第6章 建筑材料的高溫性能.ppt

1、第六章建筑材料高溫性能，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗，2，6.1概述，建筑配置：多種建筑材料。結(jié)構(gòu)材料可以承受載荷。裝飾材料景觀環(huán)境(生活或工作環(huán)境)；功能材料保溫、保溫、防水等結(jié)構(gòu)材料：由于火災(zāi)高溫的作用，力學(xué)強(qiáng)度降低了建筑物的安全。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，3，(1)研究的建筑材料高溫下的性能直接關(guān)系到建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)大小，以及火災(zāi)發(fā)生后火災(zāi)擴(kuò)散的速度。研究建筑材料在火災(zāi)高溫下的各種性能，在建筑防火設(shè)計(jì)中科學(xué)合理地選擇建筑材料，減少火災(zāi)損失。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，4，(2)建筑材料高溫性能某方面建筑材料高溫性能測(cè)定1。燃燒性能：包括點(diǎn)火、

2、火焰?zhèn)鞑バ?、燃燒速度、熱值。根?jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 86242006建筑材料和產(chǎn)品燃燒性能等級(jí)規(guī)定，將材料燃燒性能分為7個(gè)階段。本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)GB 86241997建筑材料燃燒性能等級(jí)分類方法的修訂。代替本標(biāo)準(zhǔn)的是GB 86241997。2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗，5，等級(jí)標(biāo)記，通用材質(zhì)A1，A2，b，c，d，e，f包裝材料A1fL，A2fL，BfL，CfL，DfL，EfL(2)建筑材料material:單一物質(zhì)或多種物質(zhì)均勻分布的混合物，如金屬、石頭、木材、混凝土、粘合劑或聚合物均勻分布的礦棉等。(3)骨質(zhì)產(chǎn)品Homogeneous產(chǎn)品3360在由單一材料組成的產(chǎn)品或整個(gè)產(chǎn)品內(nèi)部具有統(tǒng)

3、一的密度和成分。(4)非均勻產(chǎn)品非均勻產(chǎn)品product:是不符合均勻產(chǎn)品定義的產(chǎn)品。由一個(gè)或多個(gè)主要和/或輔助組件組成。(5)地板flooring:是由包含或不包含靠背的表面裝飾層、基材、夾層和粘合劑組成的地板上層材料。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，7， 符號(hào)和縮寫(xiě)T溫度升高Km質(zhì)量損失系數(shù)%Fs燃燒長(zhǎng)度mmFIGRA分級(jí)的燃燒增長(zhǎng)率金志洙FIGRA0.2MJ總熱值閾值0.2MJ的燃燒增長(zhǎng)率金志洙FIGRA0.4MJ總熱值閾值0.4MJ的燃燒增長(zhǎng)率金志洙LFS火焰水平擴(kuò)散長(zhǎng)度mPCS總熱值MJ/kg或MJ/M2PCI凈熱值MJ/8，2)每個(gè)等級(jí)要求和主要(1) GB/T5464(

4、ISO 1182)不連續(xù)性實(shí)驗(yàn)(GB/T5464)牙齒實(shí)驗(yàn)用于標(biāo)識(shí)不燃燒或不明顯燃燒的建筑產(chǎn)品。 燃燒性能等級(jí)A1、A1f1、A1L和/或建筑材料和產(chǎn)品(不包括包裝材料)燃燒性能等級(jí)，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗，10，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗，11，(1):(2a):另一個(gè)選擇標(biāo)準(zhǔn)是，PCS2.0MJ/m2的外部輔助組件必須滿足FIGRA20W/s、LFS示例邊、THR600s4.0MJ、S1和D0。(3):非均質(zhì)產(chǎn)品的所有內(nèi)部次成分；(4):整個(gè)產(chǎn)品；(5):在實(shí)驗(yàn)程序的最后階段，需要調(diào)整煙霧測(cè)量系統(tǒng)，還需要進(jìn)一步研究煙霧測(cè)量系統(tǒng)的影響。這導(dǎo)致了評(píng)價(jià)煙草產(chǎn)量

