聚合物基建筑保温材料的热行为及燃烧行为

对模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS),挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)和聚异氰酸酯-聚氨酯泡沫板(PIR-PU)的热分解行为、燃烧行为、燃烧烟气中的主要毒害气体和热裂解产物进行了研究.结果表明:PIR-PU的初始分解温度和最大热分解温度明显低于EPS和XPS,EPS和XPS的热分解行为基本相同,高温下PIR-PU的残炭率高,而EPS和XPS基本不成炭;PIR-PU的热释放速率、总热释放量、生烟速率和总生烟量均明显低于EPS和XPS,但PIR-PU点燃时间比EPS和XPS短;PIR-PU,EPS和XPS的燃烧烟气中均存在CO和HCN等毒害气体,有效剂量分数(FED值)表明PIR-PU的燃烧烟气毒性最大;PIR-PU热裂解产物中的异氰酸酯衍生物、苯胺衍生物和含氯阻燃剂是其燃烧生成HCN和HCl的主要原因,而EPS和XPS热裂解产物中大量的芳香族衍生物是其生烟量较大的一个重要原因.     

常见保温材料的单体燃烧试验研究

本文采用EPS板、XPS板、酚醛板、岩棉板、橡塑保温材料和聚氨酯泡沫保温材料作为研究对象进行单体燃烧试验,获得其燃烧增长速率指数、600s内的热释放量、烟气生成速率指数、600s内的总产烟量、燃烧滴落物/颗粒物等参数,分析其火灾危险性。研究表明:材料火灾危险性由大到小排列依次为,聚氨酯保温板橡塑保温板XPS板EPS板酚醛板岩棉板。     

低辐射强度下古建筑木构件材料的燃烧特性

为研究古建筑木构件材料在火灾下的燃烧特性,使用锥型量热仪对古木材试样的点燃时间、临界辐射强度、热释放速率、燃烧气体中CO2体积分数等燃烧特性进行试验研究。试验发现3种不同厚度试样的临界辐射强度分别为8.81,9.40,10.55 kW/m2。试样厚度增加会使古木材点燃时间延长,临界辐射强度增大,材料的热释放速率所形成的双峰值曲线的峰值降低。燃烧气体中CO2体积分数曲线与热释放速率所绘制出的曲线的形态一致,同一厚度的试样在不同辐射强度下其燃烧特性呈现出显著区别。与新木材相关燃烧特性参数对比,劣化后的古木材临界热辐射强度降低、点燃时间减小,5 min内平均热释放速率较高。研究表明,古建筑木构件材料燃烧特性有显著变化,可为古建筑火灾研究提供参考。     

EPS保温板垂直壁面蔓延特性实验研究

选取普通型EPS保温板和阻燃型EPS保温板作为研究对象,对其进行了不同厚度、宽度的垂直壁面燃烧实验.通过对EPS保温板垂直壁面蔓延特性的研究发现:普通型和阻燃型EPS保温板在点型火源作用下,垂直壁面蔓延速率遵循t7的蔓延规律,即火焰前锋位置随时间按照y=a1t7 +a2t6+…+a7t+a0的关系变化,而垂直壁面蔓延速率则按照Vp1=a/ t+ β规律变化.厚度是影响EPS保温板垂直壁面蔓延速率的重要因素,厚度对垂直壁面蔓延速率影响存在一个临界值H.达到H之前,垂直壁面蔓延速率随厚度的增加而增加；超过H后,垂直壁面蔓延速率呈平稳趋势.     

