爐子型號：JCB-2  儀器名稱：建筑材料不燃性試驗爐  建材試驗爐  不燃性試驗機

GB/T5464建筑材料不燃性試驗爐方法

1、范圍

本標準規定了在特定條件下勻質建筑制品和非勻質建筑制品主要組分的不燃性試驗方法。

試驗方法的精確性參見附錄A。

2、規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本標準。

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

ISO  13943  消防安全  詞匯

EN  13238  建筑制品的對火反應試驗  狀態調節程序和基材選擇的一般規則

3、術語和定義

ISO  13943中確立的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

建筑制品 building product

包括安裝構造、組成等相關信息的建筑材料、構件或組件。

3.2

建筑材料 building material

單一物質或若干物質均勻散布的混合物，例如金屬、石材、木材、混凝土、含均勻分布膠合劑或聚合物的礦物棉等。

3.3

松散填充材料 loose fill material

形狀不固定的材料。

3.4

勻質制品 homogeneous product

由單一材料組成的制品或整個制品內部具有均勻的密度和組分。

3.5

非勻質制品non- homogeneous product

不滿足勻質制品定義的制品。由一種或多種主要和/或次要組分組成。

3.6

主要組分substantial component

構成非勻質制品一個顯著部分的材料，單層面密度≥1.0kg/m²或厚度≥10mm的一層材料可視作主要組分。

4、試驗裝置

4.1  概述

4.1.1  試驗裝置應滿足7.1規定的條件。加熱爐的典型設計參見附錄B。其他滿足7.1的加熱爐設計也可采用。

4.1.2  在下述試驗裝置中，除規定了公差外，全部尺寸均為公稱值。

4.1.3  裝置為一加熱爐系統。加熱爐系統有電熱線圈的耐火管，其外部覆蓋有隔熱層，錐形空氣穩流器固定在加熱爐底部，氣流罩固定在加熱爐頂部。

4.1.4  加熱爐安裝在支架上，并配有試樣架和試樣架插入裝置。

4.1.5  應按4.4的規定布置熱電偶測量爐內溫度、爐壁溫度。若要求測量試樣表面溫度和試樣中心溫度，附錄C給出了附加熱電偶的詳細信息。接觸式熱電偶應符合4.5的規定，并應沿其中心軸線測量爐內溫度。

4.2  加熱爐、支架和氣流罩

4.2.1  加熱爐管應由表1規定的密度為（2800±300）kg/m³的鋁礬土耐火材料制成，高（150±1）mm，內徑（75±1）mm，壁厚（10±1）mm。

表1  加熱爐管鋁礬土耐火材料的組分

4.2.2  加熱爐管安置在一個由隔熱材料制成的高150mm、壁厚10mm的圓柱管的中心部位，并配以帶有內凹緣的頂板和底板，以便將加熱爐管定位。加熱爐管與圓柱管之間的環狀空間內應填充適當的保溫材料，典型的保溫填充材料參見附錄B。

4.2.3  加熱爐底面連接個兩端開口的倒錐形空氣穩流器，其長為500mm，并從內徑為(75±1)mm的頂部均勻縮減至內徑為(10±0.5)mm的底部。空氣穩流器采用1mm厚的鋼板制作，其內表面應光滑，與加熱爐之間的接口處應緊密、不漏氣、內表面光滑。空氣穩流器的上半部采用適當的材料進行外部隔熱保溫，典型的外部隔熱保溫材料參見附B。

4.2.4  氣流罩釆用與空氣穩流器相同的材料制成，安裝在加熱爐頂部。氣流罩高50mm、內徑(75±1)mm，與加熱爐的接口處的內表面應光滑。氣流罩外部應采用適當的材料進行外部隔熱保溫。

4.2.5  加熱爐、空氣穩流器和氣流罩三者的組合體應安裝在穩固的水平支架上。該支架具有底座和氣流屏，氣流屏用以減少穩流器底部的氣流抽力。氣流屏高550mm，穩流器底部高于支架底面250mm。

4.3  試樣架和插入裝置

4.3.1  試樣架見圖1，采用鎳/鉻或耐熱鋼絲制成，試樣架底部安有一層耐熱金屬絲網盤，試樣架質量為(15±2)g。

4.3.2  試樣架應懸掛在一根外徑6mm、內徑4mm的不銹鋼管制成的支承件底端。

4.3.3  試樣架應配以適當的插入裝置，能平穩地沿加熱爐軸線下降，以保證試樣在試驗期間準確地位于加熱爐的幾何中心。插入裝置為一根金屬滑動桿，滑動桿能在加熱爐側面的垂直導槽內自由滑動。

