炉子型号：JCB-2  仪器名称：建筑材料不燃性试验炉  建材试验炉  不燃性试验机

GB/T5464建筑材料不燃性试验炉方法

1、范围

本标准规定了在特定条件下匀质建筑制品和非匀质建筑制品主要组分的不燃性试验方法。

试验方法的精确性参见附录A。

2、规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本标准。

GB/T 16839.2—1997  热电偶  第2部分：允差（idt  IEC  60584-2：1982）

ISO  13943  消防安全  词汇

EN  13238  建筑制品的对火反应试验  状态调节程序和基材选择的一般规则

3、术语和定义

ISO  13943中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

建筑制品 building product

包括安装构造、组成等相关信息的建筑材料、构件或组件。

3.2

建筑材料 building material

单一物质或若干物质均匀散布的混合物，例如金属、石材、木材、混凝土、含均匀分布胶合剂或聚合物的矿物棉等。

3.3

松散填充材料 loose fill material

形状不固定的材料。

3.4

匀质制品 homogeneous product

由单一材料组成的制品或整个制品内部具有均匀的密度和组分。

3.5

非匀质制品non- homogeneous product

不满足匀质制品定义的制品。由一种或多种主要和/或次要组分组成。

3.6

主要组分substantial component

构成非匀质制品一个显著部分的材料，单层面密度≥1.0kg/m²或厚度≥10mm的一层材料可视作主要组分。

4、试验装置

4.1  概述

4.1.1  试验装置应满足7.1规定的条件。加热炉的典型设计参见附录B。其他满足7.1的加热炉设计也可采用。

4.1.2  在下述试验装置中，除规定了公差外，全部尺寸均为公称值。

4.1.3  装置为一加热炉系统。加热炉系统有电热线圈的耐火管，其外部覆盖有隔热层，锥形空气稳流器固定在加热炉底部，气流罩固定在加热炉顶部。

4.1.4  加热炉安装在支架上，并配有试样架和试样架插入装置。

4.1.5  应按4.4的规定布置热电偶测量炉内温度、炉壁温度。若要求测量试样表面温度和试样中心温度，附录C给出了附加热电偶的详细信息。接触式热电偶应符合4.5的规定，并应沿其中心轴线测量炉内温度。

4.2  加热炉、支架和气流罩

4.2.1  加热炉管应由表1规定的密度为（2800±300）kg/m³的铝矾土耐火材料制成，高（150±1）mm，内径（75±1）mm，壁厚（10±1）mm。

表1  加热炉管铝矾土耐火材料的组分

4.2.2  加热炉管安置在一个由隔热材料制成的高150mm、壁厚10mm的圆柱管的中心部位，并配以带有内凹缘的顶板和底板，以便将加热炉管定位。加热炉管与圆柱管之间的环状空间内应填充适当的保温材料，典型的保温填充材料参见附录B。

4.2.3  加热炉底面连接个两端开口的倒锥形空气稳流器，其长为500mm，并从内径为(75±1)mm的顶部均匀缩减至内径为(10±0.5)mm的底部。空气稳流器采用1mm厚的钢板制作，其内表面应光滑，与加热炉之间的接口处应紧密、不漏气、内表面光滑。空气稳流器的上半部采用适当的材料进行外部隔热保温，典型的外部隔热保温材料参见附B。

4.2.4  气流罩釆用与空气稳流器相同的材料制成，安装在加热炉顶部。气流罩高50mm、内径(75±1)mm，与加热炉的接口处的内表面应光滑。气流罩外部应采用适当的材料进行外部隔热保温。

4.2.5  加热炉、空气稳流器和气流罩三者的组合体应安装在稳固的水平支架上。该支架具有底座和气流屏，气流屏用以减少稳流器底部的气流抽力。气流屏高550mm，稳流器底部高于支架底面250mm。

4.3  试样架和插入装置

4.3.1  试样架见图1，采用镍/铬或耐热钢丝制成，试样架底部安有一层耐热金属丝网盘，试样架质量为(15±2)g。

4.3.2  试样架应悬挂在一根外径6mm、内径4mm的不锈钢管制成的支承件底端。

4.3.3  试样架应配以适当的插入装置，能平稳地沿加热炉轴线下降，以保证试样在试验期间准确地位于加热炉的几何中心。插入装置为一根金属滑动杆，滑动杆能在加热炉侧面的垂直导槽内自由滑动。

