建筑材料的高温性能.ppt

第6章建筑材料的高温性能 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 2 6 1概述 建筑物组成 各种建筑材料 结构材料 承受荷载 装修材料 美化环境 生活或工作环境 功能材料 保温 隔热 防水等结构材料 火灾高温作用下力学强度降低 建筑物的安全 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 3 一 研究意义建筑材料高温下的性能直接关系到建筑物的火灾危险性大小 以及发生火灾后火势扩大蔓延的速度 研究建筑材料在火灾高温下的各种性能 在建筑防火设计中科学合理的选用建筑材料 以减少火灾损失 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 4 二 建筑材料的高温性能从哪几个方面来衡量建筑材料高温性能包括以下五个方面 1 燃烧性能 包括着火性 火焰传播性 燃烧速度和发热量 按照国家标准GB8624 2006 建筑材料及制品燃烧性能分级 的规定 对材料燃烧性能划分为七个级别 本标准是对GB8624 1997 建筑材料燃烧性能分级方法 的修订 本标准代替GB8624 1997 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 5 等级标识 普通材料A1 A2 B C D E F铺地材料A1fL A2fL BfL CfL DfL EfL FfL管状隔热保温材料A1L A2L BL CL DL EL FL各等级间的关系燃烧性能为某一等级的制品被认为满足低于该等级的任一等级的全部要求 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 6 1 术语 定义和符号 1 建筑制品product 要求给出包括安装 构造 组成等相关信息的建筑材料 构件或其组件 2 建筑材料material 单一物质或若干物质均匀散布的混合物 例如金属 石材 木材 混凝土 含均匀散布胶合剂或聚合物的矿物棉等 3 匀质制品homogeneousproduct 由单一材料组成的制品或整个制品内部具有均匀的密度和组份 4 非匀质制品non homogeneousproduct 不满足匀质制品定义的制品 由一种或多种主要和 或次要组份组成 5 铺地材料flooring 由包含或不包含背衬的表面装饰层 基材 夹层和粘合剂组成的地板上层材料 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 7 符号与缩写 T温升 K m质量损失率 Fs燃烧长度 mm FIGRA用于分级的燃烧增长率指数FIGRA0 2MJ总放热量门槛值为0 2MJ的燃烧增长率指数FIGRA0 4MJ总放热量门槛值为0 4MJ的燃烧增长率指数LFS火焰横向蔓延长度 m PCS总热值 MJ kg或MJ m2 PCI净热值 MJ kg或MJ m2 SMOGRA烟气生成速率tf持续燃烧时间 s THR600s时间为600s时的总放热量 MJ TSP600s时间为600s时总烟气产生量 m2 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 8 2 各等级要求及主要试验方法 一 GB T5464 ISO1182 不燃性试验 GB T5464 本试验用于确定不会燃烧或不会明显燃烧的建筑制品 而不论这些制品的最终应用形态该试验用于燃烧性能等级A1 A1f1 A1L和 或 A2 A2L A2fl 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 9 建筑材料及制品 铺地材料除外 燃烧性能分级 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 10 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 11 1 匀质制品和非匀质制品的主要组份 2 非匀质制品的外部次要组份 2a 另一个可选择的判据是 对PCS 2 0MJ m2的外部次要组份 则要求满足FIGRA 20W s LFS 试样边缘 THR600s 4 0MJ s1和d0 3 非匀质制品的任一内部次要组份 4 整体制品 5 在试验程序的最后阶段 需对烟气测量系统进行调整 烟气测量系统的影响需进一步研究 由此导致评价产烟量的参数或极限值的调整 s1 SMOGRA 30m2 s2且TSP600s 50m2 s2 SMOGRA 180m2 s2且TSP600s 200m2 s3 未达到s1或s2 6 d0 按GB TXXXX规定 600s内无燃烧滴落物 微粒 d1 按GB TXXXX规定 600s内燃烧滴落物 微粒持续时间不超过10s d2 未达到d0或d1 按照GB T8626规定 过滤纸被引燃 则该制品为d2级 7 通过 过滤纸未被引燃 未通过 过滤纸被引燃 d2级 8 火焰轰击制品的表面和 如果适合该制品的最终应用 边缘 9 t0 按GB TXXXX规定的试验方法 达到ZA1级 t1 按GB TXXXX规定的试验方法 达到ZA3级 t2 未达到t0或t1 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 12 二 GB T14402 ISO1716 燃烧热值试验 GB T14402 本试验测定制品完全燃烧后的最大热释放总量 而不论这些制品的最终应用形态 测定总热值 PCS 和净热值 