高阻燃型金属复合板竖炉防火特性试验的差异性对比
廖剑波 王小红 祝华国 杨文广
湖南科天新材料有限公司,湖南 长沙 410001
摘要:本文主要对俄罗斯GOST30244-94(试验方法Ⅱ)与中国GB/T8625-2005之间的测试差异性进行了分析对比,针对高阻燃型金属复合板采用俄罗斯GOST30244-94标准进行防火测试的实验过程进行了阐述,以期为需要做GOST30244-94标准的防火测试与高层建筑防火幕墙材料的选择应用提供参考。
关键词:GOST 30244-94; GB/T8625-2005;高阻燃芯材;防火金属复合板;竖炉防火试验;差异性对比
当前,世界各国对建筑安全性的要求越来越严格,而防火性能是安全性的一项最重要指标,但由于各国对建筑材料燃烧性能测试的方法与标准不尽相同,所以出口产品想要适应在国际贸易中的相关需求,必须尽力满足当地政府对金属复合材料的阻燃性技术规范要求。由于目前在中国大陆暂无可以按照俄罗斯GOST30244-94标准进行防火测试的检测机构,需要做GOST 30244-94标准的防火测试需要送样至莫斯科俄罗斯国家实验室进行检测,不仅周期长而且费用较高,多数送检时先在国内采用GB/T8625-2005建筑材料难燃性试验方法进行检测,检测结果可以后,再送样至莫斯科俄罗斯国家实验室进行检测的办法,但往往两种试验的检测结果却大相径庭。为深入了解俄罗斯GOST30244-94标准测试方法及判定依据,我们采用KEOCT专用配方生产的高阻燃型防火金属复合板,按照俄罗斯GOST30244-94标准送样至莫斯科进行了测试并对俄罗斯GOST30244-94与国标GB/T8625-2005进行了分析对比,以期为相关各方提供参考借鉴。
一、俄罗斯GOST30244-94建筑材料可燃性实验(方法Ⅱ)与国标GB/T8625-2005建筑材料难燃性试验方法的差异性分析
1、 试验样品的制作
1.1. GOST 30244-94试验样品:
每次检测4个样品为一组,测试3组数据。需准备长1000mm*宽 190mm 的样品12块,样品的厚度应符合现实条件下使用的材料的厚度。如果材料的厚度超过700mm,则样品的厚度应为70mm;在准备样品时所曝光的表面不用进行加工。
1.2、 GB/T8625-2005试验样品
GB /T8625-2005试验样品的规格与描述试件数目规格要求如下:每次试验以4个试样为一组,每块均以材料实际使用厚度制作。其表面规格为1000mm×190mm,材料实际使用厚度超过80mm时,试样制作厚度应取(85±5)mm。均向性材料作3组试件,对薄膜、织物及非均向性材料作4组试件,其中每2组试件应分别从材料的纵向跟横向取样制作。对于非对称材料,应从试样正反两面各制作2组试件,若只需从一侧划分燃烧性能等级,可对该侧面制取3组试件。
试件的制备条件:在试验前,试件必须在温度(23±2)℃,相对湿度(50±5)%的条件下调节至质量恒定。其判定条件为间隔24h,前后两次称量的质量变化率不大于0.1%。如果通过称量不能确定达到平衡状态,在实验前应在上述温度、湿度条件下存放28天。
由上述可以看出,GB/T8625-2005与GOST 30244-94试验样品长宽尺寸一致,只是在超厚板的厚度尺寸规定上有所区别。
2、 竖炉防火测试装置
2.1、 GOST30244-94(方法Ⅱ)测试装置:见下图1

1、燃烧室;2、样品托架;3、样品;4、煤气燃烧器;5、空气供给通风设备;6、燃烧室门;7、隔板;8、通风管;9、煤气管道;10、11、热电偶;12通风罩
2.2GB/T 8625-2005试验装置:见下图2
1、空气进口管;2、空气稳流器;3、铁丝网;4燃烧器;5、试件;6、壁温热电偶;7、炉壁结构;8、烟道热电偶;9、T型测压管。
从以上两图可以看出,两个试验方法的实验装置及尺寸非常接近。
3、试验校准与燃气
3.1 GB/T8625-2005燃烧器使用燃气与流量
GB/T8625-2005燃烧器使用的燃气为甲烷和空气的混合气体:甲烷流量为35±0.5L/min,其纯度大于95%;空气流量为17.5±0.2L/min。
3.2 GOST30244-94(方法Ⅱ)燃烧器使用燃气与校准
GOST30244-94(方法Ⅱ)燃烧器使用燃气为煤气和空气的混合气,试验前应按下表1进行校准,以确定气体的消耗(升/分)。
具体实验校准方法见下表1.
