可膨脹石墨對鋼結(jié)構(gòu)防火卷材性能的影響

牛少偉

(濮陽市消防支隊，河南 濮陽 457000)

民用航空與安全工程

可膨脹石墨對鋼結(jié)構(gòu)防火卷材性能的影響

牛少偉

(濮陽市消防支隊，河南 濮陽 457000)

通過模擬大板法、氧指數(shù)、垂直燃燒、CONE實驗和熱重、掃描電鏡分析以及力學性能測試，研究了AMP/EG/CDM體系防火卷材的耐火性能、阻燃性能及力學性能。結(jié)果表明：適量的EG與阻燃體系A(chǔ)MP具有良好的協(xié)同阻燃作用，當EG添加量為7%時，耐火時間為1 690 s；LOI值為37.0%；垂直燃燒等級為FV-0級；各項燃燒參數(shù)得到優(yōu)化：與試樣CDM0相比，pk-HRR與av-HRR分別降低了48.55%、46.52%，av-SEA與av-COY分別降低了84.56%、16.67%，四項燃燒性能指數(shù)均降低；力學性能參數(shù)中拉伸強度和斷裂伸長率分別降低了25.57%、7.29%，彎曲強度和彎曲模量分別提高了1.00倍、90.07%。

鋼結(jié)構(gòu)；防火卷材；膨脹阻燃體系；膨脹石墨

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多，如何制備性能優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)防火材料引起研究人員的廣泛關(guān)注。武警學院楊守生教授等針對鋼結(jié)構(gòu)防火保護材料向環(huán)保性、裝飾性、高防火性及施工便利性等方向發(fā)展的趨勢，研究制備了一種以氯化聚乙烯(CPE)與三元乙丙橡膠(EPDM)復(fù)配(其質(zhì)量配比為6∶4)為基料(以下簡稱CDM)，以聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)為膨脹阻燃體系(以下簡稱AMP，優(yōu)化其質(zhì)量配比為2∶1∶1)，CDM和AMP質(zhì)量比為6∶4的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材[1-2]。其中的AMP體系具有阻燃效率高、無熔滴、低煙、無毒、無腐蝕氣體釋放等優(yōu)點，是一種環(huán)境友好的阻燃劑。但是AMP體系的吸濕性問題使其在潮濕環(huán)境中的應(yīng)用受到限制，此外與聚合物相容性不好、阻燃效果有限、添加量較大等都是有待解決的問題[3-4]?？膳蛎浭?EG)是由天然石墨經(jīng)特殊處理而制得，具有層狀碳原子結(jié)構(gòu)，在高溫火焰作用下能夠迅速膨脹，形成具有良好隔熱性能的炭化層，其在受火膨脹過程中熱釋放速率低，質(zhì)量損失小，煙氣少，形成炭層較厚，能夠有效阻隔火焰熱量向基材的傳遞，達到阻燃和防火的目的[5-7]，因此被嘗試應(yīng)用于阻燃材料，以求起到更加優(yōu)異的協(xié)同阻燃作用。為進一步提高這種新型鋼結(jié)構(gòu)防火卷材的應(yīng)用性能和效果，選用EG對膨脹阻燃體系進行增效改性，研究EG添加量對該種防火卷材的性能影響。

1 實驗部分

1.1 主要原料

三元乙丙橡膠(EPDM)：3670，美國杜邦公司；氯化聚乙烯(CPE)：135B，臨沂奧星化工有限公司；聚磷酸銨(APP)：工業(yè)級，江蘇鎮(zhèn)江星星阻燃劑公司；三聚氰胺(MEL)：化學純，中國醫(yī)藥上?；瘜W試劑公司；季戊四醇(PER)：化學純，天津市大茂化學儀器供應(yīng)站；可膨脹石墨(EG)：BA100目，膨脹度60～120 mL/g，保定市艾可森碳素制品有限公司；普通碳素鋼板：Q235，厚度2 mm，廊坊市鑄旺不銹鋼制品有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

高速混合機(GRH-10型)；開放式煉膠機(X(S)K-100)；平板硫化機(XLB-D350×350×2-Z)；萬能電子試驗機(XWW-10A)；錐形量熱儀(S001)；熱重分析儀(TGA/SDTA857e)；掃描電子顯微鏡(S-3400N型)；氧指數(shù)儀(HC-2CZ)；水平垂直燃燒儀(UL94 SCZ-3)；TP700多路數(shù)據(jù)記錄儀(TP700-16)；自搭建模擬大板法試驗裝置。

