CN104181187A - 膨胀防火涂料耐火性能测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膨胀防火涂料耐火性能测试仪，包括炉体、炉盖、炉温热电偶、背温热电偶、螺旋加热体、构件、中控系统箱；炉体的底部设置有凹槽；炉盖能自动升降，与中控系统箱控制的自动升降架相连接；炉温热电偶设置在炉体内，背温热电偶设置在炉盖的上表面，炉温热电偶与背温热电偶的输出端分别与中控系统箱连接；螺旋加热体分布于炉体的内腔内壁，与中控系统箱电连接；构件可涂覆有涂料，以放置在炉体内进行测试；中控系统箱内设置有程序仪，所述程序仪用于控制炉盖的升降和防火涂料的耐火性能测试，本发明还提供了该测试仪的测试方法。本发明的该测试仪不仅可以精确的给出膨胀型防火涂料的耐火质量品质，而且易于操作、对评价人员和检测人员的经验要求低、便于推广应用。

Description

膨胀防火涂料耐火性能测试仪及测试方法

技术领域

本发明涉及一种涂料耐火性能测试仪及测试方法，特别涉及一种膨胀防火涂料耐火性能测试仪及测试方法。 

背景技术

测试膨胀型防火涂料性能主要按照GB12441、GB9978和ISO834标准规定的大板方法耐燃时间方法和足尺寸钢梁型工件卧式炉耐火极限方法。为了检测工程现场用膨胀防火涂料的品质，主要以下方法：北京地方标准DBJ01-616-2004和“国家防火建材质检中心”采用刮取涂层粉末后，用干锅法测量膨胀性能方法以及现场抽取防火涂料浆料采用喷灯方法测膨胀状况的方法。北京航空材料研究院，发明专利中有膨胀钢结构防火涂料的电炉，可以测得钢结构防火涂料耐火极限。“国家防火建材质检中心”采用的方法，测量周期长(大于2个月)，需要的原料多，且费用很高，不适用于现场快速检测。北京地方标准DBJ01-616-2004采用的坩埚法无法真实反映涂料的防火性能。北京航空材料研究院的快速测试炉，具备了一定的现场检测技术，但是设备为分体式结构，基本为手动模式，且只是检测纤维火的钢结构防火涂料，检测产品单一，无法检测各种类型的防火涂料。很多研究室都设计了专门的测试仪器对防火涂料的耐火性能进行检测，这些测试仪器不是对于检测人员的专业经验要求很高，就是检测的产品过 于单一，且不能准确、快捷地做出产品的耐火评价，很难在涂料厂家、检测机构、监督部门进行推广使用。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种可以准确、快捷地对现场防火涂料的耐火性能给出与国家型式检验接近结果的膨胀防火涂料耐火性能测试仪。 

本发明的膨胀防火涂料耐火性能测试仪包括炉体、炉盖、炉温热电偶、背温热电偶、螺旋加热体、构件、中控系统箱；炉体的底部设置有凹槽；炉盖能自动升降，与中控系统箱控制的自动升降架相连接；炉温热电偶设置在炉体内，背温热电偶设置在炉盖的上表面，炉温热电偶与背温热电偶的输出端分别与中控系统箱连接；螺旋加热体分布于炉体的内腔内壁，与中控系统箱电连接；构件可涂覆有涂料，以放置在炉体内进行测试；中控系统箱内设置有程序仪，所述程序仪用于控制炉盖的升降和防火涂料的耐火性能测试。 

所述炉盖的下侧设置有堵头，所述堵头的尺寸与炉腔上侧的凹槽尺寸一致，且所述堵头中间为凹槽。 

所述堵头为方形堵头或圆形堵头。 

所述构件为材质相同的金属钢管，其直径小于炉体底部凹槽的直径，高度与炉体内腔的高度一致。 

所述构件为一圆形五层胶合板，其尺寸大于炉体内腔的尺寸，小于炉盖下侧的堵头的尺寸。 

所述螺旋加热体的竖直方向盘旋嵌入到炉体的内腔内壁之中或 内壁表侧；或者横测方向从底部到上部盘旋嵌入到内腔内壁之中或内壁表侧。 

所述背温热电偶为三只，分别插入炉盖上表面设置的三个孔洞中，且同时三只背温热电偶位于炉盖内的凹槽中。 

所述三个孔洞的分布为三角形，且位于炉盖的中心处。 

所述程序仪包含纤维火、烃类火升温控制程序，钢结构防火涂料耐火性能测试程序和饰面型防火涂料耐火性能测试程序。 

一种膨胀防火涂料耐火性能测试仪的测试方法包括以下步骤: 