4.3.4  對于松散填充材料，試樣架應為圓柱體，外徑與5.1規定的試樣外徑相同，采用類似4.3.1規定的制作試樣架底部的金屬絲網的耐熱鋼絲網制作。試樣架頂部應開口，且質量不應超過30g。

1——支承件鋼管； T_c——試樣中心熱電偶；

2——網盤（網孔0.9mm、絲徑0.4mm）。 T_s——試樣表面熱電偶。

注：對于T_c和T_s可任選使用。

圖1  試樣架

4.4  熱電偶

4.4.1  釆用絲徑為0.3mm，外徑為1.5mm的K型熱電偶或N型熱電偶，其熱接點應絕緣且不能接地。熱電偶應符合GB/T 16839.2規定的一級精度要求。鎧裝保護材料應為不銹鋼或鎳合金。

4.4.2  新熱電偶在使用前應進行人工老化，以減少其反射性。

4.4.3  如圖2所示，爐內熱電偶的熱接點應距加熱爐管壁(10±0.5)mm，并處于加熱爐管高度的中點。熱電偶位置可采用圖3所示的定位桿標定，借助一根固定于氣流罩上的導桿以保持其準確定位。

4.4.4  附加熱電偶及其定位的詳細信息參見附錄C。

4.5  接觸式熱電偶

接觸式熱電偶應由4.4.1和4.4.2規定型號的熱電偶構成，并焊接在一個直徑(10±0.2)mm和高度(15±0.2)mm的銅柱體上。

4.6  觀察鏡

為便于觀察持續火焰和保護操作人員的安全，可在試驗裝置上方不影響試驗的位置設置一面觀察鏡。

觀察鏡為正方形，其邊長為300mm，與水平方向呈30°夾角，宜安放在加熱爐上方1m處。

4.7  天平

稱量精度為0.01g。

4.8  穩壓器

額定功率不小于1.5k(V·A)的單相自動穩壓器，其電壓在從零至滿負荷的輸出過程中精度應在額定值的±1%以內。

4.9  調壓變壓器

控制大功率應達1.5k(V·A)，輸出電壓應能在零至輸人電壓的范圍內進行線性調節。

4.10  電氣儀表

應配備電流表、電壓表或功率表，以便對加熱爐工作溫度進行快速設定。這些儀表應滿足對7.2.3規定的電量的測定。

1——爐壁； T_F——爐內熱電偶；

2——中部溫度； T_c——試樣中心熱電偶；

3——熱電偶； T_s—試樣表面熱電偶。

4——直徑2mm的孔；

5——熱電偶與材料間的接觸。

注：對于T_c和T_s可任選使用。

圖2  加熱爐、試樣和熱電偶的位置

1——手柄；

2——焊接處。

圖3  定位桿

4.11  功率控制器

可用來代替4.8、4.9和4.10規定的穩壓器、調壓變壓器和電氣儀表，它的型式是相角導通控制、能輸出1.5k(V·A)的可控硅器件。其大電壓不超過100V，而電流的限度能調節至“*功率”，即等于電阻帶的大額定值。功率控制器的穩定性約1%，設定點的重復性為±1%，在設定點范圍內，輸出功率應呈線性變化。

4.12  溫度記錄儀

溫度顯示記錄儀應能測量熱電偶的輸出信號，其精度約1℃或相應的毫伏值，并能生成間隔時間不超過1s的持續記錄。

注：記錄儀工作量程為10mV，在大約+700℃的測量范圍內的測量誤差小于±1℃。

4.13  計時器

記錄試驗持續時間，其精度為1s/h。

4.14  干燥皿

貯存經狀態調節的試樣（見第6章）。

5、試樣

5.1  概要

試樣應從代表制品的足夠大的樣品上制取。

試樣為圓柱形，體積(76±8)cm³，直徑(45)mm，高度(50±3)mm。

5.2  試樣制備

5.2.1  若材料厚度不滿足(50±3)mm，可通過疊加該材料的層數和/或調整材料厚度來達到(50±3)mm的試樣高度。

5.2.2  每層材料均應在試樣架中水平放置，并用兩根直徑不超過0.5mm的鐵絲將各層捆扎在一起，以排除各層間的氣隙，但不應施加顯著的壓力。松散填充材料的試樣應代表實際使用的外觀和密度等特性。

注：如果試樣是由材料多層疊加組成，則試樣密度宜盡可能與生產商提供的制品密度*。

5.3  試樣數量

按7.4給出的程序，一共測試五組試樣。

注：若分級體系標準有其他要求可增加試樣數量。

6、狀態調節

試驗前，試樣應按照EN13238的有關規定進行狀態調節。然后將試樣放入+(60±5)℃的通風干燥箱內調節(20～24)h，然后將試樣置于干燥皿中冷卻至室溫。試驗前應稱量每組試樣的質量，精確至0.01g。