XPS竖向燃烧特性试验研究

为了得到挤压型聚苯乙烯(XPS)在两面临空与贴壁两种工况下的竖向燃烧特性,利用锥形量热仪与自制竖向燃烧实验平台开展XPS竖向燃烧试验。测定两种工况下的质量损失率并推导出相应的热释放速率,测定贴壁工况XPS竖向热解速率随试样宽度的变化。结果表明,随着辐射通量的变化,XPS的有效燃烧热基本稳定在25.1 MJ/kg;两面临空工况下稳定阶段的质量损失率与热释放速率为贴壁工况的3倍;贴壁工况下,试样宽度为125mm左右出现热解速率最小值。     

XPS保温板小尺寸水平燃烧特性

实验研究小尺寸挤塑型聚苯乙烯(XPS)保温板水平燃烧特性,测得试样水平燃烧的表面温度、质量损失速率、热释放速率等燃烧特性参数,发现了水平燃烧特性参数与厚度的关系.分析发现:试样水平燃烧表面温度、火焰前锋蔓延速率受厚度影响很小;最大质量损失速率、辐射热值与材料的厚度成正相关关系;最大热释放速率与厚度呈对数关系.     

碳纤维/环氧层压板的燃烧特性

利用锥形量热仪,热辐射强度选取为15～80 kW/m2,采用电火花引燃和无电火花引燃的自燃两种着火方式研究碳纤维/环氧层压板在不同火灾环境下的燃烧特性,对比分析点燃时间、临界热辐射强度、质量损失速率及热释放速率的变化规律。结果表明:随热辐射强度的增大,两种着火方式下碳纤维/环氧层压板的点燃时间缩短,质量损失速率峰值增大,热释放速率峰值增大且达到峰值时间提前;相同辐射强度下,相比于自燃,强制点燃的点燃时间提前、临界热辐射强度降低,热释放速率峰值升高及达到峰值时间提前;随着热辐射强度的增加,着火方式对点燃时间和热释放速率影响逐渐减小。建立了碳纤维/环氧层压板的点燃时间及质量损失速率的数学模型,得到理论临界热辐射强度和气化热。     

基于CONE和MCC的典型电缆燃烧性能研究

采用锥形量热仪和微燃烧量热仪对4类不同护套材料电缆的8种电缆样品进行燃烧性能分析研究,研究结果表明:电缆燃烧热释放过程与护套、绝缘材料、电缆结构密切相关;对于护套材料相同而大小或结构不同的电缆,点燃时间和到达第一个峰值的时间以及第一个峰值最大热释放速率基本一致;聚烯烃无机阻燃材料电缆能够有效降低热释放速率峰值,CO2、CO释放量也明显低于橡胶电缆、普通PVC电缆和阻燃PVC电缆;微燃烧量热仪和锥形量热仪实验数据存在一定的相关性,微燃烧量热仪实验数据可以对锥形量热仪实验的第一燃烧阶段燃烧行为进行预测。     

野外组合式软体油罐罐体材料燃烧特性研究

为了研究野外组合式软体油罐在不同辐射强度下的燃烧特性,通过锥形量热仪对软体油罐样本进行燃烧实验,选用25,35,50 kW/m2三种典型的热辐射强度进行研究,得到点燃时间、热释放速率、比消光面积、烟气生成速率、火焰形态等参数的变化规律.结果发现:热辐射强度为50 kW/m2时,点燃时间分别为25,35 kW/m2时的3...     

硼酚醛/丙烯酸树脂共混物的燃烧性能

用溶液共混法制备了硼酚醛/丙烯酸树脂共混物,用锥形量热仪(CONE)研究了共混物的燃烧性能。结果表明:硼酚醛能全面改进丙烯酸树脂的燃烧性能。在实验条件下,共混物与丙烯酸树脂相比,点燃时间延长209s,峰值热释放速率降低到25%,6min内的平均热释放速率降低到18%,总释放热明显减少;共混物烟释放量减少到15%,平均产烟速率降低到1.6%,6min释放CO的平均浓度减少到60%。     

飞机典型聚碳酸酯板材燃烧特性研究

以典型的飞机聚碳酸酯板材为研究对象,基于ISO5660标准锥形量热仪平台,分析燃烧过程,对其点燃时间、热释放速率、燃烧产物等燃烧特性进行研究。基于实验数据,建立飞机聚碳酸酯板材的点燃时间模型,预测该规格的飞机聚碳酸酯板材的临界热流密度。测量聚碳酸酯板的热释放速率基础数据,并且对热释放速率特征进行理论分析,预测其火灾增长系数,测量并分析火灾过程中烟气的浓度。     

