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)情況時可能會產(chǎn)生重大的人員及財產(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，燃燒熱值作為評定燃燒性能等級（A級）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)危險性的重要參數(shù)，是計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，可用于評價建材制品潛在的火災(zāi)荷載，是評價燃燒性能分級的試驗方法之一。

 

一、燃燒熱值試驗檢測

建筑材料及制品的燃燒性能燃燒熱值的試驗有兩種，一種是坩堝法，一種是香煙紙法。兩種試驗方法的不同點是部分試驗用品及工具的差異。試驗環(huán)境的溫度及試驗用蒸餾水的水溫為兩者必備試驗要素。

 

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，具體試驗方法如下：

 

1、試驗準(zhǔn)備

（1）制樣

選擇有代表性的樣品，對勻質(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，稱取點火絲、棉線和“香煙”紙。

 

（3）制樣方法

坩堝試驗

a、將已稱量的試樣和苯甲酸的混合物放入坩堝中；

b、將已稱量的點火絲連接到兩個電極上；

c、調(diào)節(jié)點火絲的位置，使之與坩堝中的試樣良好的接觸。

 

 

香煙試驗

a、調(diào)節(jié)已稱量的點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，使其和點火絲擰在一起；

c、將紙和心軸下端的點火絲擰在一起放入模具中，點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?？傊睾徒M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)

試驗前，應(yīng)將粉末試樣、苯甲酸和“香煙紙”按照規(guī)定要求進行狀態(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5組質(zhì)量相同的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸樣品進行總熱值測定進行標(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)試驗程序

試驗應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件（溫度23±2℃；濕度50±5%）下進行，試驗室溫度和量熱筒內(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）安裝試樣和點火絲，確保其接觸良好，避免點火絲接觸坩堝邊緣。

（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到3.0~3.5Mpa。

（4）在量熱儀內(nèi)筒中加入與標(biāo)定時相同量的蒸餾水，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，開啟攪拌機和計時器。

（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。將此時的溫度作為起始溫度。

（8）溫度平衡10min后自動點燃樣品，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，將此時的溫度作為最高溫度，試驗自動終止。

（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、總熱值計算

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對樣品燃燒總熱值進行計算。

（1）對于勻質(zhì)材料，應(yīng)進行3次試樣，取3次試驗結(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）對于非勻質(zhì)材料，應(yīng)計算每個單獨組分的總熱值（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

（1）制樣時，應(yīng)對被測組分任意截取至少5個樣作為試樣。對于松散填充材料，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的試樣上對制品每個組分進行表面密度的測試，對于含水制品，需干燥后進行測試。

 

 

（2）在對試樣進行研磨時，不能有熱分解發(fā)生，要采用交錯研磨的方式。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）在進行水當(dāng)量測定時，預(yù)制的苯甲酸小丸片的燃燒熱值同試驗時采用的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸粉末燃燒熱值一致時，才能將預(yù)制小丸片用于試驗。

 

（4）在進行燃燒熱值試驗時，如果采用坩堝法時試樣不能完全燃燒，那么采用“香煙”法進行試驗，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。

 

（5）試驗時，應(yīng)對3個試樣進行試驗，如果試驗結(jié)果不能滿足有效性的要求，則需對另外2個試樣進行試驗。按分級體系的要求，可進行多于3個試樣的試驗。

 

三、總結(jié)

近年來，建筑建設(shè)突飛猛進，隨著城市化進程的不斷加快，我國建筑朝著高層化發(fā)展，這就使大眾對建筑材料的各項性能越來越重視，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)燃燒熱值試驗來評價建筑材料潛在的火災(zāi)荷載，因此燃燒熱值試驗檢測對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)該加大力度嚴格進行建筑材料的燃燒熱值試驗檢測，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。