5种典型有机保温材料的耐火性能分析

四川建材 2022-05-03 阅读:196

有机保温质料包罗以发泡性聚苯乙烯(EPS)、挤塑性聚苯乙烯(XPS)和石墨聚苯乙烯(SEPS)等为代表的热塑性质料及以聚氨酯(PU)、酚醛树脂(PF)为代表的热固性质料,因其导热系数低、量量较轻、便于施工、价格相对廉价等长处使其在保温质料应用方面占有主导地位。但有机质料均具有遇火易燃烧的特征,阻燃性能远不及无机质料。针对有机保温质料耐火反响及受热行为时,共同利用锥形量热仪,能够在必然,水平上愈加客不雅地反映实在火灾及质料受热降解的情况,确保尝试数据的可参考性。

尝试部门

1.1仪器与原料

表1 保温质料及性能

所用保温质料及性能见表1。

锥形量热仪(PL型),FTT公司,保温板见图1。

图1试样用锥形量热仪示企图

1.2 尝试办法

称取必然量样品(精度0.001g),用铝箔包封后称重,置于试样安拆架上。在利用锥形量热仪前,先查抄气体阐发仪、样品气路、烟尘过滤器处于一般形态,冷阱、烟气气流速度处于规定值,调理试样安拆架与辐射锥外表为 25mm, 将辐射锥辐射强度设定为 SOkW,停止点火,当样品外表点燃时启动计时按钮,移出点火器,察看尝试过程,记录样品燃熔化、崩裂等现象,尝试持续至 CO浓度在2 X 10-6 以下,此时燃烧已经完毕,热固性质料隐燃也完毕,然后取出燃烧后的样品,冷却后称取量量。最初停止数据处置,将各时段称取的样品量量、记录的点火时间、样品编号和设定的辐射强度等参数输入计算机中,操纵计算机自带法式对成果停止处置。

成果与讨论

本尝试接纳锥形量热仪所得尝试数据见表2。

表2 5种典型有机保温质料的锥形量热仪

2.1 HRR 阐发

5 种典型有机保温质料的 HRR 曲线见图 2

由表2和图 2可知,比拟于热塑性质料而言,PU和PF在热辐射强度为 50kW/m2 时,其点燃时间更短,并别离在 10s和 20s 即到达峰值,但是其HRR峰值数据远小于那 3 种热塑性质料,尤其是PF, 其 HRR 峰值仅为 58. 7kW /m2 , 而 XPS 高达484kW /m2 , 二者相差 8倍之多。热固性质料的燃 烧时间远大于热塑性质料,招致其均匀热释放速度 也相对较低。热塑性质料的 HRR 在点燃后敏捷增大并到达峰值,之后因为试样的消耗使得可燃性气。

图2 5种典型有机保温质料的 HRR曲线图

体浓度降低,其HRR也起头迟缓降低曲至为零,曲线整体上呈单峰形式。而热固性质料则是在质料点燃后其HRR在很短时间内到达峰值,之后因为可燃性气体浓度的降低曲至火焰熄灭,其HRR也敏捷降低,但是其HRR并未到达零值,而是起头发作阴燃 , 其HRR也是连结在一个较低的常数,继续停止燃烧,曲至试样被完全燃烧。

2.2 MLR阐发

5种典型有机保温质料的 MLR 曲线见图3。

图3 5种典型有机保温质料的MLR曲线图

由图可见,热塑性保温质料 质料的MLR峰值呈现的时间较热固性质料要延后很多。在辐射锥热流的感化下,热塑性质料发作熔融,吸收大量热量,减缓质料的进一步燃烧过程,而热固性质料则是在外部高温感化下,质料外表敏捷发作裂解反响,并猛烈燃烧,从而产生相对较大的MLR , 但是热固性质料在反响过程中,后期会在质料外表产生较厚的炭层, 隔离空气中的氧气,按捺质料的进一步燃烧,使得其MLR逐步减缓,在后期阴燃阶段较长时间内MLR都在0.02g/s 附近颠簸,而且其热反响时间远大于热塑性质料。在均匀量量丧失速度方面,热固性质料较小,仅为0. 012g/s, 而此中热塑性质料至少为0. 035g/s,3倍于热固性质料的均匀量扯丧失速度,EPS的均匀量量丧失速度更 是到达0. 079g/s, 是热固性质料的6倍之多。

2.3烟生成速度(SPR)阐发

5种典型有机保温质料的SPR曲线见图4。

图4 5种典型有机保温质料的SPR曲线图

由图可见,热塑性质料与热固性质料的SPR 与HRR 趋向极其类似,而且试样均是在燃烧过程中有较大的烟气产率,那申明试样燃烧越猛烈,产烟速度越大。比拟而言,在反响的中后期,热塑性质料的SPR远大于热固性质料,尤其是热固性质料PF, 仅在试样燃烧初期阶段有一个较小的峰值。而热固性质料仅在试样外表产生明火时,才有较大的SPR, 而在试样阴燃阶段,其SPR极小,趋近于零。而且PU的SPR曲线具有双峰,其第二个峰的产生是因为在热辐射强度的持续感化下,PU内部产生 的挥发物成分逐步增加并被外表炭层阻挠,难以释放出来,最末招致其外表的炭层膨胀并发作分裂,挥发物不竭逸出使得SPR增加,从而产生另 一个烟值峰值。

比拟于热塑性质料,能够发现热固性质料的总产烟量相对而言要小良多,尤其是PF的总产烟量仅有0.02m2 /m2 摆布。那些均申明比拟于热塑性质料,热固性质料具有更小的烟气危害性。

2.4 保温板COY阐发

5种典型有机保温质料的COY曲线见图5。

图5 5种典型有机保温质料的COY曲线图

由图可见,试样在起头燃烧过程中,其COY连结在一个常数附近颠簸,而在试样火焰熄灭后,其 COY呈现几个较为明显的峰值,出格是对千热固性 质料而言,在其阴燃阶段,呈现了一些COY峰值,那是因为在阴燃阶段时,试样不克不及完全燃烧合成,因而产生较多的CO气体。相关于热塑性质料而言,热固性质料的COY则要多出很多,在热辐射强度为50kW/m2 时,热塑性质料的均匀CO产率仅为 o. 068kg/kg, 而热固性质料的均匀CO产率则到达了0.2~0. 3kg/kg之间,是其3倍之多。

结语

我国现有建筑有机保温墙材火灾频发,形成市民庞大的生命及财富丧失,而我国在保温质料及相关改良办法方面的研究有待进一步完美,为深切摸索质料的燃烧特征,对此中具有代表性的质料的耐火行为及其燃烧性能停止了相当深切的研究。旨在通过对差别类型质料从熔融降解、对火反响到燃烧等一系列特征停止摸索,并阐发质料的燃烧机理, 为保温质料之后的应用及 研究供给参考,进一步 完美保温质料及保温系统的防火办法设想并供给必然的帮忙

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