建筑材料不燃性试验方法
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最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T16839.2—1997热电偶第2部分:允差（idtIEC60584-2:1982)
ISO13943消防安全词汇
EN13238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
ISO13943中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
B.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/rn2或厚度>1.0mm的一层材料可视作主要组分。
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）。
4试验装置
C.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加热炉底面连接一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录B。
4.2.4气流罩采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。插人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。
单位为毫米
 
图1试样架
1——支承件钢管； Tc——试样中心热电偶；
2——网盘（网孔0.9mm、丝径0.4mm)。 Ts——试样表面热电偶。
注：对于Tc和Ts可任选使用。
4.4热电偶
4.4.1采用丝径为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/T16839.2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。
B.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士1%以内。
4.9调压变压器
控制最大功率应达1.5k(V•A)，输出电压应能在零至输入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。
单位为毫米
 
1——炉壁；TF——炉内热电偶；
2——中部温度；Tc ——试样中心热电偶；
3——热电偶；Ts——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Tc和Ts可任选使用。
图2加热炉、试样和热电偶的位置
单位为毫米
 
1——手柄
2——焊接处
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。其最大电压不超过100V,而电流的限度能调节至“100%功率”即等于电阻带的最大额定值。功率控制器的稳定性约1%，设定点的重复性为±1%，在设定成范围内，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不小于±1℃。
4.13计时器
记录试验持续时间，其精度为1s。
4.14干燥器
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（45-0 2)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一致。
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，建议最大电流不超过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最大偏差（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；
2——稳压器；
3——调压器；
4——热电偶；
5——接线端子；
6——加热炉电阻带
7——补偿导线
8——温度显示器
9——功率控制器
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三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

7.3.1.2计算并记录按7.3.1.1规定测量的9个温度读数的算术平均值，将其作为炉壁平均温度T_avg。
T_avg=（T_1;a+T_1;b+T_1;c+T_2.a+T_2;b+T_2;c+T_3;a+T_3;b+T_3;c）/9
分别计算按7.3.1.1规定测量的三根垂轴线上温度读数的算术平均值，将其作为垂轴上的炉壁平均温度。
T_avg.axis1=（T_1;a+T_1;b+T_1;c）/3
T_avg.axis2=（T_2;a+T_2;b+T_2;c）/3
T_avg.axis3=（T_3;a+T_3;b+T_3;c）/3
式中：
式中：
T_avg.axs1第一根垂轴线上温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃);
T_avg.axis2——第二根垂轴线上温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃);
T_av,axis3——第三根垂轴线上温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃)。
分别计算三根垂轴线上的测量温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数。
T_dev.axis1=100×|（T_avg-T_avg.axis1）/T_avg|
T_dev.axis2=100×|（T_avg-T_avg.axis2）/T_avg|
T_dev.axis3=100×|（T_avg-T_avg.axis3）/T_avg|
Tdev.axis1——第一根垂轴线上测量温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数;
Tdev.axis2——第二根垂轴线上测量温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数;
TdeV.a5ds3——第三根垂轴线上测量温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数。 计算并记录三根垂轴线上的平均炉温偏差值(算术平均值）。
计算并记录三根轴线上的平均炉温偏差值（算数平均值）
T_avg.dev.axs1=（T_dev.axs1+T_dev.axs2+T_dev.axs3）/3
计算按7.3.1.1规定测量的三根垂轴线上同一位置的温度读数的算术平均值。
式中：
Tavg.levela=（T1;a+T2;a+T3;a）/3
Tavg.levelb=（T1;b+T2;b+T3;b）/3
Tavg.levelc=（T1;c+T2;c+T3;c）/3
式中：
Tavg.levela——三个垂轴线上位置a的温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃);
Tavg.levelb——三个垂轴线上位置b的温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃);
Tavg.levelc——三个垂轴线上位置C的温度读数的算术平均值，单位为摄氏度（℃)。
计算所测得的三根垂轴线上同一位置的温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数。
T_dev.levela=100×|（T_avg-T_avg.levela）/T_avg|
T_dev.levelb=100×|（T_avg-T_avg.levelb）/T_avg|
T_dev.levelc=100×|（T_avg-T_avg.levelc）/T_avg|
式中：
Tdev.levela——三根垂轴线上位置a的温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数；
Tdev.levelb一一三根垂轴线上位置b的温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数；
Tdev.levelc——三根垂轴线上位置C的温度值相对平均炉壁温度偏差的绝对百分数。
T_avg.level=（T_avg.levela+T_avg.levelb+T_avg.levelc）/3
计算并记录三根垂轴线上同一位置的平均炉壁温度偏差值(算术平均值）。
三根垂轴线上的温度相对平均炉壁温度的偏差量(4)不应超过0.5%。
三根垂轴上同一位置的平均温度偏差量相对平均炉壁温度的偏差量不应超过1.5%。
7.3.1.3确认在位置（+30mm)处的炉壁温度平均值Tavg.levela(5a)低于在位置（-30mm)处的炉壁温度平均值Tavg，levelc;(5c)。
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最低点向上以不超过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):
Tmin=541653+(5901×x）-(0.067×x²)+(3375×10^-4×x³)-(8553×10^-7×x⁴)
Tmax=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);
2——温度（°C);
3——炉体顶部；
4——温度下限（Tmin);
5 温度上限（Tmax);
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炉内温度分布值
表3炉内温度分布值