5、參數(shù)或限值的調(diào)整。S1=SMOGRA30m2/s2和TSP600s50m2；S2=SMOGRA180m2/s2和TSP600s200m2；S3=無(wú)法到達(dá)S1或S2。(6): d0=按照GB/T XXXX的規(guī)定，600s內(nèi)沒(méi)有燃燒彈/微粒D1=按照GB/T XXXX的規(guī)定，600s內(nèi)的燃燒彈/微粒持續(xù)時(shí)間為10s以下。D2=無(wú)法到達(dá)d0或D1。根據(jù)GB/T 8626，濾紙點(diǎn)燃后，牙齒產(chǎn)品為D2級(jí)。(7):通過(guò)=濾紙沒(méi)有點(diǎn)燃。失敗=濾紙點(diǎn)燃(D2級(jí))；(8):火焰轟炸產(chǎn)品的表面和(適合產(chǎn)品最終應(yīng)用的)邊緣。(9): T0=GB/T XXXX中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法，達(dá)到ZA1級(jí)別。T1=GB/T根據(jù)XXX

6、X中規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法達(dá)到ZA3級(jí)別。T2=未達(dá)到t0或t1。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，12，(2) GB/T14402(ISO1716)，燃燒熱值實(shí)驗(yàn)(GB/T14402)牙齒實(shí)驗(yàn)，測(cè)量產(chǎn)品完全燃燒后的最大發(fā)熱量，而不管這些產(chǎn)品的最終應(yīng)用形式?？偘l(fā)熱量(PCS)和凈發(fā)熱量(PCI)測(cè)量牙齒實(shí)驗(yàn)包括燃燒性能等級(jí)A1、A1f1、A1L和/或A2、A2f1和A2L、2011.3、西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里里里，13，(牙齒實(shí)驗(yàn)是燃燒性能等級(jí)A2在特定規(guī)定條件下，牙齒實(shí)驗(yàn)也可用于A1級(jí)。2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里里，14，(4) GB/T8626(ISO 11925-2

7、)，可燃性實(shí)驗(yàn)(GB/T8626)牙齒實(shí)驗(yàn)在與小火焰接觸時(shí)評(píng)估產(chǎn)品的火。牙齒實(shí)驗(yàn)包括燃燒性能等級(jí)B、C、D、E、Bf1、Cf1、Df1、Ef1、BL、CL、DL、EL、2011.3、西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗、15、(5)，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，16，(6) GB/T20285，材料酸煙毒性試驗(yàn)(GB/T20285)牙齒實(shí)驗(yàn)測(cè)定了材料在生產(chǎn)足夠香煙時(shí)的無(wú)火焰毒性。本實(shí)驗(yàn)為A2、B、C、A2f1、Bf1、Cf1、A2L、BL、CL等附加級(jí)別，2011.3，西安市科技大學(xué)安全室麗麗，17，2011.3，西安市科技大學(xué)安全室麗麗，18 B)c)添加厚度大于10毫米的多層產(chǎn)品實(shí)

8、驗(yàn)(僅在最終應(yīng)用中產(chǎn)品的邊緣不能直接被火焰轟炸的情況下為1)，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室erili，19，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室rili，20，(GB/SBI樣品車，2011.1) 26，2011.3西安市科技大學(xué)安全研究室里，29，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，30，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，31，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，32，2011.3，西安科技大學(xué)安全研究室結(jié)構(gòu)材料在火災(zāi)高溫作用下保持不變材料的強(qiáng)度是在外力或應(yīng)力下材料抵抗破壞阻力的能力，用破壞時(shí)的最大應(yīng)力值表示。材料的實(shí)際強(qiáng)度通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，根據(jù)力方法分為抗壓

9、強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，34，3。煙霧性能：燃燒生煙害人，人員疏散、消防、煙霧窒息。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，35，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，36，4。毒性性能：材料燃燒或熱解產(chǎn)生毒氣。建筑火災(zāi)80人中毒死亡，研究材料的潛在毒性。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，37，5。絕熱性能：影響因素：熱導(dǎo)率和熱容量(膨脹、收縮、變形、裂紋、熔化、粉碎)材料傳導(dǎo)熱的特性稱為材料的導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)表明材料的熱容量影響材料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)釋放熱量的性質(zhì)。熱容量的大小以比熱表示。比熱容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某些物

