GB14523-1993建筑材料著火性能試驗(yàn)方法.pdf

中中 華華 人人 民民 共共 和和 國(guó)國(guó) 國(guó)國(guó) 家家 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) GB 1452393 建筑材料著火性試驗(yàn)方法建筑材料著火性試驗(yàn)方法 Test method for ignitability of building materials 本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO 5657-1986燃燒試驗(yàn)對(duì)火反應(yīng)建筑制品著火性 。 1 主題內(nèi)容與適用范圍主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)是在規(guī)定的熱輻射條件下，測(cè)定試件受火面著火性的試驗(yàn)方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于厚度不超過(guò) 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(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ) 2.1 材料：需要檢測(cè)的單一材料、復(fù)合材料或組件。 2.2 單一材料：?jiǎn)我晃镔|(zhì)或均勻分布的混合物，如金屬、木材、礦纖等。 2.3 復(fù)合材料：由兩種或兩種以上單一材料組合而成的復(fù)合物，如表面有涂層的材料、層壓材料等。 2.4 組件：?jiǎn)我徊牧虾停ɑ颍?fù)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(yàn)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(diǎn)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(kāi)始有火焰，并能持續(xù)到下一次引火火焰的到來(lái)。 2.9 短暫表面著火：系指試件受火表面上開(kāi)始有火焰，但不能持續(xù)到下一次引火火焰的到來(lái)。 2.10 羽狀著火：系指在試件受火面上開(kāi)始出現(xiàn)羽狀火焰，不論是持續(xù)的還是短暫的。 3 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置 由裝置主體、附件及輔助設(shè)備等組成。 3.1 裝置主體裝置主體 由支撐框架、壓板機(jī)構(gòu)、輻射錐和引火機(jī)構(gòu)等組成，均用不銹鋼材料制作，詳見(jiàn)圖 1。 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局 1993-06-19 批準(zhǔn)批準(zhǔn) 1994-04-01 實(shí)施實(shí)施 GB 1452393 圖 1 裝置主體 1導(dǎo)向桿；2支柱；3調(diào)節(jié)棒；4鎖定螺栓；5滑動(dòng)桿；6滾輪；7底架； 8旋轉(zhuǎn)臂；9平衡錘；10調(diào)節(jié)重塊；11電機(jī)；12調(diào)節(jié)輪；13限位凸輪； 14從動(dòng)凸輪；15引火臂；16護(hù)板；17次點(diǎn)火源；18壓板；19輻射錐 3.1.1 支撐框架 由底架、護(hù)板和支柱組成。護(hù)板厚 4mm，板面上開(kāi)有一直徑為 150mm 的圓形開(kāi)口，開(kāi)口上邊緣有 4mm45的倒角。護(hù)板通過(guò)支柱和底架接成支撐框架。 3.1.2 壓板機(jī)構(gòu) 由壓板、導(dǎo)向桿、調(diào)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(lián)有一滑動(dòng)桿，在滑動(dòng)桿上設(shè)有定位塊以限制壓板向上移動(dòng)的距離為 5mm。直徑為 20mm、長(zhǎng)不小于 355mm 的導(dǎo)向桿安裝于底架短邊中心處。調(diào)節(jié)棒可在導(dǎo)向桿上上下滑動(dòng)，并可通過(guò)手動(dòng)螺栓予以鎖定。平衡桿由長(zhǎng)約 320mm 的旋轉(zhuǎn)臂、滾輪和質(zhì)量約 3kg的平衡錘組成。