1.3 樣品制備

選取CPE、EPDM兩種材料作為鋼結(jié)構(gòu)防火卷材的復(fù)配基料，復(fù)配比為6∶4；APP、MEL、PER三組分為膨脹阻燃體系，基料與阻燃體系用量為6∶4；EG添加量分別為3%、5%、7%、9%、11%。

將防火卷材的各組分在80 ℃的真空干燥箱中干燥12 h；按照配方稱取防火卷材的基料、膨脹阻燃體系、EG；將按質(zhì)量配比稱量的膨脹阻燃體系和EG置于高速混合機中攪拌3 min，使其混合均勻；將開放式煉膠機雙輥升溫至90-100 ℃，輥距調(diào)至最小，按照配方添加基料，待薄通至顏色均勻后，加入相應(yīng)比例混合均勻的膨脹阻燃體系、EG，再次混煉均勻后打三角包，出片待用；調(diào)至輥距為2 mm，將塑化后的材料加入煉膠機中，待包輥后打三角包、打卷各5次，然后出片；利用平板硫化機將混煉后的材料熱壓成型，加工溫度為100 ℃，工作液壓力為10.0-14.5 MPa，加工時間為20～30 min，熱壓成型后迅速取出模具，冷卻至室溫；將壓制所得的防火卷材加工成各種性能測試所需規(guī)格的試樣。

將碳素鋼板加工成150 mm×150 mm的被保護材料；用砂紙將鋼板表面打磨干凈，并用無水乙醇等有機溶劑擦去鋼板表面的雜質(zhì)；待鋼板表面干燥后，涂刷一層厚度均勻的防火膠黏劑(用量以300～350 g·m-2為宜)，將尺寸為150 mm×150 mm×2 mm的鋼結(jié)構(gòu)防火卷材緊貼在鋼板表面，冷壓養(yǎng)護12小時以上。

1.4 性能測試

1.4.1 拉伸性能測試

參考標準GB/T 1040-92《塑料拉伸性能試驗方法》[8]，制備出試樣，利用萬能電子試驗機進行試驗，保證試樣的長軸與上、下夾具的中心線一致，拉伸速度為50 mm·min-1，每組不少于5個平行試樣，若試樣斷裂點未處于中間平行部分時，該測試結(jié)果無效。

1.4.2 彎曲性能測試

參考標準GB/T 9341-2000《塑料彎曲性能試驗方法》[9]，制備出長度為(80±2)mm、寬度為(10±0.2)mm、厚度為(4±0.2)mm的規(guī)格試樣。利用萬能電子試驗機進行試驗，試驗速度為2 mm·min-1，每組取5個平行試樣，結(jié)果取平均值，得出彎曲強度和彎曲模量。

1.4.3 耐火性能測試

以自制“模擬大板法”燃燒實驗裝置來測試鋼結(jié)構(gòu)防火卷材的耐火性能，如圖1所示。將試件放在自制鐵架臺上，貼有防火卷材的一面朝下，確保試件中心正對噴火口，與噴火口之間的垂直距離為10 cm。如圖2將試件背面中心均勻固定四根熱電偶，點火的同時開始計時，規(guī)定試件背火面任意一支熱電偶溫度達到300 ℃時的時間為耐火時間[10]。每次試驗結(jié)束后，待熱電偶溫度降至室溫時，方可進行下次實驗。每組做三個平行試件，耐火時間取平均值。

圖1 自制模擬大板法燃燒實驗裝置

圖2 背火面熱電偶布置圖

1.4.4 極限氧指數(shù)測試

參考標準GB/T 10707-2008《橡膠燃燒性能的測定》[11]對試樣氧指數(shù)進行測試，試樣尺寸為120.0 mm×6.5 mm×3.0 mm，每組取15個試樣確定材料的氧指數(shù)。

1.4.5 垂直燃燒測試

參考標準GB/T 10707-2008《橡膠燃燒性能的測定》[11]對試樣垂直燃燒進行測試，試樣尺寸為130.0 mm×13.0 mm×3.0 mm，每組取5個試樣確定材料的垂直燃燒性能等級。