7、試驗步驟

7.1  試驗環境

試驗裝置不應設在風口，也不應受到任何形式的強烈日照或人工光照，以利于對爐內火焰的觀察。試驗過程中室溫變化不應超過+5℃。

7.2  試驗前準備程序

7.2.1  試樣架

將試樣架（見4.3）及其支承件從爐內移開。

7.2.2  熱電偶

爐內熱電偶應按4.4.3的規定進行布置，若要求使用附加熱電偶，則按4.4.4及附錄C的規定進行布置，所有熱電偶均應通過補償導線連接到溫度記錄儀（見4.12）上。

7.2.3  電源

將加熱爐管的電熱線圈連接到穩壓器（見4.8）、調壓變壓器（見4.9）、電氣儀表（見4.10）或功率控制器（見4.11），見圖4。試驗期間，加熱爐不應采用自動恒溫控制。

在穩態條件下，電壓約100V時，加熱線圈通過約(9～10)A的電流。為避免加熱線圈過載，建議大電流不超過11A。

對新的加熱爐管，開始時宜慢慢加熱，加熱爐升溫的合理程序是以約200℃分段，每個溫度段加熱2h。

7.2.4  爐內溫度的平衡

調節加熱爐的輸入功率，使爐內熱電偶（見4.4）測試的爐內溫度平均值平衡在+(750±5)℃至少10min，其溫度漂移（線性回歸）在10min內不超過2℃，并要求相對平均溫度的大偏差（線性回歸）在10min內不超過10℃（參見附錄D），并對溫度作連續記錄。

1——電流表； 6——加熱爐電阻帶；

2——穩壓器； 7——補償導線；

3——調壓器； 8——溫度顯示器；

4——熱電偶； 9——功率控制器；

5——接線端子；

圖4  試驗裝置和附加設備的布置

7.3  校準程序

7.3.1  爐壁溫度

7.3.1.1  當爐內溫度穩定在7.2.4規定的溫度范圍時，應使用4.5規定的接觸式熱電偶和4.12規定的溫度記錄儀在爐壁主條相互等距的垂直軸線上測量爐壁溫度。對于每條軸線，記錄其加熱爐管高度中心處及該中心上下各30mm處三點的壁溫（見表2）。采用合適的帶有熱電偶和隔熱套管的熱電偶掃描裝置，可方便地完成對上述規定位置的測定過程，應特別注意熱電偶與爐壁之間的接觸保持良好，如果接觸不好將導致溫度讀數偏低。在每個測溫點，應待熱電偶的記錄溫度穩定后,才讀取該點的溫度值。

表2  爐壁溫度讀數

7.3.2  爐內溫度

在爐內溫度穩定在7.2.4規定的溫度范圍以及按7.3.1的規定校準爐壁溫度后，使用4.5規定的接觸式熱電偶和4.12規定的溫度記錄儀沿加熱爐中心軸線測量爐溫。以下程序需采用一個合適的定位裝置以對接觸式熱電偶進行準確定位。垂直定位的參考面應是接觸式熱電偶的銅柱體的上表面。

沿加熱爐的中心軸線，在加熱管高度中點位置記錄該測溫點的溫度值。

沿中心軸線上中點向下以不超過10mm的步長移動接觸式熱電偶，直至抵達加熱爐管底部，待溫度讀數穩定后，記錄每個測溫點的溫度值。

沿加熱爐中心軸線從低點向上以不超過10mm的步長移動接觸式熱電偶，直至抵達加熱爐管的頂部，待溫度讀數穩定后，記錄每個測溫點的溫度值。

沿加熱爐中心軸線從頂部向下以不超過10mm的步長移動接觸式熱電偶，直至抵達加熱爐管的底部，待溫度讀數穩定后，記錄每個測溫點的溫度值。

每個測溫點均記錄有兩個溫度值，其中一個是向上移動測量的溫度值，另一個是向下移動時測量的溫度值。計算并記錄這些等距測溫點的算術平均值。

位于同一高度位置的溫度平均值應處于以下公式規定的范圍（見圖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指爐內高度(mm)，x=0對應加熱爐的底部，表3給出了圖5中的數據。