PCI 该试验用于燃烧性能等级A1 A1f1 A1L和 或 A2 A2f1 和A2L 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 13 三 GB T20284 EN13823 单体燃烧试验 GB T20284 本试验评价在房间角落处 模拟制品附近有单个燃烧体火源的火灾场景下 制品本身对火灾的影响 该试验用于燃烧性能等级A2 B C D A2L BL CL和DL 在某些规定条件下本试验也可用于A1级 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 14 四 GB T8626 ISO11925 2 可燃性试验 GB T8626 本试验评价在与小火焰接触时制品的着火性 该试验用于燃烧性能等级B C D E Bf1 Cf1 Df1 Ef1 BL CL DL和EL 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 15 五 GB T11785 ISO9239 2 评定铺地材料燃烧性能的辐射热源法 GB T11785 本试验确定火焰在试样水平表面停止蔓延时的临界热辐射通量 该试验用于铺地材料燃烧性能等级A2f1 Bf1 Cf1和Df1 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 16 六 GB T20285 材料产烟毒性试验 GB T20285 本试验测定材料充分产烟时无火焰烟气的毒性 本试验适用于A2 B C A2f1 Bf1 Cf1 A2L BL和CL等的附加级别 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 17 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 18 GB T8626试验点火方式 1 表面点火火焰施加在试样中心线位置 底部边缘上方40mm处2 边缘点火a 厚度不大于3mm 火焰施加在试样底部中心位置处 b 厚度大于3mm 火焰施加在表面后1 5mm的试样底部边缘宽度中心位置处 c 厚度大于10mm的多层制品进行附加试验 只有当最终应用中制品的边缘不可能发生火焰直接轰击的情况下 才只做1 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 19 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 20 GB T20284试验装置 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 21 SBI试样推车 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 22 GB T20284装置试样车1000mm 1500mm500mm 1500mm 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 23 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 24 材料产烟毒性试验 GB T20285 2006 采用动物 小白鼠 染毒试验方法 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 25 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 26 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 27 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 28 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 29 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 30 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 31 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 32 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 33 2 力学性能 高温作用下 力学性能 如强度性能 随温度变化关系 保证结构材料在火灾高温作用下保持一定强度 材料的强度是指材料在外力或应力作用下 抵抗破坏的能力 以破坏时的最大应力值表示 材料的实际强度通过标准试验来测定 根据受力方式不同分为抗压强度 抗拉强度 抗剪强度 抗弯强度等 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 34 3 发烟性能 燃烧生烟 危害人身 妨碍人员疏散和消防扑救 烟气窒息 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 35 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 36 4 毒性性能 材料燃烧或热解中产生毒气 建筑火灾人员80 因中毒死 研究材料潜在毒性 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 