 
1)ISO5725-2:1994测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第2部分：确定标准测试方法重复性和可再现性的基本方法。
当上述模型能够正确拟合这些参数，它们可用作预测“试验结果”的工具。这可通过以下举例来说明：假设一个试验室测试给定制品的一个试样，温升的测量结果为+25℃，如果该试验室对相同产品进行第二次测试，那么r的估计值为
r=3.53+0.29X25≈11℃
则第二次试验的结果落在+14℃〜+36℃之间的概率为95%。
现在假设同样的产品由另一个试验室进行试验，那么R的评估值为
=2.68+0.73X25≈21℃
则该试验室的试验结果落在+4℃〜+46℃之间的概率为90%。
单位为摄氏度
 
 
 
图A.1ΔT(℃)的统计模型
附录B
(资料性附录）
试验装置的典型设计
1典型试验设备
典型的试验设备如图B.1所示。
2加热炉管
加热炉管可按图B.2所示的缠绕方式采用0.2mm厚、3mm宽的80/20的镍铬电阻带进行缠绕。为了缠绕的准确性，可在加热炉管的表面进行开槽。
在炉管周围的环形空间可用密度为（170±30)kg/m3的氧化镁粉进行填充。
3空气稳流器
空气稳流器的上半部分应采用厚25mm、导热系数为（0.04±0.01)W/(m•K)(平均温度为+20℃)的矿棉纤维进行隔热处理。
B.4气流罩
气流罩的外部应采用厚25mm、导热系数为（0.04±0.01)WAm•K)(平均温度为+20℃)的矿棉纤维进行隔热处理。
 
 
 
1——支架；
2——矿棉隔热层;
3——氧化镁粉；
4——耐火管；
5——加热电阻带;
6——气流罩；
7——插入装置；
8——定位块；
9——试样热电偶;
10——支撑件钢管;
11——试样架；
12——炉内热电偶;
图B.1典型的试验装置图
 
1——顶部
2——底部
3——电阻带
4——耐火管
图B.2加热圈
 
附录C
(规范性附录)
附加热电偶
1前言
除了测量炉内温度和炉壁温度(4.1.5)外，如果需要，也可设置热电偶来测量试样几何中心及试样表面的温度，这两支附加热电偶的具体要求见C.2〜C.4。
2热电偶的位置
2.1试样中心热电偶
试样中心热电偶的放置应使其热接点位于试样的几何中心（见图1和图2)。可从试样顶部沿中轴线幵2mm的孔来实现。
C.2.2试样表面热电偶
试样表面热电偶的放置应使其热接点在试验开始时位于试样中部，并应与炉内热电偶处于同一直径的相对方向（见图1和图2)。
C.3试验程序
按第7章规定进行试验，并全程记录试验过程中两支热电偶的测量温度。
在某些情况下，试样中心热电偶不能提供额外的信息，因此可不设中心热电偶。对于热稳定性较差的材料也可不设中心热电偶。
C.4试验的现象观察
除了7.5中要求的观察内容外，还应记录以下内容：
试样中心最髙温度Tc(max);
试样中心最终温度Tc(final);
试样表面最高温度Ts(max);
试样表面最终温度Ts(final)。
试样表面和中心最大和最终温度在7.5.3中有相应的定义。
C.5试验结果的表述
温升应根据两支热电偶对每个试样的记录进行计算:
试样中心温升：ΔTc=Tc(max)—Tc(final);
试样表面温升：ΔTS=Ts(max)—Ts(final)。
附录D
(资料性附录)
温度记录
1初始温度的平衡
初始温度平衡的判定条件在7.2.4中给出。即在10min以上时间段内达到以下条件：——平均温度Tavg=(750±5)℃;
——|T-Tavg|<10℃；
——漂移(线性回归)<2℃。
——在图D.1中给出了一个初始温度平衡的例子：
——平均温度+750.4℃;
——温度最大偏差=4.3℃;
——漂移=0.7℃。
根据7.5.3中对初始温度的的定义，Ti=即等于Tavg，图D.1中给出的例子中Ti=750.4℃。
 
1——温度（℃);
2——时间（s)。
[图D.1初始温度平衡的例子]
D.2最终温度的平衡
如果温度在30min内达到平衡条件，那么试验结束时间应为30min。如果温度在30min至60min内达到平衡条件，那么达到平衡的时间即为试验结束时间。如果温度在60min内没能达到平衡，那么试验应在60min时结束。
最终温度的平衡条件是在10min期间漂移在2℃内，以5min的时间间隔进行计算。
在图D.2及表D.1中给出了最终温度平衡的例子。][如果温度漂移在(35〜45)min之间小于2℃(10min内），那么温度平衡条件是在45min达到的，试验应在45min时结束。
 
1——温度（℃);
2——时间（s);
3——漂移[20min〜30min]=2.76℃;
4——漂移[25min〜35min]=2.15℃;
5——漂移[30min〜40min]=2.80℃;
6——漂移[35min〜45min]=0•84℃;
7——试验结束=45min。
图D.2最终温度平衡的例子
D.2最终温度的平衡
D.3温升的确定
温升的计算在8.3中进行了描述，通过Tm和Tf计算得来。在图D.3和图D.4中给出了两个典型的温度记录例子，结果总结于表D.1中。
表D.1试验结果