保溫材料燃燒性能試驗(yàn)研究

保溫材料燃燒性能試驗(yàn)研究

節(jié)能環(huán)保是中國的基本政策。隨著中國建筑節(jié)能研究的深入，建筑節(jié)能也呈現(xiàn)出前所未有的機(jī)遇。全國各地的建筑節(jié)能工作逐步發(fā)展，建筑材料行業(yè)也得到了充分發(fā)展。但是,隨著保溫材料的大量使用,保溫材料質(zhì)量良莠不齊,市場監(jiān)管乏力,市場競爭使許多商家紛紛降低成本,再加上施工以及業(yè)主對(duì)保溫材料以及現(xiàn)場施工的認(rèn)識(shí)不夠充分,尤其是有機(jī)保溫材料,最終導(dǎo)致由此引發(fā)的火災(zāi)此起彼伏,并且引發(fā)巨大的人員傷亡事故。目前在工業(yè)與建筑常用的保溫節(jié)能材料可分為無機(jī)類、有機(jī)類和復(fù)合材料三大類,按組成和狀態(tài)可分以下幾種:(1)無機(jī)纖維狀保溫材料:如巖棉、玻璃棉、礦渣棉;(2)松散粒狀保溫材料:如膨脹蛭石及制品、膨脹珍珠巖及制品;(3)無機(jī)多孔保溫材料:如泡沫水泥板、加氣混凝土、微孔硅酸鈣、復(fù)合硅酸鈣、泡沫玻璃;(4)有機(jī)保溫材料:聚苯乙烯泡沫板、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚碳酸酯、酚醛泡沫等;(5)復(fù)合保溫材料:如金屬夾芯板、芯材為聚苯、巖棉、鋁箔復(fù)合酚醛板等。筆者隨機(jī)抽取市場上使用較為頻繁的幾大類無機(jī)保溫材料-巖棉、玻璃棉保溫漿料等,有機(jī)保溫材料-橡塑保溫棉、聚氨酯保溫板、擠塑板,復(fù)合保溫材料-鋼面型復(fù)合酚醛板、鋁箔貼面巖棉等,按照實(shí)際工程的安裝需求進(jìn)行樣品安裝,采用SBI(單體燃燒儀)、熱釋放速率等先進(jìn)儀器設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn),并對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行分析研究,對(duì)保溫材料的使用和科研提出合理的意見和建議。1燃燒性能檢測試驗(yàn)采用最新分級(jí)方法GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》對(duì)不同保溫材料進(jìn)行燃燒性能檢測。該試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)將建筑材料及制品(鋪地材料除外)燃燒性能分為A1、A2、B、C、D、E及F七個(gè)等級(jí),A1、A2屬于不燃性級(jí)別,B、C屬于難燃性級(jí)別,D、E屬于可燃性級(jí)別。主要涉及不燃性試驗(yàn)、熱值(氧彈量熱)試驗(yàn)、SBI單體燃燒試驗(yàn)及可燃性試驗(yàn)。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1設(shè)置試驗(yàn)樣品巖棉是以巖石生產(chǎn)制成的一種礦物棉,稱為巖石棉,簡稱巖棉。其具有良好的隔熱性能、熱導(dǎo)率低、工作溫度高,巖棉的纖維軟化溫度達(dá)900~1000℃,被建筑和工業(yè)各保溫領(lǐng)域所歡迎,主要用途可用作為建筑物墻體、屋面、工業(yè)管道、爐、塔、罐、熱交換器、煙道、風(fēng)機(jī)、船舶艙體、工業(yè)設(shè)備的保溫材料;玻璃棉是由石夕砂、石灰石、螢石等礦物在熔爐中熔化后以噴制或拉制而成,一般纖維直徑為18~25μm,其具有導(dǎo)熱率低、吸聲性好、防火無毒、使用安全等優(yōu)點(diǎn),作為隔斷、工業(yè)保溫、管道保溫使用。試驗(yàn)選取了幾組市面上常用的勻質(zhì)巖棉以及玻璃棉作為樣品進(jìn)行試驗(yàn),具體結(jié)果見表1。從以上幾組工程中常用的勻質(zhì)巖棉和玻璃棉試驗(yàn)結(jié)果得出:未貼面的巖棉及玻璃棉進(jìn)行不燃性試驗(yàn)時(shí),爐內(nèi)溫升低,變化在10℃以內(nèi),試樣平均持續(xù)燃燒時(shí)間均為0s,質(zhì)量損失在10%左右;進(jìn)行熱值試驗(yàn)時(shí),總熱值PCS在0.5~1.1MJ/kg之間。