37 5 隔热性能 影响因素 导热性和热容量 膨胀 收缩 变形 裂缝 熔化 粉化 材料传导热量的性质称为材料的导热性 用导热系数表示影响材料导热系数的因素是材料的组成和结构 材料热容量是指材料受热时吸收热量 冷却时放出热量的性质 热容量的大小用比热表示 比热容 单位质量的某种物质温度升高1 所吸收的热量 或降低1 所释放的热量 叫做这种物质的比热容 比热容用符号c表示 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 38 导热系数是指在稳定传热条件下 1m厚的材料 两侧表面的温差为1度 K 在1秒内 通过1平方米面积传递的热量 用 表示 单位为瓦 米 度 W m K 此处的K可用 代替 比热容 specificheatcapacity 又称比热容量 简称比热 specificheat 单位质量的某种物质温度升高1 所吸收的热量 或降低1 所释放的热量 叫做这种物质的比热容 比热容用符号c表示 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 39 常用材料的的导热系数和比热 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 40 高温下材料性能 根据材料种类 使用目的和作用等确定侧重研究的内容 例如 砖 石 混凝土 钢材等 无机材料 不燃 侧重高温下物理力学性能及隔热性能 塑料 木材等 有机材料 可燃 建筑中装修和装饰 侧重高温性能时燃烧性能 发烟性能及潜在毒性性能 本章着重介绍钢材 混凝土等建筑材料的高温性能 以及建筑材料燃烧性能分级及试验方法 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 41 6 2建筑钢材的常温及高温性能 建筑用钢材 钢结构用钢材 各种型材 钢板 和钢筋混凝土结构用钢筋两类 严格技术控制下生产的材料 优点 强度大 塑性和韧性好 品质均匀 可焊可铆 制成的钢结构重量轻 防火 钢材 不燃性材料 耐火性能很差 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 42 6 2 1钢材的冶炼与分类 建筑钢材钢结构用钢材钢筋混凝土结构用钢筋一 钢的冶炼与分类 一 钢的冶炼空气转炉法 氧气转炉法 平炉炼钢法 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 43 二 钢的分类1 按脱氧程度不同 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢2 按材料成份 1 炭素钢 低炭钢 中炭钢 高碳钢 2 合金钢 在低碳钢的基础上 加入少量合金元素 硅 铬等 保证钢的良好塑性 韧性 提高钢的强度低合金钢 中合金钢 高合金钢 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 44 炼钢转炉出钢 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 45 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 46 6 2 2钢材的主要性能 1 拉伸性能低碳钢在拉力作用下应力 应变曲线如右图6 1 OA 弹性阶段AB 屈服阶段BC 强化阶段CD 颈缩阶段 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 47 材料受应力时 材料的应力随应变增加而增加 两者呈正比 当应力增大到某一值时 材料发生屈服 其拉应力与应变不再成正比 而是在某一范围内波动 随后 材料发生断裂 屈服点也是材料发生弹性形变与塑性形变的分界点 屈服点 钢材或试样在拉伸时 当应力超过弹性极限 即使应力不再增加 而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形 称此现象为屈服 而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 48 塑性变形 物质 包括流体及固体在一定的条件下 在外力的作用下产生形变 当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象 弹性变形 材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸的变化 而且能够恢复的变形叫做弹性变形 受力物体的全部变形中在除去应力后能迅速回复的那部分变形 弹性变形的重要特征是其可逆性 即受力作用后产生变形 卸除载荷后 变形消失 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 49 2 伸长率 指金属材料受外力 拉力 作用断裂时 试棒伸长的长度与原来长度的百分比钢材塑性指标 3 冷弯性能 指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能 冷弯性能可衡量钢材在常温下冷加工弯曲时产生塑性变形的能力 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 50 4 冲击韧性 工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力 即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak 单位为焦耳 J 5 硬度 指表面积局部体积内 抵抗外物压入产生塑性变形的能力 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 51 6 2 3钢材的高温性能 强度随温度 而 降低的幅度因钢材温度高低和钢材种类而不同 广泛使用普通低碳钢力学性质随温度升高的变化特性如图6 2所示 由图可见 250 下降 温度 500 时强度降低约50 600 时降低约70 钢材屈服点随温度升高逐渐降低 在500 时约为常温的50 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 52 图6 2普通低碳钢高温力学性能 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 53 导热系数在常温下导热系数为58W m 约为混凝土的38倍 随着钢材温度升高 导热系数逐渐减小 当温度达到750 时 导热系数几乎变成了常数 约为30W m 钢材导热系数大是造成钢结构在火灾条件下极易破坏的主要原因之一 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 54 从曲线可以看出 总的趋势是随着温度的升高 钢材的强度降低 变形增大 在200 以内 钢材性能没有很大变化 430 540 之间强度急剧下降 600 时强度很低不能承担荷载 此外在250 附近有兰脆现象 约260 320 时有徐变现象 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 55 兰脆现象指温度在250 左右的区间内 抗拉强度局部性提高 屈服强度有所回升 强度提高而塑性降低 材料有转脆现象 徐变现象指在260 320 的区间内 在应力持续不变的情况下 钢材以很缓慢的速度继续变形的现象 结合200 以内材料性能无大变化的性能看 结构表面所受辐射温度应不超过200 目前钢结构行业规定这个温度以150 为宜 超过这一温度就应该采取防火隔热保护 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 56 钢材属于不燃材料 可是裸露的钢结构在受火后15min 就会出现变形倒塌现象 这是为什么呢 1 钢材的导热系数大 比热小 是受火灾高温作用时升温迅速的根本原因 2 温度升高 250 C以后 强度降低 3 钢材的弹性模量随着温度升高而下降 变形加大 蠕变增加 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 57 4 预应力钢筋 经过冷加工处理 内部晶格发生畸形 强度增加 塑性降低 在受温度作用时 冷加工提高的强度逐渐消失 在同样受热温度下 冷加工钢筋强度降低的绝对值比未加工钢筋大 另外 预应力钢筋蠕变增加快 预应力钢砼更容易发生爆裂 这是预应力钢砼构件不耐火的主要原因 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 58 美国9 11恐怖事件 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 59 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 60 美国9 11恐怖事件表明 钢结构不耐火 是世贸中心坍塌 人员大量伤亡的重要原因 美国防火规范对建筑物的抗火能力 耐火等级 的分级为3小时 2小时两级 对承重墙和支承多层的柱 主梁等承重构件规定其耐火极限为4小时 日本的防火规范要求低些 其相应构件的耐火极限为2 3小时 我国的 高层民用建筑设计防火规范 规定高层民用建筑结构的耐火极限 大致与美 日相似 但略低于美国的规定 如一级耐火等级建筑的防火墙 柱和承重墙 楼梯间墙及梁的耐火极限为3小时和2小时 没有4小时的规定 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 61 世贸中心工程概况 纽约世贸中心建成于1973年 由两栋110层的方形塔楼和裙房组成 塔楼地上部分为110层 高417m 平面尺寸为63 5m 63 5m 服务性核心区平面尺寸为42m 26 5m 标准层层高为3 66m 塔楼采用钢框筒结构体系 四周为密柱深梁型框筒 主要抵抗水平荷载 框筒由240根钢柱组成 柱距为1 02m 9层以上 柱截面为450mm 450mm方钢管 其壁厚沿高度不等 窗裙梁截面高度为1320mm 框筒立面开洞率为24 大楼底部 8层以下 三柱合一 柱距加大到3 06m 柱截面放大到686mm 813mm 内部核心区为47根钢柱组成的框架 用以抵抗竖向荷载 核心区的一般柱截面为450mm 450mm方钢管 结构的外露表面喷涂石棉水泥进行防火保护 其厚度为30mm 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 62 双塔楼南楼的撞击点在78 84层 62min后坍塌 北楼撞击点在93 98层 103min后坍塌 世贸大楼的坍塌作如下推断 1 由深梁密柱组成的强大外筒使飞机机翼毁坏 撞击面积大为缩小 由翼展宽47 57m 高15 85m缩小到直径为5 8m的残骸 从而有效保护了内部的竖向承重框架 结构没有当即坍塌 为成千上万人的逃生赢得了时间 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 63 2 