4.3.4  对于松散填充材料，试样架应为圆柱体，外径与5.1规定的试样外径相同，采用类似4.3.1规定的制作试样架底部的金属丝网的耐热钢丝网制作。试样架顶部应开口，且质量不应超过30g。

1——支承件钢管； T_c——试样中心热电偶；

2——网盘（网孔0.9mm、丝径0.4mm）。 T_s——试样表面热电偶。

注：对于T_c和T_s可任选使用。

图1  试样架

4.4  热电偶

4.4.1  釆用丝径为0.3mm，外径为1.5mm的K型热电偶或N型热电偶，其热接点应绝缘且不能接地。热电偶应符合GB/T 16839.2规定的一级精度要求。铠装保护材料应为不锈钢或镍合金。

4.4.2  新热电偶在使用前应进行人工老化，以减少其反射性。

4.4.3  如图2所示，炉内热电偶的热接点应距加热炉管壁(10±0.5)mm，并处于加热炉管高度的中点。热电偶位置可采用图3所示的定位杆标定，借助一根固定于气流罩上的导杆以保持其准确定位。

4.4.4  附加热电偶及其定位的详细信息参见附录C。

4.5  接触式热电偶

接触式热电偶应由4.4.1和4.4.2规定型号的热电偶构成，并焊接在一个直径(10±0.2)mm和高度(15±0.2)mm的铜柱体上。

4.6  观察镜

为便于观察持续火焰和保护操作人员的安全，可在试验装置上方不影响试验的位置设置一面观察镜。

观察镜为正方形，其边长为300mm，与水平方向呈30°夹角，宜安放在加热炉上方1m处。

4.7  天平

称量精度为0.01g。

4.8  稳压器

额定功率不小于1.5k(V·A)的单相自动稳压器，其电压在从零至满负荷的输出过程中精度应在额定值的±1%以内。

4.9  调压变压器

控制大功率应达1.5k(V·A)，输出电压应能在零至输人电压的范围内进行线性调节。

4.10  电气仪表

应配备电流表、电压表或功率表，以便对加热炉工作温度进行快速设定。这些仪表应满足对7.2.3规定的电量的测定。

1——炉壁； T_F——炉内热电偶；

2——中部温度； T_c——试样中心热电偶；

3——热电偶； T_s—试样表面热电偶。

4——直径2mm的孔；

5——热电偶与材料间的接触。

注：对于T_c和T_s可任选使用。

图2  加热炉、试样和热电偶的位置

1——手柄；

2——焊接处。

图3  定位杆

4.11  功率控制器

可用来代替4.8、4.9和4.10规定的稳压器、调压变压器和电气仪表，它的型式是相角导通控制、能输出1.5k(V·A)的可控硅器件。其大电压不超过100V，而电流的限度能调节至“*功率”，即等于电阻带的大额定值。功率控制器的稳定性约1%，设定点的重复性为±1%，在设定点范围内，输出功率应呈线性变化。

4.12  温度记录仪

温度显示记录仪应能测量热电偶的输出信号，其精度约1℃或相应的毫伏值，并能生成间隔时间不超过1s的持续记录。

注：记录仪工作量程为10mV，在大约+700℃的测量范围内的测量误差小于±1℃。

4.13  计时器

记录试验持续时间，其精度为1s/h。

4.14  干燥皿

贮存经状态调节的试样（见第6章）。

5、试样

5.1  概要

试样应从代表制品的足够大的样品上制取。

试样为圆柱形，体积(76±8)cm³，直径(45)mm，高度(50±3)mm。

5.2  试样制备

5.2.1  若材料厚度不满足(50±3)mm，可通过叠加该材料的层数和/或调整材料厚度来达到(50±3)mm的试样高度。

5.2.2  每层材料均应在试样架中水平放置，并用两根直径不超过0.5mm的铁丝将各层捆扎在一起，以排除各层间的气隙，但不应施加显著的压力。松散填充材料的试样应代表实际使用的外观和密度等特性。

注：如果试样是由材料多层叠加组成，则试样密度宜尽可能与生产商提供的制品密度*。

5.3  试样数量

按7.4给出的程序，一共测试五组试样。

注：若分级体系标准有其他要求可增加试样数量。

6、状态调节

试验前，试样应按照EN13238的有关规定进行状态调节。然后将试样放入+(60±5)℃的通风干燥箱内调节(20～24)h，然后将试样置于干燥皿中冷却至室温。试验前应称量每组试样的质量，精确至0.01g。

