四面受火胶合木中长柱耐火极限试验研究

通过4组10根胶合木中长柱四面受火的耐火极限试验,研究截面尺寸、持荷水平、阻燃涂料等对胶合木中长柱耐火极限的影响规律。通过理论分析提出了胶合木中长柱基于炭化速度的耐火极限计算方法,并采用有限元软件建立了胶合木柱热力耦合数值分析模型。结果表明,随着持荷水平增加,四面受火胶合木柱耐火极限明显降低,当持荷比由30%增加至50%时,耐火极限平均降低24.5min;随着截面尺寸增加,四面受火胶合木柱耐火极限显著提高,当截面尺寸由200mm×200mm增加至300mm×300mm时,耐火极限平均增加28.0min;当胶合木柱表面采用阻燃涂料涂刷后,耐火极限平均增加4.0min。胶层、持荷水平和截面尺寸对试件内部距离边缘相同位置处的温度变化无明显影响,表面涂抹阻燃涂料可稍降低试件内部温度的上升速度。垂直胶层方向和平行胶层方向的炭化速度无明显差异,有阻燃涂料处理的木柱炭化速度略小于无阻燃涂料处理的木柱炭化速度。基于剩余截面法计算的四面受火胶合木中长柱耐火极限计算值与试验值的相对误差绝对值的平均值为6.5%,基本满足工程精度要求。有限元模拟得到的耐火极限与试验值的平均相对误差为8.6%,也满足工程精度要求。     

不同阻燃涂料处理三面受火胶合木梁耐火极限试验研究

通过4组18根胶合木梁三面受火耐火极限的对比试验,研究截面尺寸、持荷比、阻燃涂料、木梁跨中受拉区是否存在指接对耐火极限的影响。研究结果表明,随着持荷比增加,三面受火胶合木梁耐火极限明显降低,当持荷比由30%增加到50%时,耐火极限降低5~29min;随着截面尺寸增加,耐火极限略有增加,当截面尺寸由100×200增加到150×300时,耐火极限增加1~12min;胶合木梁表面采用I型阻燃涂料涂抹后耐火极限提高4~6min,采用Ⅱ型阻燃涂料常温常压浸渍后耐火极限提高4~13min;纯弯段受拉区存在指接时,耐火极限降低4~25min。多数试件竖向炭化速度大于水平炭化速度,有阻燃涂料木梁的炭化速度略小于没有阻燃涂料木梁的炭化速度。     

阻燃涂料处理三面受火锯材木梁耐火极限的试验研究

中国传统建筑多为木结构,而木结构火灾隐患较大,因此对传统木结构的耐火性能提升技术研究迫在眉睫。为此,选取市场上常见的适用于古建筑木结构的透明水性阻燃涂料,通过6根锯材木梁三面受火耐火极限的对比试验,研究阻燃涂料对不同截面尺寸锯材木梁耐火性能的提升效果。研究结果表明,锯材木梁截面尺寸由100mm×200mm增大至200mm×400mm时,耐火极限提高95.1%~107.8%,平均提高102.0%;经阻燃涂料处理后,锯材木梁的耐火极限提高约10min;随着受火时间延长,越靠近试件边缘部位的温度升高越快;阻燃涂料处理试件内部温度升高速度明显小于对应未作处理的试件。     

四面受火胶合木中长柱耐火极限试验研究

通过4组10根胶合木中长柱四面受火的耐火极限试验,研究截面尺寸、持荷水平、阻燃涂料等对胶合木中长柱耐火极限的影响规律。通过理论分析提出了胶合木中长柱基于炭化速度的耐火极限计算方法,并采用有限元软件建立了胶合木柱热力耦合数值分析模型。结果表明,随着持荷水平增加,四面受火胶合木柱耐火极限明显降低,当持荷比由30%增加至50%时,耐火极限平均降低24.5 min;随着截面尺寸增加,四面受火胶合木柱耐火极限显著提高,当截面尺寸由200 mm×200 mm增加至300 mm×300 mm时,耐火极限平均增加28.0 min;当胶合木柱表面采用阻燃涂料涂刷后,耐火极限平均增加4.0 min。胶层、持荷水平和截面尺寸对试件内部距离边缘相同位置处的温度变化无明显影响,表面涂抹阻燃涂料可稍降低试件内部温度的上升速度。垂直胶层方向和平行胶层方向的炭化速度无明显差异,有阻燃涂料处理的木柱炭化速度略小于无阻燃涂料处理的木柱炭化速度。基于剩余截面法计算的四面受火胶合木中长柱耐火极限计算值与试验值的相对误差绝对值的平均值为6.5%,基本满足工程精度要求。有限元模拟得到的耐火极限与试验值的平均相对误差为8.6%,也满足工程精度要求。     