10、質(zhì)溫度上升1，吸收的熱量(或1釋放的熱量減少)稱為牙齒物質(zhì)的比熱容。比熱容符號(hào)C，2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里，38，導(dǎo)熱系數(shù)在穩(wěn)定的傳熱條件下為1米厚的材料，雙面表面的溫差為1度(K，)，用于表示在一秒內(nèi)通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量。單位是瓦特/。比熱容也稱為比熱，單位質(zhì)量的特定物質(zhì)溫度上升1，吸收的熱量(或從1發(fā)出的熱量減少)稱為牙齒物質(zhì)的比熱容。根據(jù)比熱容符號(hào)C，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里里，39，常用材料的熱導(dǎo)率和比熱，2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里，40，高溫下的材料性能：根據(jù)材料種類、使用目的、作用等確定了研究重點(diǎn)內(nèi)容。例如，磚、石、混凝土、鋼

11、等無(wú)機(jī)材料(不連續(xù)性)注重高溫下的物理力學(xué)性能和隔熱性能。塑料、木材等有機(jī)材料(可燃)、建筑的裝修和裝飾重點(diǎn)關(guān)注高溫性能時(shí)的燃燒性能、煙霧性能和潛在毒性性能。牙齒章節(jié)重點(diǎn)介紹了鋼、混凝土等建筑材料高溫性能、建筑材料燃燒性能等級(jí)和試驗(yàn)方法。2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室麗麗，41，6.2建筑鋼材的常溫和高溫性能，建筑用鋼材：鋼用鋼材(各種鋼材，鋼板)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋。在嚴(yán)格的技術(shù)控制下生產(chǎn)的材料。優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度、可塑性、韌性好、質(zhì)量均勻、可焊接、鉚釘，制作的鋼結(jié)構(gòu)重量輕。防火：鋼鐵不連續(xù)性材料，耐火性不好。2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里，42，6.2.1鋼的冶煉和分類，建筑鋼

12、材鋼結(jié)構(gòu)鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋1，鋼的冶煉和分類(1)鋼的冶煉空氣電爐法，氧氣電爐法，平爐煉鋼法，2011.3 (b)鋼的分類147、材料受到應(yīng)力時(shí)，材料的應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而增加。牙齒的兩個(gè)茄子應(yīng)力成比例。應(yīng)力增加到特定值時(shí)，材料會(huì)屈服，拉伸應(yīng)力不再與變形成正比。在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，然后材料中斷。屈服點(diǎn)是材料彈性變形和塑性變形發(fā)生的邊界點(diǎn)。屈服點(diǎn)：當(dāng)鋼或樣品拉伸時(shí)，應(yīng)力超出彈性極限時(shí)，即使應(yīng)力不再增加，鋼或樣品也會(huì)繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱為屈服牙齒現(xiàn)象。發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力值是屈服點(diǎn)。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，48，可塑性變形：在包括物質(zhì)-流體和固體在內(nèi)的特定條件下，外力作

13、用下發(fā)生變形，施加的外力被消除或消失后，物體無(wú)法恢復(fù)原狀的物理現(xiàn)象。彈性變形：材料在外力作用下，會(huì)發(fā)生變形或尺寸變化，可以恢復(fù)的變形力物體的整體變形中，消除應(yīng)力后可以迅速恢復(fù)的部分的變形。彈性變形的重要特征是可逆性。也就是說(shuō)，力作用時(shí)會(huì)發(fā)生變形，移除負(fù)載后變形會(huì)消失。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，49，2，伸長(zhǎng)：金屬材料被外力(張力)折斷時(shí)，試驗(yàn)桿的拉伸長(zhǎng)度和原始長(zhǎng)度的百分比鋼塑性指標(biāo)，3，冷整形性能：意味著金屬材料在室溫下不彎曲，彎曲。冷整形性能測(cè)量鋼在常溫下冷加工時(shí)產(chǎn)生塑性變形的能力。2011.3，西安市科技大學(xué)安全實(shí)驗(yàn)室里里里，50，4，沖擊韌性：工程中常用的擺錘沖擊彎曲實(shí)驗(yàn)是對(duì)抗沖擊載荷材料的能力，即沖擊載荷樣本斷裂所消耗的沖擊孔Ak的測(cè)量。單位是行(J)。5.硬度：指在表面積局部體積內(nèi)抵抗外來(lái)壓力，引起可塑性變形的能力。2011.3，西安市科技大學(xué)安全研究室里里，51，6.2.3鋼的高溫性能，強(qiáng)度隨溫度而變化，降幅隨鋼的溫度高低和鋼的種類而變化。一般低碳鋼力學(xué)特性隨溫度上升而變化的特性如圖6-2所示。從圖中可以看出：250，下降；溫度=500時(shí)，強(qiáng)度約為50，600時(shí)，降低約70