平衡錘能在臂的一端移動(dòng)，通過(guò)臂上另一端的滾輪與滑動(dòng)桿的接觸對(duì)壓板產(chǎn)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(shù)網(wǎng)格 1直徑為 100mm 圓內(nèi)的網(wǎng)格；2直徑為 50mm 圓內(nèi)的網(wǎng)格；3護(hù)板孔和網(wǎng)數(shù)的中心點(diǎn)；410mm 方格中心處的讀數(shù)位置 3.1.3 輻射錐 由加熱元件和罩殼組成，安裝于導(dǎo)向桿上，錐底面距護(hù)板上表面 221mm，詳見(jiàn)圖 2。 加熱元件是一根公稱外徑為 8.5mm、長(zhǎng)約 3500mm 的鎧裝電熱管，額定功率 3kW，電熱管纏繞成圓臺(tái)形裝配在罩殼內(nèi)，其遮擋罩頂孔的面積不應(yīng)超過(guò) 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?jī)?nèi)徑為 661mm， 底部?jī)?nèi)徑為 2003mm。 輻射錐應(yīng)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(nèi)與中心處的偏差不超過(guò) 3；在以直徑為 100mm 的圓周內(nèi)與中心處的偏差不超過(guò) 5，可通過(guò)圖 3 所示的網(wǎng)格內(nèi)邊長(zhǎng)為 10mm 的各小方塊中心部的輻射照度來(lái)確定其分布。 GB 1452393 3.1.4 引火機(jī)構(gòu) 由引火臂、次點(diǎn)火源和凸輪組成。 圖 4 引火機(jī)構(gòu) 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(diào)節(jié)重塊；8火焰制動(dòng)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(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)見(jiàn)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(jiàn)圖 5，燃?xì)獠捎帽闅夂涂諝獾幕旌蠚?，丙烷氣流?1920mL/min，引火火焰長(zhǎng)度約 10mm。引火火焰通常處于輻射錐上方接近次點(diǎn)火源的重復(fù)點(diǎn)火位置，該位置應(yīng)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(yīng)在噴嘴孔心距護(hù)板底面 101mm 處，火焰水平通過(guò)護(hù)板開(kāi)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(diǎn)火源是由內(nèi)孔為 12mm 的噴嘴噴出長(zhǎng)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(fù)點(diǎn)火位置上再次點(diǎn)燃引火火焰。次點(diǎn)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(dòng)提升輪；2網(wǎng)格；3限位凸輪 凸輪見(jiàn)圖 6，從動(dòng)提升輪由轉(zhuǎn)速為 15r/min 的電機(jī)帶動(dòng)，以保證引火火焰能自動(dòng)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(shí)間均不超過(guò)0.5s，引火位置的停留時(shí)間為s1 . 001+。限位凸輪通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)以限制引火火焰處于引火位置的最低點(diǎn)， 并應(yīng)具有從引火位置上方20mm至引火位置下方60mm的調(diào)節(jié)范圍。 3.2 附件 包括插入安放盤(pán)、遮蓋板、標(biāo)定板、模擬板和滅火板。 3.2.1 插入安放盤(pán) 結(jié)構(gòu)與尺寸見(jiàn)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(pán) 1手柄；2鉚釘 材質(zhì)：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(jié)構(gòu)與尺寸見(jiàn)圖8，用于試驗(yàn)前遮蓋試件，以使試件免受輻射熱的影響 3.2.3 標(biāo)定板 由密度為200+50kg/m3的硅酸纖維制成，呈邊長(zhǎng)mm05165的正方形，厚度不小于20mm，其中心開(kāi)有與輻射計(jì)相配合孔槽。 