胶合木梁三面受火后力学性能的试验研究

通过2组7根胶合木梁三面受火后力学性能的对比试验,研究了不同表面处理和不同受火时间后胶合木梁的破坏形态、剩余承载力和应变的变化规律。研究表明,胶合木梁剩余承载力随受火时间增加而明显降低,受火20～40min后剩余承载力显著降低;表面有阻燃涂料处理试件剩余承载力略大于无阻燃涂料处理试件。未受火对比试件和受火后试件跨中截面应变分布均符合平截面假定;相同荷载作用下,受火后试件梁底和梁顶的应变均大于未受火对比试件。采用基于ABAQUS二次开发的木材本构模型,能准确预测木材内部温度在100℃左右时的平台段,且距离受火面越远平台段越长;水平和竖向炭化深度模拟值与试验值误差为8.6%～14.0%,能较准确地模拟胶合木梁的炭化深度;胶合木梁受火后剩余承载力模拟值与试验值吻合较好,可用于胶合木梁三面受火后剩余承载力的评估。     

东北落叶松耐火性能的试验研究

为了研究木材的耐火性能,对14个东北落叶松实木试件进行了燃烧试验.对其中一半的试件采用YS-W0012型阻燃剂涂刷处理,研究阻燃剂对木材耐火性能的影响.试件共分成四组,分别燃烧15min、30 min、45 min及60 min.通过在试件不同深度插入热电偶获得试件燃烧60 min内不同点处的温度—时间曲线.结果表明,在同一燃烧时间试件内部离表面距离越远温度越低.同时对试件的炭化深度和炭化速率进行了研究.试验结果表明,木材的炭化速率是可预测的,对木材表面采用YS-W0012型阻燃剂涂刷处理后,在曝火的早期阶段木材的耐火性能有一定的改善.     

木结构建筑胶合木楼板耐火性能试验研究

为研究木结构建筑中正交胶合木(CLT)楼板耐火性能，通过两组四块CLT楼板池火对比试验，探究不同油盘直径池火火源及CLT楼板试件不同截面厚度对CLT楼板耐火性能的影响。结果表明，CLT楼板在池火持续加热燃烧过程中，木材热解产生可燃气体被池火火焰点燃，使试件受火面火焰两次增大并蔓延至构件边缘；随着油盘直径增大，CLT楼板耐火时间明显缩短，耐火性能显著降低；截面厚度为20mm的CLT楼板池火试验过程中均被烧穿，平均炭化速度最高达1.538mm/min。截面厚度为25mm的CLT楼板受火45min时均未烧穿，有效阻挡火焰向背面蔓延。适当增加构件厚度，其构件耐火性能明显提高。     

传统地仗保护圆木柱受火后力学性能的试验研究

传统木结构建筑的防火性能是制约其长期安全使用的重要因素。通过6组18根不同表面处理圆木柱受火后力学性能的对比试验研究,分析不同表面处理不同受火时间后圆木柱剩余承载力、初始刚度和炭化速度的变化规律,了解不同表面处理对圆木柱受火后力学性能的影响规律。结果表明,未受火对比试件和受火时间较短的圆木柱均呈轴压破坏特征,受火时间较长圆木柱呈偏压破坏特征。受火后试件剩余承载力较未受火对比试件降低5.3%~80.2%,降低幅度与受火时间成正比、与截面尺寸成反比;传统地仗保护试件剩余承载力损失程度明显小于表面无处理试件和表面涂抹防火涂料试件。受火后圆木柱初始刚度显著降低,降低幅度随受火时间增加而增加,有传统地仗保护试件降低幅度小于表面无处理试件。传统地仗保护试件受火炭化后表面有一层白色覆盖物,其炭化速度小于表面无处理试件。数值模拟结果与试验结果符合较好,可供传统历史木结构受火后的评估鉴定。     

混晶TiO2制备木结构防火涂料及阻燃机理

以KOH和Na₂SiO₃改性硅灰为基料,通过溶胶-凝胶法制备水性木结构阻燃涂料。制作三聚氰胺饰面中密度纤维板试件,测量试件的氧指数,分析试样及原料的晶相变化及表观形貌,研究板钛矿/锐钛矿混晶TiO₂对其阻燃性能及微观结构的影响。结果表明,适量的TiO₂可提高其阻燃性能,当TiO₂掺量为2%时其阻燃性能最佳,可使纤维板的LOI达到31.4%,炭化体积(小室法）仅为8.2 cm³,较不添加TiO₂的样品减小了56%。混晶TiO₂在燃烧处理过程中结构稳定,有助于硅灰基水性木结构阻燃涂料在燃烧过程中发展成连续、均匀、密实的片层状结构,致使失重温度升高,热流量减小,进而提高阻燃性能。     

植物油脂自燃残留物痕迹特征研究

通过模拟试验对以棉纱为载体的植物油脂自燃形成的残留物与外部火源引燃油浸棉纱形成的残留物痕迹进行了研究。结果发现,外部引燃和自燃油浸棉纱燃烧蔓延方向和出现炭化区的位置明显不同。自燃残留物炭化痕迹由油浸物中心位置向外蔓延,且随着持续时间的延长,内部温度升高,炭化程度变深,内部中心出现灰分,形成不同程度的炭化结块,炭化区与非炭化区之间存在明显的变色过渡区。外部引燃的残留物炭化痕迹为由外向内延伸,残留物外表面出现炭化区,且炭化程度较深,炭化区与非炭化区界限分明,无明显的变色过渡区。     

消除现场焊接环境下大面积防水材料火灾隐患的新方法

广州新图书馆项目的幕墙施工中具大量的焊接作业,存在幕墙的防水材料被火花引燃的火灾隐患.针对此问题研究出在防水卷材表面涂刷防火涂料,将易燃的防水材料变成阻燃材料的方法.     