基于锥形量热法的常见人造木质板材燃烧性能研究

在建筑内部的装修装饰中,人造木质板材的应用极其广泛,为了研究人造木质板材的燃烧性能,文章以密度板、刨花板、细木工板和胶合板四种常见板材为研究对象,采用锥形量热仪和傅里叶红外烟气分析仪等仪器从点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、火灾性能指数(FPI)、有毒气体四个方面对人造木质板材的燃烧性能进行分析,研究结果表明:点燃时间由短到长依次为细木工板、胶合板、密度板、刨花板;四种人造木质板材均出现两个热释放速率峰值,而且两个峰值之间存在一个稳定的燃烧阶段,变化情况与点燃时间基本相符;胶合板最先发生轰燃,其次是细木工板、密度板、刨花板,FPI逐渐增大,轰燃威胁逐渐减弱;燃烧过程中有毒气体CO和NO含量的变化曲线都存在两个峰值,同一种类板材燃烧初期NO产量更多,燃烧中期CO、NO产量较少,燃烧后期,产生大量的CO更多;总体而言,细木工板和胶合板的火灾危险性接近最低,其次是密度板、刨花板。     

热氧老化对聚苯乙烯燃烧性能的影响

采用人工加速热氧老化方法,对B1、B2两个燃烧等级的聚苯乙烯进行热氧老化处理,利用锥形量热仪对老化前后样品分别进行燃烧实验,对其点燃时间、热释放速率、质量损失速率等燃烧性能进行对比分析,得出以下结论:热氧老化降低了聚苯乙烯保温材料的点燃时间;燃烧过程中到达热释放速率峰值的时间变短;老化使得材料更容易发生分解、挥发等现象,增加了材料的火灾危险性;热氧老化对B1、B2级样品燃烧性能的影响存在一致性。     

落叶松原木楞堆全尺寸火蔓延实验研究

对落叶松原木楞堆燃烧进行了全尺寸实验研究。通过改变实验条件,分析了热释放速率的变化规律、热释放速率和温度、O2含量的关系。实验表明:油池尺寸、排风量和引燃的燃料体积对原木楞堆蔓延阶段的热释放速率有很大影响,一旦原木燃烧趋于平稳,热释放速率保持在一个稳定状态。原木楞堆的温度场随热释放速率的增加而升高,O2的含量和热释放速率大致呈线性关系。     

洁净厂房塑料储存容器燃烧特性试验研究

为研究洁净厂房内典型可燃物的火灾燃烧特性,通过对洁净厂房的实地调研,选取不同组合的聚丙烯塑料箱和聚苯乙烯塑料盒,分别采用3 MW 量热仪和10 MW 量热仪开展了4组全尺寸火灾燃烧特性试验。试验结果表明,无论是单组、双组还是4 组铺设,聚丙烯塑料箱均具有较高的火灾危险性,其燃烧增长速率和最大热释放速率在燃烧增长阶段的发展过程均接近超快速火,且几乎无平稳燃烧阶段。聚丙烯塑料箱平铺面积增大后,除热释放速率增大外,也进一步提高其火灾增长速率;聚苯乙烯塑料盒在燃烧增长阶段的发展过程为中速火,平稳燃烧时间较长。     

氢氧化镁和十溴二苯醚对海水阻燃性能的影响

研究了海水中添加Mg(OH)2和十溴二苯醚后棉布和地毯的热解及燃烧行为,对比了添加量对棉布和地毯的点燃时间、热解速度、火焰持续时间等参数的影响,并利用锥形量热仪测定了添加阻燃剂前后材料的点燃时间、热释放速率、质量损失速率和CO释放速率.结果表明,添加Mg(OH)2和十溴加锑后,浸海水棉布和地毯的热分解速度明显降低,点燃时间延长,最大热释放速率和质量损失速率都显著降低.Mg(OH)2或十溴加锑的最佳添加量分别为10%和5%.     

