建筑外墙保温材料燃烧性能的研究
苏杨凡
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苏杨凡,. 建筑外墙保温材料燃烧性能的研究[J]. 新材料,2021.5. DOI:10.12721/ccn.2021.158046.
摘要: 建筑外墙保温材料燃烧性能的研究工作需要借助一系列的试验分析论证,在此过程中,工程人员、技术人员需要结合行之有效的试验管控措施,对外墙保温材料的燃烧情况进行综合全面地分析、比较,结合有效的管控措施,对材料的导热系数、热阻、燃烧温度、火焰蔓延趋势等性能进行综合评估,并且对完成燃烧试验后的材料进行观察分析,对材料的结构、理化特性变化进行总结,完成对保温材料燃烧性能综合全面地评估。
关键词: 建筑外墙;保温材料;燃烧性能
DOI:10.12721/ccn.2021.158046
基金资助:

引言:当前在对建筑外墙保温材料燃烧性能进行研究分析管理的过程中,工程师以及技术人员需要明确建筑外墙结构,对保温材料的理化特性结合有效的试验探究、试验分析,重点评估相关材料的导热系数以及燃烧状况,以此来选取更加优异优质的材料,提高整个结构的稳定性。

一、外墙保温材料分析

外墙保温材料具备较多的类型,其中主要的有挤塑板,由聚苯乙烯树脂以及添加剂经过高密度挤压之后形成的,内部为蜂窝状结构,表面具备致密的闭孔结构使其拥有较低的导热系数,同时也具备较强的抗压性能,能够提高整个材料结构的综合运行稳定性。另外,聚氨酯在结合阻燃剂混合使用之后也能够具备优异的阻燃效果,起到关键的防火管控功效。硅质聚苯板也是一种全新的保温隔热材料,此类材料不仅延续了传统保温隔热材料中导热系数较小的特征,其也具备优良的保温隔热效果,解决了传统泡沫板阻燃效果差的严重问题,是全新的隔热保温材料。总体来说,外墙保温材料其基本运作逻辑是在于实现对材料结构以及导入系数、阻燃性能的综合全面控制,从而提高整个外墙外保温体系的稳定性和阻燃性。

二、外墙保温材料试验方案

要用实现对建筑外墙保温材料燃烧性能的综合探究管控,则需要结合一系列行之有效的试验措施,在此期间首先需要对试验装置进行科学合理地设置。一般情况下,主要采用建材燃烧热值试验装置,对建材制品进行单体燃烧试验分析,结合SBI装置,对保温材料的燃烧性能进行综合全面地试验探究,相关试验装置主要是用于测量材料的燃烧热值,评估相关材料在完全燃烧之后所释放出的能量,从而推测出该种材料在遇到火灾情况时可能造成的不利结果。相关材料的状态和尺寸对试验结果并不会产生较大的影响,该项试验通常用于对潜在的火灾荷载进行管理评估。其次,工程人员还需要对试验样品进行合理制备,可结合挤塑板、硬泡聚氨酯、硅质聚苯板的样板,将其剪裁为标准推荐的大小尺寸、形状,并且选取三块试样为一组的试验样品,在试验过程中结合燃烧试验,分别点燃三组样品,并且借助电偶测试,对其中的内部温度进行实时监测,并且记录火焰温度、传播速度以及燃烧高度、二氧化碳含量等数据,在试验结束之后则需要对保温材料碳化的情况以及外部损坏范围进行综合评估分析,完成对样品的分级判定。