水性超薄膨胀型钢结构防火涂料用基料的研究

采用聚有机硅氧烷乳液与自交联纯丙乳液的混合乳液为基料,制备了水性超薄膨胀型钢结构防火涂料,并研究了聚合物基料对其性能的影响.结果表明,添加适量的聚有机硅氧烷乳液后,水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的炭化层状态、防火性能、膨胀倍率都有很大改善.当基料中聚有机硅氧烷乳液用量为32.9%(质量分数,下同),基料用量为16.7%时,水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的综合性能最好.     

蒙脱土对木材膨胀阻燃涂料性能的影响

采用极限氧指数、锥形量热仪等试验,研究了不同蒙脱土对膨胀阻燃涂料的木材阻燃性能的影响。试验结果表明:复配蒙脱土可以在膨胀阻燃涂料的基础上进一步增加木材的氧指数,涂覆复配阻燃涂料的木材氧指数可达40.8;同时,复配蒙脱土可以降低燃烧热释放速率,并减少总热释放量和总发烟量;采用层状结构显著的蒙脱土,可以更为高效的促进木条成炭,从而起到更好的阻燃抑烟功效。     

ZY—2阻燃液

利用阻燃元素协同效应，研究了阻燃液。该阻燃液阻燃效果好，成本低，适用于木材等阻燃制品，用火焰点燃，只碳化不燃烧。     

铝木复合耐火窗窗框阻燃性能研究

为提高铝木复合窗的耐火性能,对木材阻燃性能进行研究。以热释放速率、热释放总量、总产烟量和质量损失为评价指标,对比了阻燃剂浸泡时间、木材种类和阻燃剂种类对木材燃烧性能的影响。试验结果表明,木材在阻燃剂中浸泡时间越长,其阻燃效果越明显;樟子松由于载药量大,后期燃烧性能更好;经阻燃剂6505浸泡后的木材综合性能较好,可作为后续耐火窗生产的备选阻燃剂之一。     

隧道防火涂料配方设计和性能研究

试验研究了隧道防火涂料的配方设计,讨论了粘结剂、隔热材料、引气剂、可再分散乳胶粉对隧道防火涂料性能的影响。试验结果表明,研制的隧道防火涂料具有良好的物理化学性能,施工和易性好,粘结强度高,导热系数低,抗龟裂性和耐候性优良。当干膜厚度为10mm时,其耐火极限达2.5h。     

掺入CES膨胀型阻燃涂料的试验研究

研究蛋壳（CES）废料作为环保生物填料的膨胀型阻燃涂料的性能。将聚磷酸铵II、季戊四醇和三聚氰胺与阻燃填料和丙烯酸树脂黏合剂混合,制成膨胀型阻燃涂料,进行火焰表面扩散试验、火焰蔓延试验、热重分析试验、粘结强度试验等测试涂料的防火性能。结果表明,试件B、C、D、E在火焰下暴露时均未显示出火焰表面扩散。在涂料B、E中添加质量分数为5.0％、2.5％的蛋壳生物填料,由于炭化而改善了防火性能。试件D、E的总火焰传播指数分别为4.5、5.0,显示出优良的阻燃性能。防火涂料具有良好的耐水性、热稳定性和粘结强度,具有良好的防火性能。     

燃烧后木材顺纹抗压性能试验研究

为研究木材的耐火性能,对20个兴安落叶松木材试件进行了燃烧试验,其中一半试件涂刷了阻燃剂,得到了不同燃烧时间下的木材炭化层厚度,并用线性拟合得到了木材炭化速率;将燃烧后的试件加工成小试块,进行了木材顺纹抗压试验.结果表明:燃烧会使残余部分木材顺纹抗压强度降低,且试件顺纹抗压承载力也随燃烧时间的增加而降低,其变化规律可用线性函数描述;采用涂刷处理方法的阻燃剂对木材耐火性能的影响主要表现在木材燃烧的早期,能减小炭化速率,但对木材强度损失的影响不大.     

膨胀型过氯乙烯防火涂料

本文介绍了以过氯乙烯为成膜物质,添加成炭剂、脱水催化剂、发泡剂制备膨胀型防火涂料的组成、工艺、性能和防火效果。采用正交试验法讨论了主要组成成分对涂料的防火性能的影响。