爆炸冲击波虽未对竖向承重框架造成实质性破坏 但对柱的防火保护层破坏严重 使其耐火性能显著降低 3 坍塌的直接原因是竖向承重结构的防火保护层局部失效 在高温作用下钢材强度大幅度降低 4 如果防火保护层没有脱落或脱落面积小于20 大楼在62min内不会坍塌 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 64 6 3混凝土的常温及高温性能 6 3 1混凝土的定义 组成组成 胶凝材料 水和粗 细骨料 拌合物 一定时间硬化 人造石材 分类 按照表观密度大小 重混凝土 密度 2600kg m3 普通混凝土 1900 2500kg m3 轻混凝土 800 1900kg m3 重混凝土 骨料 重晶石 铁矿石 屏蔽X Y射线 普通混凝土 骨料 天然砂 石子 应用最广 桥梁承重 道路路面等 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 65 轻混凝土 轻骨料混凝土 多孔混凝土及无砂大孔混凝土 有保温隔热要求的墙体 屋面等 标号高的轻骨料混凝土也用于承重结构 砼 tong混凝土 是由胶凝材料 粗细骨料与水按一定比例 经过搅拌 捣实 养护 硬化而成的一种人造石材 建筑工程中使用最广泛的是用水泥做胶凝材料的砼 由水泥 砂 石 水配合而成的砼称为普通砼 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 66 6 3 2砼的主要技术性质 一 砼的和易性指砼拌合物易于施工操作 拌合 运输 浇注 捣实 并获得质量均匀 成型密实的性能 是一项综合性质 包括流动性 粘聚性 保水性 二 砼的强度1 立方体抗压强度 fcu 按照国家标准 制作边长为150mm的立方体试件 在标准条件下养护到28d 测得的抗压强度值为砼的立方体抗压强度 fcu 2 立方体抗压强度标准值 fcuk 具有95 保证率的立方体抗压强度 单位是MPa 指在混凝土强度总体中 不小于设计要求的强度等级标准值 fcu k 的概率P 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 67 3 砼强度等级按立方体抗压强度标准值 fcuk 来划分 分为C7 5 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60十二个等级 例如C20表示一批混凝土标准抗压强度为20MPa 4 影响因素 水泥和水灰比 骨料质量 温湿度 龄期 三 砼的耐久性指砼在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用 长期保持强度和外观完整的能力 主要包括抗渗性 抗冻性 抗侵蚀性 抗碳化性及碱骨料反应等 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 68 6 3 3砼的高温性能 一 抗压强度在300 以前 砼由于水分蒸发产生的自蒸压作用 强度不变 甚至有所增加 当温度大于300 后 抗压强度则明显下降 二 抗拉强度随着温度上升 下降幅度比抗压强度大10 15 当温度达到600 抗拉强度为0 三 砼的弹性模量应力与应变的比值 反映弹塑性变形的能力 随着温度上升 砼的弹性模量迅速下降 形变增加 呈明显塑性状态 导致整个结构失稳破坏 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 69 四 砼的爆裂1 定义 在起火初期 砼构件受热表面层发生的块体爆炸性脱落现象 称为砼的爆裂 2 原因 1 水蒸汽压理论 与含水率有关 2 热应力理论 由于温度差产生不均匀应变 产生不均匀应力 3 石英晶形转变理论 当石英晶形转变造成的内应力超过砼承受力时 就会爆裂 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 70 3 防止爆裂的方法 1 W C尽量小 减少含水率 2 适当增加保护层厚度 3 设阻火屏障 喷防火涂料 抹水泥砂浆等 4 避免采用石英骨料 粒径不宜过大 5 防止构件截面突变 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 71 6 4其他建筑材料的高温性能 石材粘土砖砂浆石膏石棉水泥材料玻璃防火隔热材料无机纤维材料 矿渣棉 岩棉 玻璃棉 硅酸铝纤维 粉状和粒状材料 膨胀珍珠岩等 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 72 6 4 1木材的燃烧与阻燃 一 木材的组成 化学组成 C H O N其它物质组成 纤维素和半纤维素 木质素 可提取物 树脂 挥发性油类 灰分 二 木材的热分解100 C水分蒸发 木材呈干燥状态 化学组成无明显变化 100 260 C产生缓慢的热分解 化学级成明显改变 颜色变黑 C遇明火开始燃烧 260 450 C热分解急剧 分解物大量放出 失重明显 释放出大量热量 460 C自行着火 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 73 三 木材的燃烧 一 燃烧过程 可燃性气体的有焰燃烧木炭的无焰燃烧 二 起火方式明火点燃 燃点240 270 C加热自燃 自燃点400 470 C受辐射起火 临界辐射强度点燃临界辐射强度自燃临界辐射强度 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 74 三 燃烧速度 单位时间内木材的炭化深度0 