表1 试验校准
距校准样品底边的距离,mm |
温度℃ |
|
最高温度 |
最低温度 |
|
300 |
350 |
220 |
500 |
220 |
150 |
1000 |
140 |
100 |
1600 |
105 |
90 |
备注:在4个规格为1000*190*1.5毫米的钢制样品中进行设备的校准。
由上述表1可以看出,GB/T8625-2005与GOST30244-94(方法Ⅱ)燃烧器使用的燃气不同,同时GB/T8625-2005规定了燃气的流量,GOST30244-94(方法Ⅱ)并没有规定燃气的流量,而是采用上表1进行了校准,说明两者之间的燃气流量存在较大的区别,意味着火焰大小的区别,这将对检测结果造成非常大的影响。
4、 试验操作
4.1、 GB/T8625-2005试验操作
① 将4个经状态调节达规定要求的试样垂直固定在试件支架上,组成垂直方形烟道,试样相对距离为250mm;
② 保持炉内压力位-15±10Pa;
③ 试件放入燃烧室之前,应将炉内壁温度预热至50℃;
④ 将试件放入燃烧室内规定位置,关闭炉门;
⑤ 当炉壁温度降至40℃时,在点燃燃烧器的同时,开始计时试验。试验过程中竖炉内应维持流量为10±1m³/min,温度为 23±2℃的空气流。燃烧器缩用的燃气为甲烷和空气的混合气体:甲烷流量为35±0.5L/min,其纯度大于95%;空气流量为17.5±0.2L/min。
4.2、 GOST 30244-94试验操作(方法Ⅱ)
① 在燃烧室门和点火源未工作时检查烟气温度测量系统,为此打开测量仪器和进行充气;
② 对4个样品进行称重,并安放到托架上,将其放入燃烧室中;
③ 打开测量仪器、充气、抽风装置、点火源,关闭燃烧室门;
④ 对来自点火源的火焰样品影响持续的时间应为10分钟;10分钟后点火源关闭。在有火焰或阴燃征状时记录独立燃烧(阴燃)持续的时间。在样品冷却到环境温度后试验视为结束。
⑤ 试验结束后关闭充气装置、抽风装置和测量仪器,将样品从燃烧室中取出;
⑥ 对于每一个试验确定下列指数:烟气的温度、独立燃烧和(或)阴燃持续的时间、样品损坏的长度、样品在试验前后的质量;
⑦ 在进行试验的过程中记录烟气的温度,根据安装在导气管中的4个温差电偶的读数每分钟记录不少于两次,并且记录样品独立燃烧(在有火焰或阴燃征状的情况下)持续的时间。
⑧ 试验的同时还要记录以下观察数据:
烟气达到最高温度的时间、火焰超过样品端面和非加热表面、样品透烧、热熔化形成物。试验后样品的外形:烟黑沉淀、颜色的变化、熔炼、烧结、收缩、膨胀、弯曲、裂缝的形成等。
5、实验结果与判定
5.1 GB/T8625-2005实验结果与判定
a) 150mm试件燃烧的剩余长度平均值≥,其中没有一个试件的燃烧剩余长度为零;(试件在试验中产生变色,被烟熏黑及外观结构发生弯曲、起皱、鼓泡、融化、结烧、滴落、脱落等变化均不作为燃烧判断依据。如果滴落和脱落物在筛底继续燃烧20秒以上,应在实验报告中注明。)
b) 每组试件的由5支热电偶所测得的平均烟气温度不超过200℃。
c) 燃烧竖炉试验合格,并能符合GB 8624对可燃性试验(GB/T 8626)、烟密度试验(GB/T 8627)规定要求的材料可定为难燃性建筑材料。
5.2 GOST 30244-94(方法Ⅱ)实验结果与判定
根据GOST 30244-94(方法Ⅱ)确定的可燃性参数值,可燃性建筑材料分为4种可燃性:Г1、Г2、Г3和Г4四个级别,四个级别的对应防火参数指标见下表2。
表2 防火分级指标
燃烧性能分级 |
烟气的平均温度,℃ |
样品长度方面损坏的程度,% |
样品质量损坏的程度,% |
独立燃烧持续的平均时间(含阴燃时间) |
Г1 |
≤135 |
≤65 |
≤20 |
0 |
Г2 |
≤235 |
≤85 |
≤50 |
≤30 |
Г3 |
≤450 |
>85 |
≤50 |
≤300 |
Г4 |
>450 |
>85 |
>50 |
>300 |
|
备注:Г1-Г3可燃性材料在试验时不形成热融化的滴落物。 |