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T8624-2006的分級(jí)規(guī)定,以上巖棉及玻璃棉均可達(dá)到A1級(jí);由此可見未貼面的巖棉及玻璃棉屬于不燃材料范疇,是由于其主要組份是不燃材料巖石。2.2新型保溫節(jié)能砂漿材料試驗(yàn)選用了幾組玻化微珠為主要原料與砂漿配制而成的保溫砂漿,試驗(yàn)結(jié)果見表2。?；⒅楸厣皾{是一種用于建筑物內(nèi)外墻表面的新型保溫節(jié)能砂漿材料,以無機(jī)類的膨脹玻化微珠顆粒作為輕骨料,加由膠凝材料、抗裂添加劑及其他填充料等組成的干粉砂漿。由以下試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),玻化微珠保溫砂漿硬化后的燃燒等級(jí)是A1級(jí),屬于不燃性材料,防火等級(jí)較高,不過質(zhì)量損失率高,這主要是因?yàn)椴；⒅橛苫鹕饺蹘r礦物材料經(jīng)過加熱膨脹、?；鋮s制成的表面玻化封閉、內(nèi)部多孔的不規(guī)則球狀體顆粒,原料屬于不燃材料種類。2.3燃燒與熱釋放速率試驗(yàn)選取了廣東省建筑工程常用的有機(jī)保溫材料,包括橡塑發(fā)泡絕熱材料、柔性泡沫橡塑絕熱制品、聚氨酯保溫板、擠塑泡沫板等,主要進(jìn)行SBI單體燃燒試驗(yàn)以及可燃性試驗(yàn),具體試驗(yàn)結(jié)果見表3。由表3可見,以上幾種有機(jī)保溫材料的燃燒增長速率比較大,尤其是聚氨酯保溫板,最高能達(dá)到7560W/s,該種材料的燃燒熱增長速率變化范圍大,從87.7W/s到7000W/s。擠塑泡沫板的燃燒增長速率變化大,橡塑保溫棉的燃燒增長速率峰值較低,聚氨酯材料的燃燒增長速率較大、熱釋放速率也較大。GB8624-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定B級(jí)材料的FIGRA≤120W/s,C級(jí)材料要求FIGRA≤250W/s,D級(jí)材料要求FIGRA≤750W/s,E級(jí)材料對(duì)FIGRA沒要求。橡塑保溫棉板基本能達(dá)到D級(jí)以上,屬于可燃材料,但煙氣釋放速率大、煙的釋放量大;聚乙烯、聚苯乙烯板的檢測結(jié)果波動(dòng)范圍較大,從C級(jí)到E級(jí),屬于難燃材料、可燃材料范疇;聚氨酯保溫板的防火性能差,基本屬于E級(jí)材料,屬于可燃、易燃材料范疇。2.4保溫巖棉的燃燒試驗(yàn)選取了鋼面型酚醛復(fù)合風(fēng)管板材、鋁箔貼面保溫棉、鋁箔貼面巖棉板、鋼材飾面的巖棉板,主要進(jìn)行單體燃燒試驗(yàn)以及熱值試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表4。鋼面型酚醛復(fù)合風(fēng)管板材主要用于風(fēng)管保溫等,酚醛屬于有機(jī)保溫材料,雖然燃燒增長速率小、熱釋放量小,但是熱值較大,煙氣釋放量大,因此A2級(jí)較難達(dá)到,一般能達(dá)到B級(jí)難燃材料;鋁箔貼面(含牛皮紙)的保溫巖棉,燃燒增長速率大,熱釋放量小,主要是因?yàn)殇X箔貼面附有牛皮紙,燃燒迅速,而主要組分巖棉屬于不燃材料,但加了鋁箔貼面的巖棉材料一般不能達(dá)到A2級(jí);鋼材飾面的巖板彩鋼板燃燒增長速率以及燃燒熱釋放量較小,煙氣釋放量也較小,能達(dá)到不燃材料等級(jí)。3有機(jī)材料燃燒性能的影響因素(1)用新分級(jí)試驗(yàn)對(duì)現(xiàn)有工程隨機(jī)抽取的各類保溫材料的燃燒性能進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)的巖棉、無機(jī)保溫漿料均能達(dá)到不燃材料等級(jí),而有機(jī)保溫材料的燃燒性能級(jí)別較低,防火性較差,復(fù)合了貼面的保溫材料的燃燒性能取決于夾芯材料的燃燒性能和貼面的共同作用;(2)聚氨脂保溫板的燃燒增長速率指數(shù)大,煙氣生成速率指數(shù)大,可見此次試驗(yàn)的聚氨脂保溫板的防火性能差;(3)有機(jī)類保溫材料防火性能另人擔(dān)憂,有關(guān)監(jiān)督站應(yīng)該充分重視該材料的燃燒性能檢測,大力加強(qiáng)見證檢驗(yàn)和抽樣檢驗(yàn)等相關(guān)檢測,加強(qiáng)市場監(jiān)督;(4)有