淺析門(mén)芯填充材料對(duì)防火門(mén)耐火性能隔熱性的影響

劉洋

遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心（遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院） 遼寧沈陽(yáng) 110000

鋼質(zhì)隔熱防火門(mén)的耐火性能試驗(yàn)由完整性和隔熱性?xún)身?xiàng)重要指標(biāo)組成，其中耐火完整性是依靠防火門(mén)鋼材剛性和韌性以及防火密封膠條遇火膨脹的特性在耐火試驗(yàn)過(guò)程中阻止防火門(mén)門(mén)扇及門(mén)框發(fā)生較大的形變進(jìn)而喪失隔絕火焰的能力[1]。耐火隔熱性是考察防火門(mén)門(mén)扇的門(mén)芯填充材料抵御高溫及阻斷熱傳導(dǎo)的能力。

考慮到經(jīng)濟(jì)適用性等因素的影響，防火門(mén)的門(mén)芯材料大致可分為：水泥發(fā)泡板、珍珠巖保溫板、巖棉復(fù)合板、硅酸鋁棉保溫板四大類(lèi)。其中采用巖棉復(fù)合板以及硅酸鋁棉保溫板作為門(mén)芯材料的防火門(mén)多為早期產(chǎn)品，雖然其具有價(jià)格低廉和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，但因其耐候性和隔熱性的差異，已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰。因此文中采用市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的水泥發(fā)泡板和珍珠巖保溫板兩種門(mén)芯材料作為重點(diǎn)研究對(duì)象并開(kāi)展深入探討。

1 GB12955-2008《防火門(mén)》標(biāo)準(zhǔn)中耐火隔熱性的要求

1.1 試驗(yàn)條件

防火門(mén)耐火性能試驗(yàn)是指防火門(mén)在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)溫升曲線(xiàn)的條件下，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)抵御火焰溫度侵蝕的能力，標(biāo)準(zhǔn)溫升曲線(xiàn)應(yīng)按照T=345lg（8t+1）+20 進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，耐火性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間溫升曲線(xiàn)如圖1 所示，T- 試驗(yàn)爐內(nèi)的平均溫度；t- 試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間。

圖1 時(shí)間- 溫度曲線(xiàn)

1.2 耐火隔熱性判定依據(jù)

防火門(mén)耐火隔熱性試驗(yàn)是指試件在滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)溫升曲線(xiàn)的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足背火面平均溫升≤140℃；試件背火面最高溫升≤180℃；門(mén)框最高溫升≤360℃，則判定為耐火隔熱性合格。文中僅對(duì)門(mén)芯填充材料的隔熱性展開(kāi)研究，故門(mén)框的隔熱性不在本次討論范圍內(nèi)[2]。

2 兩種門(mén)芯材料燃燒性能對(duì)比

文中選取應(yīng)用最為廣泛的兩種門(mén)芯材料，珍珠巖保溫板和發(fā)泡水泥保溫板，按照GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》中A 級(jí)制品燃燒性能分級(jí)的要求分別進(jìn)行不燃性和熱值試驗(yàn)，進(jìn)而分析材料各自的特點(diǎn)及適用性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表1 所示。

分析上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，較水泥發(fā)泡保溫板而言，珍珠巖保溫板質(zhì)量損失率更低，僅為15%，表明珍珠巖保溫板在高溫環(huán)境下完整性更強(qiáng)、抗高溫性能更好。同時(shí)珍珠巖保溫板的總熱值為0.9MJ/kg，而水泥發(fā)泡保溫板的總熱值更低，達(dá)到了-0.7MJ/kg，證明該珍珠巖保溫板在純氧條件下充分燃燒每公斤樣品釋放0.9MJ 的熱量，而同樣條件下每公斤水泥發(fā)泡保溫板樣品則吸收0.7MJ 的熱量，由此證明水泥發(fā)泡保溫板材料本身的有機(jī)物含量比珍珠巖保溫板更低；同時(shí)，水泥發(fā)泡保溫板在不燃性試驗(yàn)中的高溫環(huán)境下易于發(fā)生粉化現(xiàn)象，在下文防火門(mén)耐火性能試驗(yàn)中將對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行更加深入的介紹。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3 采用兩種門(mén)芯材料防火門(mén)耐火性能試驗(yàn)對(duì)比

文中選取兩樘分別采用兩種門(mén)芯材料的耐火等級(jí)為A1.00（乙級(jí)）的鋼質(zhì)隔熱防火門(mén)進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格按照GB/T7633-2008《門(mén)和卷簾的耐火試驗(yàn)方法》中要求進(jìn)行，并采用測(cè)溫?zé)犭娕紝?duì)試件背火面平均溫升和最高溫升進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)耐火試驗(yàn)進(jìn)行至1.00h 時(shí)記錄門(mén)扇背火面平均溫升和最高溫升數(shù)據(jù)，防火門(mén)耐火性能試驗(yàn)中的門(mén)扇背火平均溫升變化曲線(xiàn)和門(mén)扇背火面最高溫升變化曲線(xiàn)的數(shù)據(jù)變化可以看出在10min-40min 內(nèi)兩樘防火門(mén)的背火面溫升曲線(xiàn)基本一致，當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行至40min 后，2# 防火門(mén)的背火面溫升發(fā)生了較大的變化，曲線(xiàn)斜率急速增大，形成明顯的差異。分析可得2# 防火門(mén)采用的門(mén)芯材料為發(fā)泡水泥保溫板，較比珍珠巖保溫板材料雖然具有更低的熱值，但耐高溫性較比珍珠巖保溫板還有一些差距，并在長(zhǎng)時(shí)間爐火的作用下易發(fā)生粉化現(xiàn)象進(jìn)一步降低了材料的隔熱性能，這也從另一面驗(yàn)證了文中對(duì)兩種門(mén)芯材料燃燒性能試驗(yàn)后的數(shù)據(jù)結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)防火門(mén)投入研發(fā)生產(chǎn)的時(shí)間并不長(zhǎng)，首先生產(chǎn)防火門(mén)的技術(shù)門(mén)檻并不高，各家廠商都有自己的技術(shù)特點(diǎn)，但整體的工藝水平都大同小異，要提高防火門(mén)行業(yè)的整體水平就需要從設(shè)計(jì)角度細(xì)節(jié)出發(fā)，對(duì)于防火門(mén)隔熱阻火的門(mén)芯材料來(lái)說(shuō)，就應(yīng)該投入更大的精力到研發(fā)技術(shù)中去。通過(guò)文中的驗(yàn)證試驗(yàn)分析可知，珍珠巖保溫板被利用到防火門(mén)門(mén)芯材料中具有其本身耐高溫、不易粉化、強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，從門(mén)芯材料角度出發(fā)更能滿(mǎn)足防火門(mén)的隔熱性和完整性要求。