7、试验步骤

7.1  试验环境

试验装置不应设在风口，也不应受到任何形式的强烈日照或人工光照，以利于对炉内火焰的观察。试验过程中室温变化不应超过+5℃。

7.2  试验前准备程序

7.2.1  试样架

将试样架（见4.3）及其支承件从炉内移开。

7.2.2  热电偶

炉内热电偶应按4.4.3的规定进行布置，若要求使用附加热电偶，则按4.4.4及附录C的规定进行布置，所有热电偶均应通过补偿导线连接到温度记录仪（见4.12）上。

7.2.3  电源

将加热炉管的电热线圈连接到稳压器（见4.8）、调压变压器（见4.9）、电气仪表（见4.10）或功率控制器（见4.11），见图4。试验期间，加热炉不应采用自动恒温控制。

在稳态条件下，电压约100V时，加热线圈通过约(9～10)A的电流。为避免加热线圈过载，建议大电流不超过11A。

对新的加热炉管，开始时宜慢慢加热，加热炉升温的合理程序是以约200℃分段，每个温度段加热2h。

7.2.4  炉内温度的平衡

调节加热炉的输入功率，使炉内热电偶（见4.4）测试的炉内温度平均值平衡在+(750±5)℃至少10min，其温度漂移（线性回归）在10min内不超过2℃，并要求相对平均温度的大偏差（线性回归）在10min内不超过10℃（参见附录D），并对温度作连续记录。

1——电流表； 6——加热炉电阻带；

2——稳压器； 7——补偿导线；

3——调压器； 8——温度显示器；

4——热电偶； 9——功率控制器；

5——接线端子；

图4  试验装置和附加设备的布置

7.3  校准程序

7.3.1  炉壁温度

7.3.1.1  当炉内温度稳定在7.2.4规定的温度范围时，应使用4.5规定的接触式热电偶和4.12规定的温度记录仪在炉壁主条相互等距的垂直轴线上测量炉壁温度。对于每条轴线，记录其加热炉管高度中心处及该中心上下各30mm处三点的壁温（见表2）。采用合适的带有热电偶和隔热套管的热电偶扫描装置，可方便地完成对上述规定位置的测定过程，应特别注意热电偶与炉壁之间的接触保持良好，如果接触不好将导致温度读数偏低。在每个测温点，应待热电偶的记录温度稳定后,才读取该点的温度值。

表2  炉壁温度读数

7.3.2  炉内温度

在炉内温度稳定在7.2.4规定的温度范围以及按7.3.1的规定校准炉壁温度后，使用4.5规定的接触式热电偶和4.12规定的温度记录仪沿加热炉中心轴线测量炉温。以下程序需采用一个合适的定位装置以对接触式热电偶进行准确定位。垂直定位的参考面应是接触式热电偶的铜柱体的上表面。

沿加热炉的中心轴线，在加热管高度中点位置记录该测温点的温度值。

沿中心轴线上中点向下以不超过10mm的步长移动接触式热电偶，直至抵达加热炉管底部，待温度读数稳定后，记录每个测温点的温度值。

沿加热炉中心轴线从低点向上以不超过10mm的步长移动接触式热电偶，直至抵达加热炉管的顶部，待温度读数稳定后，记录每个测温点的温度值。

沿加热炉中心轴线从顶部向下以不超过10mm的步长移动接触式热电偶，直至抵达加热炉管的底部，待温度读数稳定后，记录每个测温点的温度值。

每个测温点均记录有两个温度值，其中一个是向上移动测量的温度值，另一个是向下移动时测量的温度值。计算并记录这些等距测温点的算术平均值。

位于同一高度位置的温度平均值应处于以下公式规定的范围（见图5）：

T_min=541653+(5901×x) －(0.067×x²)+(3375×10^－4×x³) －(8553×10^－7×x⁴)

T_max=613906+(5333×x) －(0.081×x²)+(5779×10^－4×x³) －(1767×10^－7×x⁴)