1.4.6 錐形量熱儀分析

按照ASTME-1354標準對試樣進行CONE試驗[12-14]，熱輻射功率為35 kW·m-2，樣品尺寸為100 mm×100 mm×4 mm，每組取2個試樣，測得材料的燃燒參數(shù)主要有：引燃時間(TTI)、質(zhì)量損失速率(MLR)、熱釋放速率(HRR)、總熱釋放量(THR)、有效燃燒熱(EHC)、比消光面積(SEA)、CO產(chǎn)生速率(COY)等。這些數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出火勢增長指數(shù)(FGI)、放熱指數(shù)(THRI6min)、發(fā)煙指數(shù)(TSPI6min)、毒性氣體生成速率(ToxPI6min)等四個指數(shù)，進而評價防火卷材的火災(zāi)危險性。

1.4.7 熱重分析

利用熱重分析儀[15]，在空氣和氮氣保護氣氛下，升溫速率為10.0 ℃·min-1，樣品質(zhì)量為5 mg左右，采用空氣作反應(yīng)性氣體，流速為30 mL·min-1，高純氮氣作保護氣體，流速為40 mL·min-1。

1.4.8 掃描電鏡分析

利用掃描電鏡，將耐火性能測試后形成的炭層粘到樣品盤上，對其表面進行噴金處理，掃描電壓15 kV，對炭層進行放大觀察并拍照。

2 結(jié)果與討論

2.1 EG對防火卷材耐火性能分析

保持基礎(chǔ)配方中各組分之間的配比及用量不變，分別研究EG添加量為基礎(chǔ)配方的3%、5%、7%、9%、11%這五種情況對防火卷材的性能影響。具體配方如表1所示。

表1 AMP/EG/CDM體系防火卷材的配方

由圖3及表2可知，隨著EG添加量的增加，防火卷材的膨脹倍數(shù)增大，耐火時間呈先增大后減小趨勢。當EG添加量小于3%時，對防火卷材的耐火性能影響較小，這是因為少量EG的加入，其受熱膨脹形成的“蠕蟲”狀炭層較少，不能均勻穿插于炭質(zhì)層中，且炭層較薄，不能與膨脹阻燃體系發(fā)揮更好的協(xié)同阻燃作用。當EG添加量小于7%時，防火卷材的耐火時間隨EG添加量的增大而延長，這是因為隨著EG添加量的增大，其膨脹形成的“蠕蟲”狀炭層結(jié)構(gòu)增多，均勻穿插于炭質(zhì)層中，增加了基料軟化熔融的粘度及膨脹阻力，減少炭層表面裂縫的形成，使結(jié)構(gòu)完整，耐火性能增加。當EG添加量為7%時，其膨脹倍數(shù)為25倍，耐火時間最長，為1 690 s，形成炭層膨脹均勻，內(nèi)部中空，表面裂縫減少，結(jié)構(gòu)完整。當EG添加量大于7%時，膨脹倍數(shù)增大，但耐火時間大幅降低，這是因為過多的EG受熱膨脹增加了炭層高度，過量的“蠕蟲”狀炭層結(jié)構(gòu)穿插于炭質(zhì)層中降低了炭層之間的粘結(jié)力，使膨脹炭層疏松，在受火后期出現(xiàn)脫落，大大降低了防火卷材的耐火性能。

表2 EG添加量與防火卷材耐火性能的關(guān)系

圖3 添加不同量EG的防火卷材耐火時間變化曲線

2.2 EG對防火卷材力學性能分析

表3和圖4為EG用量不同的防火卷材力學性能測試結(jié)果。結(jié)合表中數(shù)據(jù)及變化曲線可知，AMP/EG/CDM體系防火卷材的各項力學性能參數(shù)均有較大變化，隨著EG添加量的增加，防火卷材的拉伸強度和斷裂伸長率降低，彎曲強度和彎曲模量呈增大趨勢，當EG的添加量大于9%時，其拉伸強度和斷裂伸長率降低速率增大。與CDM0相比，試樣CDM3的拉伸強度、斷裂伸長率分別為5.56 MPa、1 132.95%，依次降低了25.57%、7.29%；彎曲強度和彎曲模量從CDM0的4.90 MPa、5.84 MPa提高到9.80 MPa、11.10 MPa，分別提高了1.00倍、90.07%。說明添加EG使防火卷材的拉伸性能降低，彎曲強度提高，這是因為EG粒徑較大且隨添加量增加在防火卷材中易發(fā)生團聚，造成與基料之間的相容性差，出現(xiàn)應(yīng)力集中，力學性能下降。