非铺地建筑材料及制品释热性评价参数分析

分析了用燃烧增长速率指数评价非铺地建筑材料及制品释热性存在的问题,提出了用最大平均热释放速率指数作为非铺地建筑材料及制品释热性评价参数的建议。聚氨酯硬泡沫保温板、阻燃细木工板、未阻燃细木工板、橡塑保温板、阻燃胶合板和未阻燃胶合板等6种材料的单体燃烧试验结果与数据分析表明,燃烧增长速率指数往往会过高估计测试样品的释热性,最大平均热释放速率指数较好地反映了测试样品在整个受火过程中的释热性。     

弹簧床垫燃烧性能及防火保护的研究

利用家具量热仪对无防火保护的弹簧床垫燃烧性能进行研究,并与有防火保护的弹簧床垫燃烧性能进行对比.实验在敞开的家具量热仪实验装置下进行,通过测量床垫燃烧过程中的热释放速率、CO和CO2有害气体的产生速率等燃烧性能参数,评价弹簧床垫火灾特性和危险性以及防火保护的效果.研究结果表明:无防火保护的单人弹簧床垫一旦引燃,4min内即可达到轰燃,并释放出大量的CO和CO2有害气体,火灾危险性非常大,通过添加防火棉能有效的抑制弹簧床垫的燃烧,降低火灾危险性.     

滇中地区主要树种单一燃烧性能研究

摘 要：树种燃烧性研究是森林可燃物调控的基础,可以为多种可燃物调控措施的制定提供理论依据和数据支撑。利用锥形量热仪对滇中地区9个树种和草本植物紫茎泽兰的2～4,5～8,9～12 mm直径枯枝（枯茎）燃烧性进行测定,对单一性燃烧性能进行分析,结果如下：随枯枝直径的增加,各树种点燃时间、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间和有效燃烧热峰值时间变长,热释放速率峰值和质量损失速率峰值随枯枝直径的增加逐渐降低;直径越小,热释放速率峰值和质量损失速率峰值（pMLR）越明显,随着枯枝直径的增加,热释放速率峰值和质量损失速率峰值逐渐不明显;有效燃烧热峰值和比消光面积峰值与枯枝直径相关性不大;各树种随枯枝直径的增加,质量损失速率峰值时间逐渐增长;比消光面积峰值时间除桉树随枯枝直径增加而降低外,其他树种逐渐增长;草本植物紫茎泽兰与9个树种比较,点燃时间（TTI）、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间、有效燃烧热峰值时间、质量损失速率峰值时间和比消光面积峰值时间最小,容易燃烧,火灾危害性大,易引燃树冠火;圆柏和藏柏热释放速率峰值高,华山松和云南松点燃时间和热释放速率峰值时间小,这4个树种易燃性高,着火后易引发连续树冠火,火强度大,容易造成大的损失。在森林可燃物调控过程中,要及时清理林下枯枝,特别是直径较小的枯枝。     

喷涂油漆在薄金属表面燃烧特性研究

摘 要：通过锥形量热仪研究了喷涂油漆在薄金属表面的燃烧特性。选用35,50,65,80 kW/m2共4种热辐射强度,得到点燃时间、热释放速率、CO释放速率等参数。结果发现：薄金属表面油漆为典型的热薄型固体,点燃时间的倒数与热辐射强度呈线性关系。喷涂层数越多,引燃所需的热辐射强度越小,火灾危险性也越高,试验得到1层喷涂、2层喷涂和3层喷涂的临界热流强度分别约为30.8,10.0,5.0 kW/m2。热释放速率呈现出双峰特性,第一峰值和第二峰值随热辐射强度呈线性增长关系,且峰值随喷涂层数的增加而增加。CO释放速率则呈现出3个峰值。随着热辐射强度增加,各样品的火灾性能指数不断降低,火灾蔓延指数不断升高,火灾危险性增加。