(1)制作试样：将钢结构防火涂料均匀地涂覆在金属钢管构件的中空圆柱体的表面，涂覆厚度为0-7mm或将饰面型防火涂料均匀的涂覆在五层胶合板构件上，涂覆厚度为一平米胶合板涂500克涂料；在涂覆防火涂料之前先称量构件的净重，在涂覆防火涂料并养护后再次称量构件的重量，算出涂层干膜的净重； 

(2)安装试样：打开电源，将金属钢管构件竖直放置于炉腔内部底部的凹槽之中，启动升降按钮，将炉盖自动降下，直至密封，程序仪调制钢结构涂料耐火性能测试程序，纤维火或者烃类火升温控制程序；或将五层胶合板构件，扣放于炉腔上侧的凹槽内，涂料面面向炉腔，程序仪调制饰面型涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序； 

(3)检测：当测试钢结构涂料耐火性能时，背温热电偶达到580℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到580℃的时间长短为该涂料的防火性能参数；当测试饰面型涂料耐火性能时，背温热 电偶达到220℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到220℃的时间长短为该涂料的防火性能参数；程序仪的液晶显示屏分别显示背温曲线、炉温曲线、以及标准曲线，且包含它们的数据，通过USB口可以导出Excel表在计算机处理。 

本发明的膨胀防火涂料耐火性能测试仪对现场防火涂料的耐火性能给出与国家型式检验接近结果的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，该测试仪不仅可以精确的给出膨胀型防火涂料的耐火质量品质，而且易于操作、对评价人员和检测人员的经验要求低、便于推广应用。 

附图说明

图1是本发明的膨胀防火涂料耐火性能测试仪的示意图； 

图2是本发明的钢结构防火涂料构件的示意图； 

图3是本发明的饰面防火涂料构件的示意图。 

附图标记说明 

炉体1、炉盖2、螺旋加热体3、炉温热电偶4、背温热电偶5、中控系统箱6、自动升降架7、程序仪8、钢结构防火涂料构件9、饰面防火涂料构件10。 

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1，本发明的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，包括由耐火保温材料制造的炉体1和能自动升降的炉盖2，在炉体1的内腔内壁上镶嵌了螺旋加热体3，在圆柱体的炉体内腔中有一只炉温热电偶4，其输出端引线由右侧炉体1的右侧壁引出孔引入中控系统箱6之中，能自动升降的炉盖2上侧有三只 背温热电偶5，其输出端引线分别从炉盖的上侧壁空中引入到中控系统箱6之中。中控系统箱由包括与炉体的连接线、电源、风扇、电路板、数据导出系统及其他所有程序控制系统统一协调组合。 

炉体1的内腔为圆柱体结构；其直径为80～200mm，其高度为150～300mm；底部中央有一凹槽，高度为20～40mm，直径为20～100mm；炉盖2的结构；其自动升降装置程序由程序仪8控制，且在中控系统箱6下侧各有升降按钮一个(颜色不同)，紧急停止按钮一个。炉盖下侧为一方形堵头(高度为20mm～40mm，面积为7225mm²～42025mm²)或圆形堵头(高度为20mm～40mm，直径为96mm～230mm)，该堵头尺寸与炉腔上侧凹槽尺寸一致，保证它们能够紧密结合，且堵头中间为一个凹槽。螺旋加热体3充斥分布于整个炉体1的内腔内壁；螺旋加热体3的安装关系为下述情况之一：其竖直方向盘旋嵌入内腔内壁之中或内壁表侧；或者横测方向从底部到上部盘旋嵌入内壁之中或内壁表侧。构件9竖直放置于炉腔内底部的凹槽之中，构件9的直径略小于与炉腔内凹槽直径及自动升降炉盖内凹槽直径；凹槽高度为20～40mm，直径为20～100mm，凹槽位于炉体1的下侧中心处及自动升降的炉盖2下侧的中心处。构件10铺放置于炉腔上部的凹槽(高度20～40mm，直径100～250mm)之内，该构件尺寸大于炉体的内腔尺寸，小于炉盖2下方的堵头尺寸。背温热电偶5分别插入炉盖2上表面的三个孔洞之中，且保证三个热电偶同时放入炉盖内凹槽之中；三个孔洞的分布为三角形，面积为300mm²～7800mm²，且三角形为炉盖中心处。程序仪8，包含纤维火(按照GB9978要求)，烃类火(按照GA98要 求)升温控制程序，并包含膨胀型钢结构涂料耐火性能测试程序和饰面型防火涂料耐火性能测试程序。 