表3 EG不同添加量防火卷材力學性能測試結(jié)果

2.3 AMP/EG/CDM體系防火卷材阻燃性能分析

(1)氧指數(shù)(LOI)和垂直燃燒分析

表4為AMP/CDM和AMP/EG/CDM體系防火卷材的氧指數(shù)和垂直燃燒試驗結(jié)果。

由表4中數(shù)據(jù)可得：在氧指數(shù)測試過程中，發(fā)現(xiàn)未添加EG的AMP/CDM體系防火卷材試樣CDM0易被引燃，產(chǎn)煙量大，形成炭層較少，燃燒緩慢，測得其LOI值為27.0%。隨EG用量的增加，AMP/EG/CDM體系防火卷材的氧指數(shù)逐漸升高，點燃后產(chǎn)生的煙氣逐漸減少，形成的炭層膨脹倍數(shù)增大，致密性變好。當EG添加量為7%時，其LOI值為37.0%，相比于試樣CDM0提高了37.04%，表明EG與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP有協(xié)同作用，在受火膨脹成炭過程中，隨著EG添加量的增加，其受熱迅速膨脹形成的“蠕蟲”狀炭質(zhì)層增多，緊緊包覆在樣條頂部周圍，阻隔火焰熱量向樣條下方傳遞，起到阻燃的作用，氧指數(shù)升高。

圖4 EG不同添加量防火卷材力學性能變化曲線

阻燃體系樣品編號EG/%LOI/%垂直燃燒AMP/CDMCDM00270FV-1CDM13315FV-0CDM25340FV-0AMP/EG/CDMCDM37370FV-0CDM49385FV-0CDM511405FV-0

在垂直燃燒試驗過程中，測得試樣CDM0兩次施加火焰后的有焰燃燒時間為24秒、26秒，垂直燃燒等級達到FV-1級；添加不同量EG后，測得AMP/EG/CDM體系防火卷材各試樣兩次施加火焰后的有焰燃燒時間均很短，小于10秒，材料基本不被引燃，垂直燃燒等級達到FV-0級。說明EG與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP有較好的協(xié)同阻燃作用。

(2)CONE分析

表5為AMP/CDM和AMP/EG/CDM體系防火卷材在35 kW·m-2輻射功率下的CONE試驗數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：除AMP/3%EG/CDM(試樣CDM1)外，AMP/EG/CDM體系防火卷材的引燃時間較試樣CDM0有了較大提前，這是因為可膨脹石墨的加入，增加了可燃揮發(fā)分的釋放量，提高了周圍可燃揮發(fā)分的濃度，引燃時間縮短。

由表5及圖5、6可知，試樣CDM0的pk-HRR、av-HRR和THR分別為49.58 kW·m-2、21.24 kW·m-2和28.65 MJ·m-2，加入可膨脹石墨后，對AMP/EG/CDM體系防火卷材的測試數(shù)值影響較大。與CDM0相比，試樣AMP/7%EG/CDM(CDM3)的pk-HRR、av-HRR和THR分別降至25.51 kW·m-2、11.36 kW·m-2、13.77 MJ·m-2，降幅依次為48.55%、46.52%、51.94%。說明適量EG的加入有效提高了AMP/CDM體系防火卷材的阻燃性能，降低其熱釋放能力，減少防火卷材本身對火場升溫貢獻及所造成的傷害。這是因為EG受熱膨脹屬于物理性膨脹，生成大量“蠕蟲”狀炭層結(jié)構(gòu)，穿插于膨脹阻燃體系A(chǔ)MP生成的炭層中，起到相互交聯(lián)的作用，提高炭層的致密性，減緩熱量向基材的傳遞，達到阻燃防火的目的。

表5 AMP/EG/CDM體系防火卷材的錐形量熱試驗結(jié)果

注：括號中顯示的時間為pk-HRR出現(xiàn)的時間。

圖5 AMP/EG/CDM體系的HRR曲線

圖6 AMP/EG/CDM體系的THR曲線

由表5及圖7、8可知，試樣CDM0的av-SEA與av-COY分別為2 183.75 m2·kg-1、0.06 kg·kg-1，與CDM0相比，可膨脹石墨的加入降低了AMP/CDM體系防火卷材的av-SEA，而av-COY相差不大，其中CDM3的av-SEA與av-COY分別為337.19 m2·kg-1、0.05 kg·kg-1，相比于CDM0分別降低了84.56%和16.67%，與實驗現(xiàn)象一致。說明EG可在一定程度上降低煙釋放量及有毒煙氣的生成量。因為EG與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP協(xié)同作用，形成均勻致密炭層，減少熱量的傳遞，降低基料的熱分解，抑煙效果好；av-COY變化不大，是因為致密炭層的覆蓋使內(nèi)層基材分解的可燃氣體速度降低，單位時間釋放量減少，在表層能充分燃燒。