3.2.4 模擬板 結(jié)構(gòu)與尺寸見(jiàn)圖9，硅酸鋁纖維板可采用多層疊加的方法來(lái)滿足所需的厚度，疊層之間可用粘結(jié)劑或細(xì)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(shè)備 包括輻射測(cè)量?jī)x、溫讀監(jiān)控儀、燃?xì)庀到y(tǒng)、計(jì)時(shí)器、天平和烘箱。 3.3.1 輻射測(cè)量?jī)x 由輻射計(jì)和毫伏顯示 （或指示） 儀組成， 應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)， 一臺(tái)用于裝置的校驗(yàn)，一臺(tái)用于比對(duì)。 輻射計(jì)為卡登型鉑式（或熱電堆式）水冷型，設(shè)計(jì)量程010W/cm，接受輻射的靶面為直徑不大于10mm的黑色無(wú)光澤的表面，該器件置于一直徑約為25mm的水冷殼體內(nèi)， 殼體的受輻射面應(yīng)與靶面處于同一平面， 且表面平整光潔。 GB 1452393 輻射計(jì)的準(zhǔn)確度為百分之三，重復(fù)性為百分零點(diǎn)五。毫伏顯示（指示）儀的量程應(yīng)于輻射計(jì)的輸入相匹配，準(zhǔn)確度百分之零點(diǎn)五，示值分辨力為0.05W/cm。 3.3.2 溫度監(jiān)控儀 監(jiān)測(cè)溫度和控制溫度用的熱電偶應(yīng)是外經(jīng)為1mm的絕緣型鎧裝熱電偶（或絲經(jīng)為0.5mm玻纖絕緣的熱電偶） ，級(jí)誤差，宜采用K（或R）分度號(hào)以保證在900時(shí)連續(xù)工作。這兩支熱電偶應(yīng)相對(duì)安裝于離輻射錐頂部2131的區(qū)間內(nèi)，熱端至少有8mm處于等溫區(qū)內(nèi)。 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(cè)溫度用顯示儀表的量程01100，準(zhǔn)確度0.5，示值分辨力為1，分度號(hào)應(yīng)與選用熱電偶匹配。控穩(wěn)儀采用PID調(diào)節(jié)的可控硅功率輸出器，額定功率不小于3kW。溫度設(shè)定范圍01000，設(shè)定分辨力為11。 3.3.3 燃?xì)庀到y(tǒng) 由氣體調(diào)節(jié)閥、過(guò)濾器、流量器、止回閥和火焰制動(dòng)器等組成，詳見(jiàn)圖10。流量計(jì)準(zhǔn)確度為5，火焰制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，應(yīng)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(yàn)裝置布置圖 1流量計(jì)；2過(guò)濾器；3針形閥；4壓力調(diào)節(jié)器；5丙烷氣瓶；6壓縮空氣；7溫度監(jiān)測(cè)儀；8毫伏顯示儀；9輻射計(jì)；10輻射錐；11溫度控制儀；12次點(diǎn)火源；13引火火焰；14火焰制動(dòng)器；15止回閥；16針形閥；17壓力調(diào)節(jié)器 采用說(shuō)明： 1數(shù)字式溫度顯示儀表的分辨力足以達(dá)到1，為提高讀數(shù)精度保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定溫度設(shè)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(jì)時(shí)器 計(jì)時(shí)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(biāo)定裝置的標(biāo)定 4.1 裝置標(biāo)定時(shí)應(yīng)切斷氣源，引火火焰處于重復(fù)點(diǎn)火位置。 4.2 標(biāo)定板中心孔配以輻射計(jì)后，安裝到試件的試驗(yàn)位置上。 