火焰對泡沫塑料材料可燃試驗結果的影響

謝紅佳

（廣東省建設工程質量安全檢測總站有限公司）

0 前言

國家對建筑的火災安全提到前所未有的高度，裝飾裝修材料中泡沫塑料的應用越來越廣，泡沫塑料的燃燒性能對建筑的安全起到重要的作用，本課題按照GB/T 8626-2007《建筑材料可燃性試驗方法》中的試驗方法，在控制其他條件不變的情況下，僅改變火焰的顏色，焰心大小、火焰角度，來研究火焰對三種泡沫塑料的可燃試驗結果的影響。由于試驗方法中，僅對丙烷氣體火焰高度（20mm±1）有要求，但檢測機構在實際試驗過程中，由于設備和人員的誤差，調節出來的火焰不同，對試驗結果千差萬別，因此，本課題在控制火焰高度一致的情況下，從火焰的顏色、焰心大小、火焰角度對泡沫塑料的可燃試驗的影響，得出在符合標準試驗方法的基礎上，控制其它因素對試驗結果影響最小的最佳條件。

1 試驗設計

1.1 試驗原理

建筑材料可燃性試驗是在沒有外加輻射條件下，用小火焰直接沖擊垂直放置的試樣以測定建筑制品可燃性的方法。試驗是在環境溫度為(23±5)℃，相對濕度為(50±20)%的實驗室進行。

采用純度≥95%的商用丙烷。為使燃燒器在45″角方向上保持火焰穩定，燃氣壓力應在10～50kPa 范圍內。燃燒器的設計應使其能在垂直方向使用或與垂直軸線成45°角。燃燒器應安裝在水平鋼板上,并可沿燃燒箱中心線方向前后平穩移動。在只點燃燃燒器和打開抽風罩的條件下，測量的箱體煙道內的空氣流速應為(0.7±0.1)m/s。

1.2 試驗設備

本試驗采用純度為95%商用丙烷，jc-4 建材可燃試驗爐，試驗方法依據GB/T 8626-2007《建筑材料可燃性試驗方法》。

1.3 試驗設計

⑴試驗樣品：試驗選取厚度均為50mm 的XPS 板三組，根據SBI 結果來初步判定擠塑板的燃燒性能級別，分析不同燃燒性能級別的樣品對火焰的不同反應。見表1。

表1 試驗樣品特性對比

⑵試驗火焰：本次試驗將試驗火焰顏色、焰心大小、火焰角度作為變量因素，研究不同的火焰，對同一燃燒性能級別和不同燃燒性能級別的試驗樣品的影響。見表2。

表2 試驗火焰特性對比

2 結果與分析

2.1 火焰顏色對泡沫塑料可燃試驗結果的影響

對比三種火焰特點，選取1#、2#火焰，按照標準試驗要求，對三種試驗樣品進行可燃試驗，試驗現象如表3。

表3 1#、2#火焰對三種試驗樣品的試驗現象

通過以上試驗現象可以看出，同一種樣品，采用充分燃燒的2#藍色火焰做可燃試驗，火焰到達距離點火點更遠，原因分析，這是因為火焰呈藍色，說明丙烷氣體完全燃燒，釋放的熱量更多，試驗時，能正常完成試驗過程；而火焰呈黃色時，氣體未充分燃燒，釋放出的熱量不夠，試驗時，火焰到達距離點火點較近。

另外，由于1#、2#、3#樣品均是B1 級難燃性，但其單體燃燒試驗數據從小到大，則說明樣品的燃燒性能越趨近于易燃性能。對于同一種火焰，這三種樣品中，1#火焰到達的高度最小，3#火焰到達的高度最大，則說明，樣品的燃燒性能越趨近于易燃性能，其可燃試驗火焰到達距離點火點的高度依次增大。

2.2 火焰焰心大小對泡沫塑料可燃試驗結果的影響

對比三種火焰特點，選取2#、3#火焰，按照標準試驗要求，對三種試驗樣品進行可燃試驗，試驗現象如表4。

表4 1#、2#火焰對三種試驗樣品的試驗現象

通過以上試驗現象可以看出，對于同一種試驗樣品，采用焰心較小的3#火焰做可燃試驗時，火焰到達距離最遠點的距離比2#火焰試驗時的火焰到達最遠點的距離更遠。原因分析，2#火焰跟3#火焰相比，顏色相同，說明丙烷氣體已經完全燃燒，但是2#火焰的焰心較大，基本與外焰重合，3#火焰的焰心較小，焰心與外焰有明顯的分層，即3#火焰燃燒器出口氣壓比2#火焰燃燒器出口氣壓大。燃燒器出口氣壓越大，則可燃試驗火焰到達距離點火點越遠。

2.3 火焰角度對泡沫塑料可燃試驗結果的影響

對比三種火焰特點，由于三種火焰角度都不同，因此選三種火焰對試驗樣品進行可燃試驗，其試驗現象如表5。

表5 不同火焰角度對可燃試驗的影響

通過以上試驗現象可以看出，同一種樣品，采用垂直焰形的1#火焰試驗時，火焰到達距離點火點的距離較小，隨著火焰角度變小，采取2#火焰、3#火焰，試驗結果是火焰到達距離點火點的距離逐漸增大。原因分析：由于試驗樣品是垂直懸掛放置，火焰角度越大，如火焰垂直形狀時，火焰僅用外焰與試驗樣品接觸，火焰尖端的焰羽流也是垂直向上，與試驗樣品接觸面平行，因此焰羽流沒有直接作用到試驗樣品上，則火焰不會達到較遠的距離；相反，當火焰角度較小，與燃燒器平行，呈45°時，火焰不僅與試驗樣品接觸面大，而且呈45°的焰羽流直接作用到試驗樣品接觸面，因此，促使火焰到達較遠的距離。

3 結論

建筑裝修材料的覆蓋范圍廣，使用的建筑材料的燃燒性能級別直接決定著該建筑的火災風險大小。可燃試驗是建筑材料燃燒性能級別判定的一個重要指標，但由于標準對試驗火焰沒有詳細具體的要求，導致不同檢測員、不同操作方式，都會對試驗結果產生較大的偏差。通過試驗研究火焰情況對可燃試驗結果的影響，得出以下幾點結論，方便第三方檢測機構參考選取合適火焰，并出具科學合理的檢測報告：

⑴火焰顏色呈黃色，即丙烷氣體燃燒不充分，可燃試驗火焰到達距離點火點越近；

⑵火焰焰心越小，即氣體流出壓力越大，泡沫塑料的可燃試驗火焰到達距離點火點越遠；

⑶火焰角度越大，即與試驗樣品接觸面越小，可燃試驗火焰到達距離點火點越近；

⑷同一種火焰，試驗樣品SBI 燃燒試驗數據越大，即燃燒性能級別越趨近可燃，則其可燃試驗火焰到達距離點火點越遠。