。 8.2 試驗進行和結束試驗進行和結束 試驗應進行15min，只有當試件受火面發(fā)生持續(xù)著火時，試驗可提前結束。試驗一結束應立即蓋上滅火板，停止引火機構工作，取出插入安放盤和殘留物，代之一模擬板。對出現短暫表面著火或羽狀著火不應終止試驗。 8.3 重復試驗重復試驗 同一輻射照度下應測試5個試件， 每個試件試驗之間應有足夠的時間使試驗裝置達到熱平衡，當5個試件中只要有任何一個試件出現持續(xù)表面著火時，則應降低一個輻射照度等級再進行一組試驗，直至5個試件均未出現持續(xù)表面著火。 8.4 試驗中的觀察試驗中的觀察 試驗中應密切注意和記錄持續(xù)表面著火出現的時間，并對其他著火出現時間、部位和特征、試件的加熱分解、試件受火面的熔化、氣泡、脹裂、膨脹或收縮等現象進行觀察和記載。 8.5 試驗中的特殊操作試驗中的特殊操作 8.5.1 對于柔軟的低密度材料及高溫下易熔縮的材料， 應使用擋塊限制壓板和護板間的距離，以免產