建筑材料及制品燃烧热值的测定

随着建筑材料技术的不断发展，现在使用的大部分材料已经能够满足市场的需求。但随之而来的问题是，很多建筑材料的燃烧性能无法满足要求，间接导致在发生火灾情况时可能会产生重大的人员及财产的损失。因此，近年来，建筑材料的的燃烧性能越来越被重视，燃烧热值作为评定燃烧性能等级（A级）的必检参数，其重要性是不言而喻的。

 

建筑材料的燃烧热值是表征建筑材料潜在火灾危险性的重要参数，是计算建材燃烧释放热量和火灾荷载必不可少的基础数据。热值是材料的自然属性，可用于评价建材制品潜在的火灾荷载，是评价燃烧性能分级的试验方法之一。

 

一、燃烧热值试验检测

建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的试验有两种，一种是坩埚法，一种是香烟纸法。两种试验方法的不同点是部分试验用品及工具的差异。试验环境的温度及试验用蒸馏水的水温为两者必备试验要素。

 

根据标准GB/T14402-2007《建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的测定》的规定，具体试验方法如下：

 

1、试验准备

（1）制样

选择有代表性的样品，对匀质或非匀质制品的被测组分截取试样。若被测组分为匀质制品或非匀质制品的主要成分，则样块最小质量为50g，若被测组分为非匀质制品的次要成分，则样块最小质量为10g。截取试样后，将其研磨至粉末状。

 

（2）质量测定

称取被测样品0.5g，苯甲酸0.5g，必要时，称取点火丝、棉线和“香烟”纸。

 

（3）制样方法

坩埚试验

a、将已称量的试样和苯甲酸的混合物放入坩埚中；

b、将已称量的点火丝连接到两个电极上；

c、调节点火丝的位置，使之与坩埚中的试样良好的接触。

 

 

香烟试验

a、调节已称量的点火丝下垂到心轴的中心；

b、用已称量的“香烟纸”将心轴包裹，并将其边缘重叠处用胶水粘结，如果“香烟纸”已粘结，则不需要再次粘结。两端留出足够的纸，使其和点火丝拧在一起；

c、将纸和心轴下端的点火丝拧在一起放入模具中，点火丝要穿出模具的底部；

d、移除心轴，将已称量的试样和苯甲酸的混合物放入“香烟纸”；

e、从模具中拿出装有试样和苯甲酸混合物的“香烟纸”，分别将“香烟纸”两端扭在一起。

f、称量“香烟”状样品，确保总重和组成成分的质量之差不能超过10mg；

g、 将“香烟”状样品放入坩埚。

 

（4）状态调节

试验前，应将粉末试样、苯甲酸和“香烟纸”按照规定要求进行状态调节。

 

（5）水当量标定

量热仪、氧弹及其附件的水当量应通过对5组质量相同的标准苯甲酸样品进行总热值测定进行标定。水当量应为5次标定结果的平均值，每次标定结果与水当量的偏差不能超过0.2%。

 

2、燃烧热值标准试验程序

试验应在标准试验条件（温度23±2℃；湿度50±5%）下进行，试验室温度和量热筒内水温差不得超过±2 K。

 

 

（1）称取五份定量的样品与苯甲酸拌匀（总量为1g），精确至0.1mg。

（2）安装试样和点火丝，确保其接触良好，避免点火丝接触坩埚边缘。

（3）在氧弹中加入10mL蒸馏水，用来吸收试验过程中产生的酸性气体。拧紧氧弹密封盖，连接氧弹和氧气瓶阀门，给氧弹充氧至压力达到3.0~3.5Mpa。

（4）在量热仪内筒中加入与标定时相同量的蒸馏水，将氧弹放入量热仪内筒，使其淹没过氧弹（用水量2L,精确至1g），检查并确保氧弹没有泄露。

（5）将量热仪内筒放入外筒。

（6）打开仪器，安装温度传感器，开启搅拌机和计时器。

（7）调节内筒水温，使其和外筒水温基本相同，直到10min内的连续读数偏差不超过±0.01K。将此时的温度作为起始温度。

（8）温度平衡10min后自动点燃样品，在量热仪内筒快速升温阶段，外筒水温应与内筒水温尽量保持一致，直到10min内的连续读数偏差不超过±0.01K，将此时的温度作为最高温度，试验自动终止。

（9）将氧弹从量热仪中取出，放置10min后缓慢泄压。打开氧弹观察试样沉淀物，确定试样是否完全燃烧。

 

3、总热值计算

根据标准规定，对样品燃烧总热值进行计算。

（1）对于匀质材料，应进行3次试样，取3次试验结果的平均值（最大值与最小值偏差≤0.2MJ/kg,有效范围0~3.2MJ/kg）。

（2）对于非匀质材料，应计算每个单独组分的总热值（最大值与最小值偏差≤0.1MJ/kg,有效范围0~4.1MJ/kg）。

 

二、注意事项

（1）制样时，应对被测组分任意截取至少5个样作为试样。对于松散填充材料，从制品上任意截取最小质量为50g的样块作为试样；对于含水产品，将制品干燥后，任意截取其最小质量为10g的样块作为试样。如果有要求，应在最小面积为250mm×250mm的试样上对制品每个组分进行表面密度的测试，对于含水制品，需干燥后进行测试。

 

 

（2）在对试样进行研磨时，不能有热分解发生，要采用交错研磨的方式。如果样品不能研磨，则可以采用别的方式将样品制成小颗粒或片材。

 

（3）在进行水当量测定时，预制的苯甲酸小丸片的燃烧热值同试验时采用的标准苯甲酸粉末燃烧热值一致时，才能将预制小丸片用于试验。

 

（4）在进行燃烧热值试验时，如果采用坩埚法时试样不能完全燃烧，那么采用“香烟”法进行试验，如果试样同样不能完全燃烧，则继续采用“香烟”法重复试验。

 

（5）试验时，应对3个试样进行试验，如果试验结果不能满足有效性的要求，则需对另外2个试样进行试验。按分级体系的要求，可进行多于3个试样的试验。

 

三、总结

近年来，建筑建设突飞猛进，随着城市化进程的不断加快，我国建筑朝着高层化发展，这就使大众对建筑材料的各项性能越来越重视，尤其是在建筑材料防火这一方面，要求更是越来越严格。而燃烧热值作为建筑材料防火性能的重要指标之一，可根据燃烧热值试验来评价建筑材料潜在的火灾荷载，因此燃烧热值试验检测对建筑材料的防火性能具有重要意义。

 

在建筑工程尤其是高层建筑中，我们应该加大力度严格进行建筑材料的燃烧热值试验检测，尽量采用燃烧热值低的材料，这样就能大大降低火灾的发生。