1——爐體高度（mm）； 4——溫度下限（T_min）；

2——溫度（℃）； 5——溫度上限（T_max）；

3——爐體頂部； 6——爐體底部。

圖5    采用熱傳感器沿爐內中心軸線測量的溫度曲線分布圖

表3    顱內溫度分布值

7.3.3  校準周期

當使用新的加熱爐或更換加熱爐管、加熱電阻帶、隔熱材料或電源時，應執行7.3.1和7.3.2規定的程序。

7.4  標準試驗步驟

7.4.1  按72.4規定使加熱爐溫度平衡。如果溫度記錄儀不能進行實時計算，后應檢查溫度是否平衡。若不能滿足7.2.4規定的條件，應重新試驗。

7.4.2  試驗前應確保整臺裝置處于良好的工作狀態，如空氣穩流器整潔暢通、插入裝置能平穩滑動、試樣架能準確位于爐內規定位置。

7.4.3  將一個按第6章規定制備并經狀態調節的試樣放入試樣架內（見4.3），試樣架懸掛在支承件上。

7.4.4  將試樣架插入爐內規定位置（見4.3.3），該操作時間不應超過5s。

7.4.5  當試樣位于爐內規定位置時，立即啟動計時器（見4.13）。

7.4.6  記錄試驗過程中爐內熱電偶測量的溫度（見4.4.3），如要求（見附錄C）測量試樣表面溫度（見4.4.4）和中心溫度（見4.4.4），對應溫度也應予以記錄。

7.4.7  進行30min試驗

如果爐內溫度在30min時達到了終溫度平衡，即由熱電偶測量的溫度在10min內漂移（線性回歸）不超過2℃，則可停止試驗。如果30min內未能達到溫度平衡，應繼續進行試驗，同時每隔5min檢查是否達到終溫度平衡，當爐內溫度達到終溫度平衡或試驗時間達60mn時應結束試驗。記錄試驗的持續時間，然后從加熱爐內取出試樣架，試驗的結束時間為后一個5min的結束時刻或60min（參見附錄D）。

若溫度記錄儀不能進行實時計錄，試驗后應檢查試驗結束時的溫度記錄。若不能滿足上述要求，則應重新試驗。

若試驗使用了附加熱電偶，則應在所有熱電偶均達到終溫度平衡時或當試驗時間為60min時結束試驗。

7.4.8  收集試驗時和試驗后試樣碎裂或掉落的所有碳化物、灰和其他殘屑，同試樣一起放入干燥皿中冷卻至環境溫度后，稱量試樣的殘留質量。

7.4.9  按7.4.1～7.4.8的規定共測試五組試樣。

7.5  試驗期間的觀察

7.5.1  按7.4的規定，在試驗前和試驗后分別記錄每組試樣的質量并觀察記錄試驗期間試樣的燃燒行為。

7.5.2  記錄發生的持續火焰及持續時間，精確到秒。試樣可見表面上產生持續5s或更長時間的連續火焰才應視作持續火焰。

7.5.3  記錄以下爐內熱電偶的測量溫度，單位為攝氏度：

a）爐內初始溫度T₁，7.2.4規定的爐內溫度平衡期的后10min的溫度平均值；

b）爐內高溫度T_m，整個試驗期間高溫度的離散值；

c）爐內終溫度T_f，7.4.7試驗過程后1min的溫度平均值。

溫度數據記錄示例參見附錄D。

若使用了附加熱電偶，按附錄C的規定記錄溫度數據。

8、試驗結果表述

8.1  質量損失

計算并記錄按7.5.1規定測量的各組試樣的質量損失，以試樣初始質量的百分數表示。

8.2  火焰

計算并記錄按7.5.2規定的每組試樣持續火焰持續時間的總和，以秒為單位。

8.3  溫升

計算并記錄按7.5.3規定的試樣的熱電偶溫升，△T = T_m－T_f，以攝氏度為單位。

9、試驗報告

試驗報告應包括下述內容，且應明確區分由委托試驗單位提供的數據和試驗得出的數據：

a）關于試驗所依據的標準為本標準的說明；

b）試驗方法的偏差；

c）試驗室的名稱及地址；

d）報告的發布日期及編號；

e）委托試驗單位的名稱及地址；

f）已知生產商/供應商的名稱及地址；

g）到樣日期；

h）制品標識；

i）有關抽樣程序的說明；

j）制品的一般說明，包括密度、面密度厚度及結構信息；

k）狀態調節信息；

l）試驗日期；

m）按7.3.1和7.3.2規定表述的校準結果；

n）若使用了附加熱電偶，按第8章和C.5規定表述的試驗結果；

o）試驗中觀察到的現象；

p）以下陳述：“試驗結果與特定試驗條件下試樣的性能有關；試驗結果不能作為評價制品在實際使用條件下潛在火災危險性的依據”。