鋪地材料臨界熱輻射通量的檢測分析

那勇 劉聰

【摘 要】 本文通過對鋪地材料的試驗，深入研究和分析了試驗在選材和試驗過程中等諸多方面對檢測結(jié)果的影響。

【關(guān)鍵詞】 鋪地材料 輻射熱源法 臨界熱輻射通量 炭化距離

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.003

隨著人們生活水平的不斷提高，各種公共場所的裝飾裝修也逐漸提高，使得一些火災(zāi)危險級別高的場所大量的使用了地板、地毯、塑膠地板等鋪地材料，很可能出現(xiàn)火災(zāi)隱患，因此準(zhǔn)確判定這些鋪地材料的燃燒性能尤為重要。本論文中的試驗，依據(jù)GB/T 11785-2005《鋪地材料的燃燒性能測定 輻射熱源法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。

1 試樣的制備過程

1.1 試驗樣品的選擇

重點選擇數(shù)值重現(xiàn)性好、受制造工藝影響較小且能體現(xiàn)設(shè)備對高臨界熱輻射通量的數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性的樣品。在該試驗中，選擇的樣品為在火災(zāi)危險性較大的公共場所較多采用的塑膠地板。

1.2 制備原則

為保證檢驗結(jié)果的可參照性和樣品隨機(jī)性，對樣品在同一批次的不同部位分別制取。

1.3 工具

壁紙刀及3m鋼卷尺。

1.4 方法

將試驗樣品按照GB/T 11785-2005標(biāo)準(zhǔn)要求，即按照生產(chǎn)方向及其垂直方向，將樣品裁切為1050mm×230mm的兩組6塊試樣，之后，按照EN 13238標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。

2 工作原理及過程

2.1 試驗裝置的工作原理

本次試驗所采用的設(shè)備為英國FTT鋪地材料試驗裝置。試驗主要評定試驗燃燒箱中暴露在水平放置小火焰直接點燃和傾斜的熱輻射場中的鋪地材料的火焰?zhèn)鞑ツ芰Α?/p>

2.2 標(biāo)準(zhǔn)試驗過程

鋪地材料燃燒性能的測定（輻射熱源法）試驗過程為：試驗時，設(shè)置煙道內(nèi)氣體流速（2.5±0.2）m/s，關(guān)閉試樣出入門，點燃輻射板，裝置預(yù)熱至少1小時至箱體溫度穩(wěn)定，測量輻射板溫度，當(dāng)黑體溫度偏差滿足要求后點燃點火器，將試樣安裝在試樣架上并放入試驗箱中，預(yù)熱2min后將火焰與試樣接觸10min，然后移開點火器，期間記錄試驗現(xiàn)象。測試某一方向和與此方向垂直的兩塊試樣，比較CHF值，在測試值最低方向再重復(fù)兩次試驗，共重復(fù)4次。

3 輻射熱源法試驗時的影響因素

3.1 設(shè)備及人員的影響

由于本試驗裝置由多組件構(gòu)成，其中主要測量裝置輻射感熱電偶、溫度計及熱通量計。雖經(jīng)過外部計量測試，但實際安裝使用時，各部件示值與真值間存在誤差。并且不同檢驗人員對樣品的安裝方式、儀器調(diào)試的差異也會導(dǎo)致同一批次的樣品試驗結(jié)果存在誤差。

3.2 樣品的影響

當(dāng)前塑膠地板基本采用壓延法進(jìn)行生產(chǎn)，將PVC粉、可塑劑、安定劑、潤滑劑、填充劑等原材料按一定次序投料混合，先后通過密煉、開煉、面料及透明料的裁切、鋪模、油壓、淋膜、回火、養(yǎng)生、成型等工藝制成。由于生產(chǎn)工藝連續(xù)、穩(wěn)定，基本能夠保證樣品的均勻性。樣品按照EN 13238標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。由于塑膠地板主材為有機(jī)材質(zhì)，具有天然疏水性，溫濕度未對材料產(chǎn)生顯著影響。

3.3 試驗過程中樣品對結(jié)果判定的影響

此次塑膠地板對結(jié)果產(chǎn)生較大影響的因素主要出現(xiàn)在試驗過程中，具體如下：

（1）設(shè)備校準(zhǔn)程序中的氣體流速。標(biāo)準(zhǔn)要求氣體流速滿足（2.5±0.2）m/s，在校準(zhǔn)中如箱體煙道內(nèi)氣體流速偏低則易導(dǎo)致箱體各校準(zhǔn)點所在溫度偏高，導(dǎo)致最終樣品炭化距離延長，臨界熱輻射通量值偏低；與之相反則最終臨界熱輻射通量數(shù)值偏高。

（2）校準(zhǔn)及試驗程序中試驗箱預(yù)熱時間。標(biāo)準(zhǔn)要求輻射板預(yù)熱時間至少1h，在校準(zhǔn)中如預(yù)熱時間較短，按照校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)時，易導(dǎo)致校準(zhǔn)后期輻射板溫度偏高，在實際試驗過程中后期樣品炭化距離延長，臨界熱輻射通量數(shù)值偏低。

（3）試驗程序中點火器點燃時間。標(biāo)準(zhǔn)試驗程序中要求在進(jìn)行輻射板時應(yīng)關(guān)閉點火器，在正式進(jìn)入試驗時才進(jìn)行點燃，如在溫度調(diào)整階段點燃火焰進(jìn)行調(diào)整，易導(dǎo)致輻射板實際溫度偏低，樣品炭化距離短，臨界熱輻射通量數(shù)值偏高。

（4）試驗程序中點火器與試樣接觸時間及距離。標(biāo)準(zhǔn)試驗程序中要求點火器離試件零點至少50mm，預(yù)熱2分鐘，如在試驗初期將點火器與樣品接觸或點火器距離樣品較短時，易導(dǎo)致樣品發(fā)生燃燒，在試驗時間中炭化距離延長，結(jié)果偏低。

（5）校準(zhǔn)及試驗程序中黑體感溫計及箱體溫度計。校準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)試驗程序中應(yīng)注意黑體感溫計及箱體溫度計表面的清理，如未進(jìn)行清理，易導(dǎo)致輻射板溫度偏高，樣品炭化距離增加，臨界熱輻射通量值偏低。

（6）炭化點的判斷。標(biāo)準(zhǔn)試驗中記錄火焰?zhèn)鞑プ钸h(yuǎn)處的距離，但是在實際試驗中，由于夾具及產(chǎn)品自身局部位置微觀均勻性的問題出現(xiàn)，會出現(xiàn)不同的燃燒形態(tài)，應(yīng)注意炭化區(qū)域的判斷。

4 試驗的最終結(jié)果

試驗中塑膠地板先發(fā)生軟化繼而在直接火源作用下被引燃，試驗過程中樣品近輻射端先發(fā)生燃燒、成炭、起泡進(jìn)而熄滅。按照縱橫向要求前4組試驗結(jié)果如下：

本次試驗檢驗項目為臨界熱輻射通量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)8.1.2章節(jié)要求：對在同一方向上的3塊試件，從試驗數(shù)據(jù)中計算縱向臨界熱輻射通量的平均值8.4KW/m2，即為最終結(jié)果。

作者簡介

那勇，助理工程師，從事防火材料研究、檢驗工作。

劉聰，吉林大學(xué)萊姆頓學(xué)院本科畢業(yè)，從事防火材料研究、檢驗工作。

（責(zé)任編輯：張曉明）