火焰对泡沫塑料材料可燃试验结果的影响

谢红佳

（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司）

0 前言

国家对建筑的火灾安全提到前所未有的高度，装饰装修材料中泡沫塑料的应用越来越广，泡沫塑料的燃烧性能对建筑的安全起到重要的作用，本课题按照GB/T 8626-2007《建筑材料可燃性试验方法》中的试验方法，在控制其他条件不变的情况下，仅改变火焰的颜色，焰心大小、火焰角度，来研究火焰对三种泡沫塑料的可燃试验结果的影响。由于试验方法中，仅对丙烷气体火焰高度（20mm±1）有要求，但检测机构在实际试验过程中，由于设备和人员的误差，调节出来的火焰不同，对试验结果千差万别，因此，本课题在控制火焰高度一致的情况下，从火焰的颜色、焰心大小、火焰角度对泡沫塑料的可燃试验的影响，得出在符合标准试验方法的基础上，控制其它因素对试验结果影响最小的最佳条件。

1 试验设计

1.1 试验原理

建筑材料可燃性试验是在没有外加辐射条件下，用小火焰直接冲击垂直放置的试样以测定建筑制品可燃性的方法。试验是在环境温度为(23±5)℃，相对湿度为(50±20)%的实验室进行。

采用纯度≥95%的商用丙烷。为使燃烧器在45″角方向上保持火焰稳定，燃气压力应在10～50kPa 范围内。燃烧器的设计应使其能在垂直方向使用或与垂直轴线成45°角。燃烧器应安装在水平钢板上,并可沿燃烧箱中心线方向前后平稳移动。在只点燃燃烧器和打开抽风罩的条件下，测量的箱体烟道内的空气流速应为(0.7±0.1)m/s。

1.2 试验设备

本试验采用纯度为95%商用丙烷，jc-4 建材可燃试验炉，试验方法依据GB/T 8626-2007《建筑材料可燃性试验方法》。

1.3 试验设计

⑴试验样品：试验选取厚度均为50mm 的XPS 板三组，根据SBI 结果来初步判定挤塑板的燃烧性能级别，分析不同燃烧性能级别的样品对火焰的不同反应。见表1。

表1 试验样品特性对比

⑵试验火焰：本次试验将试验火焰颜色、焰心大小、火焰角度作为变量因素，研究不同的火焰，对同一燃烧性能级别和不同燃烧性能级别的试验样品的影响。见表2。

表2 试验火焰特性对比

2 结果与分析

2.1 火焰颜色对泡沫塑料可燃试验结果的影响

对比三种火焰特点，选取1#、2#火焰，按照标准试验要求，对三种试验样品进行可燃试验，试验现象如表3。

表3 1#、2#火焰对三种试验样品的试验现象

通过以上试验现象可以看出，同一种样品，采用充分燃烧的2#蓝色火焰做可燃试验，火焰到达距离点火点更远，原因分析，这是因为火焰呈蓝色，说明丙烷气体完全燃烧，释放的热量更多，试验时，能正常完成试验过程；而火焰呈黄色时，气体未充分燃烧，释放出的热量不够，试验时，火焰到达距离点火点较近。

另外，由于1#、2#、3#样品均是B1 级难燃性，但其单体燃烧试验数据从小到大，则说明样品的燃烧性能越趋近于易燃性能。对于同一种火焰，这三种样品中，1#火焰到达的高度最小，3#火焰到达的高度最大，则说明，样品的燃烧性能越趋近于易燃性能，其可燃试验火焰到达距离点火点的高度依次增大。

2.2 火焰焰心大小对泡沫塑料可燃试验结果的影响

对比三种火焰特点，选取2#、3#火焰，按照标准试验要求，对三种试验样品进行可燃试验，试验现象如表4。

表4 1#、2#火焰对三种试验样品的试验现象

通过以上试验现象可以看出，对于同一种试验样品，采用焰心较小的3#火焰做可燃试验时，火焰到达距离最远点的距离比2#火焰试验时的火焰到达最远点的距离更远。原因分析，2#火焰跟3#火焰相比，颜色相同，说明丙烷气体已经完全燃烧，但是2#火焰的焰心较大，基本与外焰重合，3#火焰的焰心较小，焰心与外焰有明显的分层，即3#火焰燃烧器出口气压比2#火焰燃烧器出口气压大。燃烧器出口气压越大，则可燃试验火焰到达距离点火点越远。

2.3 火焰角度对泡沫塑料可燃试验结果的影响

对比三种火焰特点，由于三种火焰角度都不同，因此选三种火焰对试验样品进行可燃试验，其试验现象如表5。

表5 不同火焰角度对可燃试验的影响

通过以上试验现象可以看出，同一种样品，采用垂直焰形的1#火焰试验时，火焰到达距离点火点的距离较小，随着火焰角度变小，采取2#火焰、3#火焰，试验结果是火焰到达距离点火点的距离逐渐增大。原因分析：由于试验样品是垂直悬挂放置，火焰角度越大，如火焰垂直形状时，火焰仅用外焰与试验样品接触，火焰尖端的焰羽流也是垂直向上，与试验样品接触面平行，因此焰羽流没有直接作用到试验样品上，则火焰不会达到较远的距离；相反，当火焰角度较小，与燃烧器平行，呈45°时，火焰不仅与试验样品接触面大，而且呈45°的焰羽流直接作用到试验样品接触面，因此，促使火焰到达较远的距离。

3 结论

建筑装修材料的覆盖范围广，使用的建筑材料的燃烧性能级别直接决定着该建筑的火灾风险大小。可燃试验是建筑材料燃烧性能级别判定的一个重要指标，但由于标准对试验火焰没有详细具体的要求，导致不同检测员、不同操作方式，都会对试验结果产生较大的偏差。通过试验研究火焰情况对可燃试验结果的影响，得出以下几点结论，方便第三方检测机构参考选取合适火焰，并出具科学合理的检测报告：

⑴火焰颜色呈黄色，即丙烷气体燃烧不充分，可燃试验火焰到达距离点火点越近；

⑵火焰焰心越小，即气体流出压力越大，泡沫塑料的可燃试验火焰到达距离点火点越远；

⑶火焰角度越大，即与试验样品接触面越小，可燃试验火焰到达距离点火点越近；

⑷同一种火焰，试验样品SBI 燃烧试验数据越大，即燃烧性能级别越趋近可燃，则其可燃试验火焰到达距离点火点越远。