(3)燃燒性能指數(shù)分析

圖7 試樣CDM0、CDM3的SEA曲線

從THRI6 min指數(shù)來看，試樣CDM3的THRI6 min為0.754 MJ·m-2，相比于CDM0的0.914 MJ·m-2降低了17.51%，試樣CDM5的THRI6 min為1.046 MJ·m-2，相比于CDM0提高了14.44%，說明高溫作用下，可膨脹石墨的熱分解增加了防火卷材在規(guī)定時間內(nèi)的放熱量，火災(zāi)危害性增大，只有適當添加比時，才能與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP發(fā)揮更好的協(xié)同阻燃作用，阻止熱量的傳遞，降低其危害性。經(jīng)分析知，AMP/EG/CDM體系防火卷材中AMP/7%EG/CDM(CDM3)為阻燃防火性能最佳樣品，與模擬大板法耐火性能測試結(jié)果一致。

圖8 試樣CDM0、CDM3的COY曲線

阻燃體系試樣FGI/(kW·m-2·s-1)THRI6min/(MJ·m-2)TSPI6min/(m2·g·kg-1·s-1)ToxPI6min/(g·s-1)AMP/CDMCDM00082091435740283CDM10051098135240222CDM20077102532280267AMP/EG/CDMCDM30047075433810271CDM40044093831730262CDM50061104633370176

(4)熱重分析

圖9及表7為試樣AMP/CDM(CDM0)與AMP/7%EG/CDM(CDM3)在空氣氣氛下的TG、DTG熱分解曲線及熱分解特性參數(shù)。

由圖9及表7可知，在空氣氣氛下，試樣CDM0有三個失重階段，其初始分解溫度與終止分解溫度分別為215.16℃、569.68℃，在439.94 ℃時，失重速率達到最大，為1.101%·s-1·10-3，受熱分解質(zhì)量殘留率為28.81%。試樣CDM3同樣有三個失重階段，與試樣CDM0相比，CDM3的初始分解溫度有所升高，終止分解溫度降低，分別為275.84℃、506.57 ℃，最大失重速率時的溫度提高到443.15 ℃，最大失重速率稍有降低，為1.008%·s-1·10-3，其受熱分解質(zhì)量殘留率為38.08%，較CDM0提高了32.18%。說明EG的加入縮短了AMP/CDM體系防火卷材的熱分解溫度范圍，降低了材料的熱分解速率，提高材料的質(zhì)量殘留率，熱穩(wěn)定性增加，與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP協(xié)同阻燃，使炭層阻隔作用增強，提高了防火卷材的耐火性能。

圖9 試樣CDM0與CDM3熱分解曲線

樣品編號Ti/℃Tf/℃質(zhì)量殘留率/%最大失重速率/(%·s-1·10-3)Tpi/℃CDM0215165696828810164(0492)(1101)22221(30204)(43994)CDM3275845065738080136(0473)(1008)22634(30450)(44315)

注：Ti、Tf和Tpi分別表示防火保護材料初始分解溫度、終止分解溫度及最大失重速率時的溫度；括號內(nèi)分別為第二個、第三個失重峰所對應(yīng)的數(shù)值

(5)炭層分析

圖10為試樣AMP/CDM(CDM0)與AMP/7%EG/CDM(CDM3)耐火性能測試膨脹炭層宏觀形貌。

圖10 試樣CDM0、CDM3膨脹炭層宏觀形貌

如圖10所示，試樣CDM0炭層表面有裂縫，炭質(zhì)疏松、致密性差，內(nèi)部中空，正對火焰處部分炭層較薄，熱量向基材傳遞變得容易，耐火性能降低。試樣CDM3炭層表面厚實，膨脹均勻，致密性較好，在高溫火焰持續(xù)作用下，正對火焰處炭層結(jié)構(gòu)完整，能有效隔熱、隔氧、抑煙，達到阻燃防火的目的。因為EG受火膨脹形成的炭層與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP形成的炭層交織在一起，得到結(jié)構(gòu)致密的炭化層，耐火時間延長。