4.3 設(shè)定控溫儀溫度，待設(shè)定溫度達(dá)到充分平衡（充分平衡系指在5min之內(nèi)不作任何設(shè)定調(diào)節(jié)）且在護(hù)板中心產(chǎn)生1，2，3，4，5W/cm2的輻射照度時(shí)，記錄各輻射照度等級(jí)上的設(shè)定溫度讀數(shù)，作為設(shè)定溫度標(biāo)定值，還應(yīng)記錄溫監(jiān)測(cè)儀的讀數(shù)，作為試驗(yàn)時(shí)對(duì)加熱設(shè)備的檢查，應(yīng)進(jìn)行升溫和降溫過(guò)過(guò)程的標(biāo)定，設(shè)定溫度標(biāo)定值的重復(fù)性應(yīng)在5之內(nèi)。 4.4 裝置經(jīng)過(guò)50h操作后， 應(yīng)輻射照度等級(jí)為3W/cm2的設(shè)定溫度標(biāo)定值進(jìn)行校驗(yàn)，該標(biāo)定值下輻射照度的偏差不應(yīng)超過(guò)0.06W/cm2，否則應(yīng)對(duì)裝置重新進(jìn)行標(biāo)定。 5 試樣試樣 5.1 試樣尺寸和數(shù)量試樣尺寸和數(shù)量 試樣呈邊長(zhǎng)為mm05165的正方形。 厚度小于70mm材料， 試樣厚度采用該材料的實(shí)際厚度；厚度大于70mm的材料應(yīng)切割，非受火面修整到mm0370。對(duì)受火面不平整的材料，其受火面上的最高點(diǎn)應(yīng)處于試樣的中心位置。 在測(cè)試的每一輻射照度等級(jí)上均應(yīng)準(zhǔn)備5個(gè)試樣。 5.2 試樣對(duì)材料的要求試樣對(duì)材料的要求 5.2.1 表面平整性 受火表面基本平整，應(yīng)滿足下列要求之一。 a. 受火表面平整：其不平整度不超過(guò)1mm； b. 受火表面上的不平整是均勻分布的：在一個(gè)有代表性的直徑為150mm圓形區(qū)域內(nèi)至少50%的表面與受火面最高點(diǎn)所組成的平面間的深度在10mm以內(nèi)；或?qū)Π袑挾炔怀^(guò)8mm、深度不超過(guò)10mm的槽縫或孔洞的表面，在一個(gè)有代表性的直徑為150mm圓形區(qū)域內(nèi)，該槽縫或孔洞的總面積不得超過(guò)30。 當(dāng)受火面不能滿足上述要求時(shí)，可通過(guò)修整的方法來(lái)達(dá)到，但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以說(shuō)明。 5.2.2 對(duì)稱性 當(dāng)材料的兩個(gè)表面因表面平整性或材料不同而非對(duì)稱時(shí)， 若能確定其薄弱面或?qū)嶋H受火面，則可對(duì)薄弱面或?qū)嶋H受火面進(jìn)行試驗(yàn)，并在報(bào)告中予以說(shuō)明，否 GB 1452393 則兩個(gè)表面均應(yīng)試驗(yàn)。 6 試件 試件 6.1 基板基板 基板呈邊長(zhǎng)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(gè)試樣均應(yīng)配備一塊。使用前應(yīng)在溫度為232。相對(duì)濕度為（505）的狀態(tài)條件下處理24h以上。 6.2 試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣狀態(tài)調(diào)節(jié) 試件制備前，試樣應(yīng)在溫度為232，相對(duì)濕度為（505）的狀態(tài)條件下調(diào)節(jié)至質(zhì)量恒定。質(zhì)量恒定系指在間隔24h的兩次稱量中，試樣的質(zhì)量差不超過(guò)0.1或0.1g，取其大值。 6.3 試件制備試件制備 將狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試樣放在經(jīng)處理過(guò)的基板上，用一張公稱厚度為0.02mm的鋁箔纏包，鋁箔上應(yīng)預(yù)先切割出一直徑為140mm圓孔，該圓孔應(yīng)處于試樣受火面的中部，見(jiàn)圖11。制備完后的試件應(yīng)放回6.2條狀態(tài)條件下直至試驗(yàn)。 對(duì)于在實(shí)際使用中背靠空氣的材料，只要可行，則應(yīng)在組成試件與基板間增設(shè)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(kāi)有一直徑為mm05140的圓孔。 當(dāng)氣隙已知且試樣和氣隙的總厚度不超過(guò)70mm時(shí)， 氣隙板采用實(shí)際氣隙厚度，否則應(yīng)調(diào)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(fù)使用基板和氣隙板的重復(fù)使用 基板氣隙板只要未被污染和損壞，可重復(fù)使用。