注:既没在表面,也没在内部燃烧和烧焦的那部分样品视为未受损部分。烟黑沉淀、样品颜色的变化、局部缺口、烧结、熔炼、膨胀、收缩、弯曲、样品样式的变化和表面粗糙度不能看作是受到了损坏。
由此可见,GB/T8625-2005燃烧竖炉试验合格,并不代表能够通过GOST 30244-94(方法Ⅱ)Г1级,其可能是Г1或Г2级,说明GOST 30244-94(方法Ⅱ)Г1级测试指标比GB/T8625-2005燃烧竖炉试验要求更高。
二、高阻燃型防火金属复合板俄罗斯GOST30244-94标准 防火测试(试验方法Ⅱ)
1、 试验样品准备: 12个长为1000mm, 宽为190mm,厚度为4mm的HFR MCP样品,芯材采用KEOCT HFR 高阻燃芯材。
2、试样安装

3.实验后测试样品的状态:见图4

图4 试验后样品状况
4.测试结果和判断:见表3
表3 GOST30244试验结果判定
试样 |
烟气的平均温度,℃ |
样品长度方面损坏的程度,% |
样品重量 |
独立燃烧持续的平均时间(含阴燃时间) |
|
实验后 |
实验前 |
||||
1 |
114 |
0 |
2047 |
2048 |
0 |
2 |
111 |
0 |
2048 |
2048 |
0 |
3 |
116 |
0 |
2044 |
2045 |
0 |
平均值 |
114 |
0 |
|
|
0 |
|
备注:试验时没有熔融滴落物。 |
结果判定: 符合GOST30244-94(方法Ⅱ)Г1级标准规定要求。
三、结论
通过对GB/T 8625-2005与GOST30244-94标准进行对比分析,同时采用高阻燃型防火芯材复合的防火金属复合板进行GOST30244-94防火性能试验,我们得出如下结论:
1)、GB/T8625-2005与GOST 30244-94测试,检测装置外观尺寸基本一致;试验样品长宽尺寸基本一致,只是在超厚板的厚度尺寸规定上有所区别。
2)、GB/T8625-2005与GOST30244-94(方法Ⅱ)燃烧器使用的燃气不同,同时GB/T8625-2005规定了燃气的流量,GOST30244-94(方法Ⅱ)并没有规定燃气的流量,而是采用上表3进行了校准,说明两者之间的燃气流量存在差异性,意味着火焰大小的区别,这也将对检测结果造成非常大的影响。
3)、GB/T8625-2005燃烧竖炉试验合格,并不代表能够通过GOST 30244-94(方法Ⅱ)Г1级,其可能是Г1或Г2级,说明GOST 30244-94(方法Ⅱ)Г1级测试指标比GB/T8625-2005燃烧竖炉试验指标要求更高。
4)、采用我司KEOCT HFR高阻燃专用配方芯材生产的HFR MCP,完全是可以通过俄罗斯GOST 30244-94(方法Ⅱ)Г1级检测的。
参 考 文 献
1) 王小红,廖剑波,祝华国,等.在线挤出防火金属复合板及其无卤高阻燃芯材的最新研究进展及市场应用[J]. 中国建材科技,2018(11):76-79.
WANG X H, LIAOJ B,ZHU H G, et al. Latest research progress and market application of on-line extrusion fire-resistant metal composite panels and their halogen-free high flame-retardant core
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2) 王小红,赵成刚.阻燃型铝塑复合板的防火安全性试验与材料应用研究[J]. 塑料工业,2012(1):55-60.
WANG X H, ZHAO C G. Flame retardant fire security testing and materials application research for ACP
[J]. China Plats Ind,2012(1):55-60.