圖11為試樣CDM0、CDM3耐火性能測試后膨脹炭層在200倍、1000倍下的SEM照片。

圖11 試樣CDM0、CDM3膨脹炭層宏觀形貌

如圖11 所示，試樣CDM0炭層結(jié)構(gòu)疏松，不連續(xù)，不規(guī)則，內(nèi)表面有許多不封閉的空隙，炭層致密性差，這些空隙為可燃揮發(fā)分和空氣的進入提供通道，加快熱量傳遞，防火性能下降。與CDM0的微觀形貌相比，試樣CDM3所形成的炭層結(jié)構(gòu)致密、連續(xù)、均勻，呈現(xiàn)為一個整體，炭層內(nèi)部孔洞小，減緩熱量向材料內(nèi)部傳遞，降低材料的熱分解速率，減少可燃揮發(fā)分和空氣進入材料內(nèi)部，達到阻燃防火的目的。這是因為EG受熱過程中形成的炭層結(jié)構(gòu)，穿插于膨脹阻燃體系A(chǔ)MP形成的炭質(zhì)層中，并與內(nèi)表面粘結(jié)形成一種致密交聯(lián)的骨架結(jié)構(gòu)，起到較好的隔熱、隔質(zhì)、抑煙作用，與燃燒性能測試結(jié)果一致。

3 結(jié)論

(1)隨著EG添加量的增加，防火卷材的膨脹倍數(shù)增大，耐火時間呈先增大后減小趨勢。當EG添加量小于3%時，對防火卷材的耐火性能影響較小，當EG添加量小于7%時，防火卷材的耐火時間隨EG添加量的增大而延長，當EG添加量為7%時，其膨脹倍數(shù)為25倍，耐火時間最長，當EG添加量大于7%時，膨脹倍數(shù)增大，但耐火時間大幅降低。

(2)隨著EG添加量的增加，防火卷材的拉伸強度和斷裂伸長率降低，彎曲強度和彎曲模量呈增大趨勢。當EG的添加量大于9%時，其拉伸強度和斷裂伸長率降低速率增大。與CDM0相比，試樣CDM3的拉伸強度、斷裂伸長率分別降低25.57%、7.29%，彎曲強度和彎曲模量分別提高1.00倍、90.07%。

(3)隨著EG添加量的增加，防火卷材的氧指數(shù)升高，有焰燃燒時間變短，熱釋放能力降低，有毒煙氣生成量減少，熱分解速率降低，耐火性能提高。但由于高溫下EG自身的熱分解，增加了可燃揮發(fā)分的釋放量，從可燃物的角度看又增加了火災(zāi)危險性。因此，只有添加比適量時才能與膨脹阻燃體系A(chǔ)MP發(fā)揮更好的協(xié)同阻燃作用。AMP/EG/CDM體系防火卷材中AMP/7%EG/CDM為阻燃防火性能最佳樣品。

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(責任編輯：劉劃 英文審校：靖可)

The influence of EG on the performance of steel structure fireproofing coil

NIU Shao-wei

(Puyang Fire Detachment,Henan Puyang 457000,China)

Through the simulated big panel burning test,the oxygen index,vertical combustion,CONE and TG analysis,SEM and mechanical property test,this paper studied the fire resistance,the flame retardance performance and the mechanical property of the AMP/EG/CDM system fire coil.The results show that the appropriate amount of EG has good synergistic flame-retarded effects with the flame retardation systems AMP.When the amount of EG is 7%,the fire-resistant time is 1 690 s;the value of LOI is 37.0%;the vertical burning level leads to FV-0;the combustion parameters are optimized:compared with the sample CDM0,pk-HRR and av-HRR are reduced by 48.55% and 46.52% respectively,the av-SEA and av-COY are reduced by 84.56% and 16.67% respectively,moreover,four combustion performance indexes are reduced;among the mechanical properties,the tensile strength and the elongation at break are reduced by 25.57% and 7.29%,the bending strength and bending modulus are increased by 1.00 times and 90.07% respectively.

steel structure;fireproofing coil;expansion flame retardant system;EG

2017-03-28

牛少偉(1975-)，男，河南洛陽人，高級工程師，主要研究方向：消防監(jiān)督管理，E-mail:zhmdxf119@163.com。

2095-1248(2017)03-0081-09

X924.4

A

10.3969/j.issn.2095-1248.2017.03.012