使用前須按6.1條規(guī)定進(jìn)行處理。若已被殘留物污染，應(yīng)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(yàn)環(huán)境 試驗(yàn)環(huán)境 試驗(yàn)應(yīng)在基本上沒(méi)有氣流的環(huán)境中進(jìn)行，靠近裝置的空氣流速不應(yīng)大于0.2m/s。能滿足此要求的通風(fēng)系統(tǒng)可參照?qǐng)D12。 圖12 通風(fēng)系統(tǒng) 1底板；2后板；3邊板；4狹縫（抽風(fēng)流量為 0.250.35m3/s，通過(guò)狹縫的風(fēng)速為23 m/s）5擋板 8 試驗(yàn)程序試驗(yàn)程序 8.1 試驗(yàn)初始步驟試驗(yàn)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(pán)將一個(gè)與試件同質(zhì)量的模擬試件放到壓板上使之處于試驗(yàn)位置，調(diào)節(jié)平衡錘使模擬試件與護(hù)板間產(chǎn)生202N的力。 采用說(shuō)明： 1 ISO 5657 規(guī)定試件稱量后放回狀態(tài)條件中。對(duì)使用集中大空調(diào)房的試驗(yàn)室，為便于試驗(yàn)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(shè)定溫度調(diào)節(jié)至對(duì)應(yīng)5W/cm2或所需輻射照度等級(jí)的標(biāo)定值。 8.1.4 當(dāng)所設(shè)定的溫度達(dá)到充分平衡時(shí)， 溫度監(jiān)測(cè)儀的示值應(yīng)在標(biāo)定時(shí)讀數(shù)的2以內(nèi)，否則應(yīng)對(duì)裝置重新進(jìn)行全面標(biāo)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(pán)內(nèi)。 8.1.6 將遮蓋板置于護(hù)板上。 8.1.7 點(diǎn)燃次點(diǎn)火源及引火火焰，調(diào)節(jié)火焰至規(guī)定要求，啟動(dòng)引火機(jī)構(gòu)。 8.1.8 取出模擬板，放入裝有試件的插入安放盤(pán)。 8.1.9 當(dāng)引火火焰處于重復(fù)點(diǎn)火位置時(shí)，去除遮蓋板，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。 上述8.1.68.1.9的操作應(yīng)在15s內(nèi)完成。 8.2 試驗(yàn)進(jìn)行和結(jié)束試驗(yàn)進(jìn)行和結(jié)束 試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行15min，只有當(dāng)試件受火面發(fā)生持續(xù)著火時(shí)，試驗(yàn)可提前結(jié)束。試驗(yàn)一結(jié)束應(yīng)立即蓋上滅火板，停止引火機(jī)構(gòu)工作，取出插入安放盤(pán)和殘留物，代之一模擬板。對(duì)出現(xiàn)短暫表面著火或羽狀著火不應(yīng)終止試驗(yàn)。 8.3 重復(fù)試驗(yàn)重復(fù)試驗(yàn) 同一輻射照度下應(yīng)測(cè)試5個(gè)試件， 每個(gè)試件試驗(yàn)之間應(yīng)有足夠的時(shí)間使試驗(yàn)裝置達(dá)到熱平衡，當(dāng)5個(gè)試件中只要有任何一個(gè)試件出現(xiàn)持續(xù)表面著火時(shí)，則應(yīng)降低一個(gè)輻射照度等級(jí)再進(jìn)行一組試驗(yàn)，直至5個(gè)試件均未出現(xiàn)持續(xù)表面著火。 8.4 試驗(yàn)中的觀察試驗(yàn)中的觀察 試驗(yàn)中應(yīng)密切注意和記錄持續(xù)表面著火出現(xiàn)的時(shí)間，并對(duì)其他著火出現(xiàn)時(shí)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(xiàn)象進(jìn)行觀察和記載。 8.5 試驗(yàn)中的特殊操作試驗(yàn)中的特殊操作 8.5.1 對(duì)于柔軟的低密度材料及高溫下易熔縮的材料， 應(yīng)使用擋塊限制壓板和護(hù)板間的距離，以免產(chǎn)