三、试验现象分析

每组保温料燃烧时间持续约三秒左右,在燃烧之后会产生不同的燃烧结果,通过试验观察可以看出,在遇火燃烧之后会出现剧烈的燃烧反应,同时相关材料火焰蔓延范围相对较为宽广,并且在燃烧过程中也会产生相应的收缩现象,燃烧物质会滴落,并且在燃烧结束之后也会出现大面积的碳化情况;而硬泡聚氨酯在燃烧过程中会产生相应的浓烟,并且浓烟中还伴随有刺激性气味,火焰燃烧速度相对较快,在燃烧结束之后,材料表面也会堆积大量碳化物质。而硅质聚苯板在点燃之后基本上不会产生燃烧反应,同时其外部火焰蔓延范围相对较小,在燃烧结束之后,其外部也不会产生碳化的情况。在试验过程中,挤塑板的火焰传播速度相对较快,而硬泡聚氨酯的火焰传播速度则相对较小,硅质聚苯板在点燃之后也不会产生相应的火焰现象。在完成试验之后,通过热电偶测试对保温材料内部温度进行评估可以看出,挤塑板、硬泡聚氨酯以及硅质聚苯板的温度呈现出由高到低的排布规律,因此可以看出硅质聚苯板在燃烧过程中的内部温度要低于传统的保温材料。

四、试验结论

通过以往试验的经验数据可以得出,各类XPS、EPS、硬泡聚氨酯、硅质聚苯板等材料的燃烧性能具备显著差异。具体来说,在火焰传播速度和蔓延高度上,通过试验分析,硅质聚苯板的火焰传播速度相对较低,其火焰传播高度也可以控制在较低的水平;而在完成试验之后,对三种保温材料的损毁情况以及碳化状况进行分析对比可以看出,硅质聚苯板表面基本上没有出现碳化的情况,相关材料只是出现了少量收缩,而硬泡聚氨酯虽然在表面存在大量碳化的现象,但是材料主体结构保持完好,但是挤塑板在完成燃烧之后不仅会出现大面积碳化现象,其内部结构也完全损毁,破坏情况最为严重。硅质聚苯板其内部温度低,其不具备燃烧的属性与其工艺流程存在较大的关联,由于其内部设施有高分子颗粒防护隔热仓,能够在遇火之后形成闭孔结构,可有效阻止外部空气流入,同时也能够有效阻止热量的传导,从而防止火焰穿透,起到良好的阻燃功效。

保温材料在燃烧过程中的温度也直接影响材料的燃烧性能,通过试验分析可以看出,硅质聚苯板在燃烧过程中的内部温度最小,因此将硅质聚苯板用作防火隔热材料具备显著的隔热效果,借助其连续的蜂窝状阻热结构可以隔绝氧气、空气,同时还能够阻止热量传递,达到良好的防火、控火、隔火目的,并且还能够有效地控制燃烧温度。建筑外墙保温材料燃烧性能是当前保温隔热防火研究工作中所关注的重点和要点,传统材料在遇火之后产生剧烈的燃烧,同时传统材料也容易出现老化的情况,在燃烧期间会产生大量的烟气并且释放出大量有毒有害的气体,这是外墙保温系统使用中存在的较大缺陷。因此新型防火材料将成为保温市场中不可缺少的关键要素,在选用新型保温材料的过程中,相关工程人员需要对新型保温材料的理化特性进行综合全面地分析评估,重点管控相关新型保温材料导热系数、隔热系数以及燃烧情况等关键的性能指标,在此基础之上完善防护管控策略,以此来避免火灾事故的发生。

五、结束语

外墙保温材料燃烧性能的优劣关乎到整个建筑结构的保温性能、防火性能的高低,不仅关系建筑物本身的施工质量,更是直关人命的重点。传统保温材料易燃烧、易碳化的特性,同时相关材料在燃烧之后也会释放大量有毒有害的气体,其防火性能相对较差。现在结合全新的保温材料使用之后将大大的提升建筑的防火功能稳定性、安全性。我们工程人员、检测人员、试验人员也应对外墙保温系统进行重点关注,对整个保温系统的抗火性能进行分析比较,尽可能从材料燃烧性能方面进行评估,提升材料结构的综合防火性能。同时不断提升自己,对新型技术进行革新、优化、调整,完善技术储备,实现对整个外墙外保温材料系统燃烧性能更加全面、科学地掌握。把好质量关、安全关、生命关!

参考文献:

[1]殷明, 赵敏, 邹卫雄. 建筑外墙保温材料燃烧性能的研究[J]. 建筑, 2016(17):2.

[2]时姣, 吴莉莉, 刘建志,等. A级建筑外墙保温材料燃烧性能研究[J]. 广东化工, 2020, 47(4):2.

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