式中x指炉内高度(mm)，x=0对应加热炉的底部，表3给出了图5中的数据。

1——炉体高度（mm）； 4——温度下限（T_min）；

2——温度（℃）； 5——温度上限（T_max）；

3——炉体顶部； 6——炉体底部。

图5    采用热传感器沿炉内中心轴线测量的温度曲线分布图

表3    颅内温度分布值

7.3.3  校准周期

当使用新的加热炉或更换加热炉管、加热电阻带、隔热材料或电源时，应执行7.3.1和7.3.2规定的程序。

7.4  标准试验步骤

7.4.1  按72.4规定使加热炉温度平衡。如果温度记录仪不能进行实时计算，后应检查温度是否平衡。若不能满足7.2.4规定的条件，应重新试验。

7.4.2  试验前应确保整台装置处于良好的工作状态，如空气稳流器整洁畅通、插入装置能平稳滑动、试样架能准确位于炉内规定位置。

7.4.3  将一个按第6章规定制备并经状态调节的试样放入试样架内（见4.3），试样架悬挂在支承件上。

7.4.4  将试样架插入炉内规定位置（见4.3.3），该操作时间不应超过5s。

7.4.5  当试样位于炉内规定位置时，立即启动计时器（见4.13）。

7.4.6  记录试验过程中炉内热电偶测量的温度（见4.4.3），如要求（见附录C）测量试样表面温度（见4.4.4）和中心温度（见4.4.4），对应温度也应予以记录。

7.4.7  进行30min试验

如果炉内温度在30min时达到了终温度平衡，即由热电偶测量的温度在10min内漂移（线性回归）不超过2℃，则可停止试验。如果30min内未能达到温度平衡，应继续进行试验，同时每隔5min检查是否达到终温度平衡，当炉内温度达到终温度平衡或试验时间达60mn时应结束试验。记录试验的持续时间，然后从加热炉内取出试样架，试验的结束时间为后一个5min的结束时刻或60min（参见附录D）。

若温度记录仪不能进行实时计录，试验后应检查试验结束时的温度记录。若不能满足上述要求，则应重新试验。

若试验使用了附加热电偶，则应在所有热电偶均达到终温度平衡时或当试验时间为60min时结束试验。

7.4.8  收集试验时和试验后试样碎裂或掉落的所有碳化物、灰和其他残屑，同试样一起放入干燥皿中冷却至环境温度后，称量试样的残留质量。

7.4.9  按7.4.1～7.4.8的规定共测试五组试样。

7.5  试验期间的观察

7.5.1  按7.4的规定，在试验前和试验后分别记录每组试样的质量并观察记录试验期间试样的燃烧行为。

7.5.2  记录发生的持续火焰及持续时间，精确到秒。试样可见表面上产生持续5s或更长时间的连续火焰才应视作持续火焰。

7.5.3  记录以下炉内热电偶的测量温度，单位为摄氏度：

a）炉内初始温度T₁，7.2.4规定的炉内温度平衡期的后10min的温度平均值；

b）炉内高温度T_m，整个试验期间高温度的离散值；

c）炉内终温度T_f，7.4.7试验过程后1min的温度平均值。

温度数据记录示例参见附录D。

若使用了附加热电偶，按附录C的规定记录温度数据。

8、试验结果表述

8.1  质量损失

计算并记录按7.5.1规定测量的各组试样的质量损失，以试样初始质量的百分数表示。

8.2  火焰

计算并记录按7.5.2规定的每组试样持续火焰持续时间的总和，以秒为单位。

8.3  温升

计算并记录按7.5.3规定的试样的热电偶温升，△T = T_m－T_f，以摄氏度为单位。

9、试验报告

试验报告应包括下述内容，且应明确区分由委托试验单位提供的数据和试验得出的数据：

a）关于试验所依据的标准为本标准的说明；

b）试验方法的偏差；

c）试验室的名称及地址；

d）报告的发布日期及编号；

e）委托试验单位的名称及地址；

f）已知生产商/供应商的名称及地址；

g）到样日期；

h）制品标识；

i）有关抽样程序的说明；

j）制品的一般说明，包括密度、面密度厚度及结构信息；

k）状态调节信息；

l）试验日期；

m）按7.3.1和7.3.2规定表述的校准结果；

n）若使用了附加热电偶，按第8章和C.5规定表述的试验结果；

o）试验中观察到的现象；

p）以下陈述：“试验结果与特定试验条件下试样的性能有关；试验结果不能作为评价制品在实际使用条件下潜在火灾危险性的依据”。