6mm min影响因素 木材的密度含水量木材的形状和尺寸受火形式 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 75 四 木材的阻燃 表面涂敷和浸注 一 机理 复盖层理论 隔绝燃烧所需的空气NH4PO3高温nHPO3 nNH3 Na2B4O7 10H2O高温4H3BO3 2NaOH 3H2O2H3BO3高温B2O3 3H2O吸热理论 受热分解 脱水吸热不燃气体理论 产生大量不燃气体 稀释可燃气体NH4Br高温HBr NH3 NH4 2HPO4高温HPO3 H2O 2NH3 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 76 脱水催化理论 强烈脱水 促进纤维素炭化 NH4 H2PO4高温H3PO3 NH3 纤维素 C6H10O5 nH3PO36nC 5nH2O高温 二 常用阻燃剂1 磷 氮系阻燃剂2 硼系阻燃剂3 卤素阻燃剂4 含铝镁锑等金属氧化物和氢氧化物阻燃剂5 其它阻燃剂 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 77 三 木材阻燃的浸注处理方法1 常压浸注 1 浸泡法 2 热 冷浸注法2 外加压浸注 1 满细胞法前真空阶段 加压阶段 卸压 排药阶段 后真空阶段 干燥阶段 2 双真空法 低压浸注 操作过程同前 压力低 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 78 6 4 2塑料的燃烧和阻燃一 塑料的燃烧过程1 加热 热固性塑料热塑性塑料2 分解 不燃性气体 可燃性气体 炭化残渣3 着火燃烧二 塑料的燃烧特点1 发热量高2 火焰温度高3 燃烧速度快4 发烟量和毒性大 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 79 三 塑料的阻燃1 塑料的阻燃机理 1 受热时释放出大量的水蒸气或其它不燃气体 2 促进碳的形成 降低含碳气体的浓度 3 形成玻璃状的隔热层 4 分解出自由基终止剂2 塑料的阻燃现状以及存在的主要问题 1 阻燃剂发展现状 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 80 2 在塑料中使用阻燃剂的原则 最终的制品要具有热稳定性 成型加工时不发生分解 在塑料制品中分散性好 不析出 与阻燃树脂以及其他配合剂相容性好 对制品的物理机械性能 着色性等性能的影响尽量小 来源丰富 无毒或低毒 燃烧时不产生液滴 用量少 阻燃效果好 能够处理好阻燃与抑烟的问题 3 生产生活中塑料阻燃和防火安全所面临的问题A 从技术角度看 目前的阻燃技术是成熟的 但不是最好的 哪一种塑料采用哪一种配方 能同时满足阻燃 加工和应用三方面的要求 没有定论 阻燃法规滞后 行业及政府主管部门缺少权威人物和机构 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 81 B 从科研成果转化的角度分析 在阻燃理论研究中 我国有些领域处于世界前沿 但在如何将科研院所和生产厂家进行有效结合 指导帮助用户正确选用阻燃剂 或根据用户要求研制新的阻燃剂和复配合理的阻燃系统等方面 我国才刚刚起步 C 受经济条件限制 完全达到阻燃要求的材料 在市场中难以被接受 D 技术标准的制订 修订 规范 统一迫在眉捷 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 82 6 4 3其它建筑材料的高温性能胶合板 沿原木年轮方向旋切成大张单板 经干燥 涂胶后按相邻单板层木纹方向相互垂直的原则组成坯 胶合而成 纤维板 以植物纤维为原料 经纤维分离 成型 热压 干燥等工序制成的板材 难燃刨花板 用木材碎料为主要原料 加胶水 添加剂经压制而成的薄型板材 有机材料 取决于粘胶剂的性质 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 83 无机材料一 石材 t 500 C 强度显著降低二 粘土砖 经高温煅烧 耐火性良好三 砂浆 水泥砂浆 石灰砂浆 混合砂浆四 石膏 一 装饰石膏板 1 主要原料 石膏 纤维增强材料 外加剂 水2 特点 重量轻 安装方便 具有较好防火效果3 应用 室内墙面和顶棚装修 二 纸面石膏板 难燃板材带护面纸 用于室内非承重墙和吊顶 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 84 五 石棉水泥材料 一 分类 1 屋面材料2 墙壁材料3 管材4 电气绝缘板 二 特点高温时爆裂 并在高温时遇水冷却立即发生破坏 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 85 六 玻璃 以石英砂 纯碱 长石和石灰石等为原料 在1550 1600 C烧至熔融 再经急冷而得的一种无定形硅酸盐物质 一 普通平板玻璃 用于建筑的门窗 火灾条件下250 C左右因变形自行破裂 二 防火玻璃 1 分类 按用途 建筑用防火玻璃 船用防火玻璃按结构 复合防火玻璃 FFB 单片防火玻璃 DFB 按耐火性能 A类 同时满足耐火完整性隔热性要求B类 同时满足耐火完整性 热辐射强度要求C类 满足耐火完整性要求 2011 3 西安科技大学安全教研室李莉 86 按耐火等级 一级 90min二级 60min三级 45min四级 30min2 复合防火玻璃由两层或两层以上玻璃复合而成或由一层玻璃和有机材料复合而成