膨胀防火涂料耐火性能测试仪的测试方法的步骤如下： 

1、制作试样；构件9是采用材质相同的钢质材料做的金属钢管，其高度150～300mm，其直径为20～100mm，长度与1炉体1的内腔高度相等，其直径与凹槽直径相等。厚度为0.8～4mm，防火涂料均匀地涂覆在金属钢管的表面，涂覆厚度按照GB14907-2002确定(超薄型膨胀钢结构防火涂料小于等于3mm，薄型膨胀钢结构防火涂料在大于3mm小于7mm范围内)，与型式检验报告所表明厚度相同，在涂覆防火涂料之前先称量试样的净重，在涂覆防火涂料并养护后再次称量试样的重量，算出涂层干膜的净重，保持三位有效数字。构件10是采用一级五层胶合板，其长、宽为85～205或者直径为85～205，或者涂覆厚度按照GB12441-2005确定(一平米胶合板涂，500克涂料)。 

2、安装试样及检测；打开电源，将构件9竖直放置于炉腔内部底部的凹槽之中，启动升降按钮，将炉盖2自动降下，直至密封，程序仪8调制钢结构涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序，当背温热电偶5达到580℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到580℃的时间长短为该试样的防火性能参数；构件10，扣放于炉腔上侧的凹槽内，涂涂料面面向炉腔，程序仪8调制钢结构涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序，当背温热电偶5达到220℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到220℃的时间长短为该试样的防火性能参数；程序仪 8的液晶显示屏分别显示背温曲线、炉温曲线、以及标准曲线，且包含它们的数据，通过USB口可以导出Excel表在计算机处理。 

本发明专利的实例如下： 

实施例1： 

(1)炉体1的内腔直径为120mm，高度为160mm。底部凹槽的高度为30mm，直径34mm。 

(2)炉盖2下侧的方形堵头高度为30mm，长宽分别为150mm。堵头底部凹槽的高度为30mm，直径34mm。 

(3)螺旋加热体3充斥分布于整个炉体1的内腔内壁；其竖直方向盘旋嵌入内腔内壁之中或内壁表侧。 

(4)构件9为内直径为25.4mm，外直径为33.8mm，高为190mm的金属管。涂覆厚度按照GB14907-2002确定，与型式检验报告所表明厚度相同，程序仪8调制钢结构涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序，当背温热电偶5达到580℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到580℃的时间长短为该试样的防火性能参数；USB口导出测试数据。 

(5)构件10为，长宽分别为130mm的方形一级五层胶合板。涂覆厚度按照GB12441-2005确定，将该胶合板扣放于炉腔上侧的凹槽内，涂涂料面面向炉腔，程序仪8调制饰面型防火涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序，当背温热电偶5达到220℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到220℃的时间长短为该试样的防火性能参数。 

实施例2； 

(1)炉体1内腔的直径为120mm，高度为160mm。底部凹槽的高度为25mm，直径34mm。 

(2)炉盖2下侧的方形堵头高度为25mm，长宽分别为150mm。堵头底部凹槽的高度为25mm，直径34mm。 

(3)螺旋加热体3充斥分布于整个炉体1的内腔内壁；横测方向从底部到上部盘旋嵌入内壁之中或内壁表侧。 

(4)构件9为内直径为25.4mm,外直径为33.8mm，高为185mm的金属管的金属管。测试同例1。 

(5)构件10为，直径为125mm的是圆形一级五层胶合板。测试同例1。 

实施例3： 

(1)炉体1内腔的直径为180mm，高度为150mm。底部凹槽的高度为40mm，直径50mm。 

(2)炉盖2下侧的方形堵头高度为40mm，长宽分别为225mm。堵头底部凹槽的高度为30mm，直径48mm。 

(3)螺旋加热体3充斥分布于整个炉体1的内腔内壁；横测方向从底部到上部盘旋嵌入内壁之中或内壁表侧。 

(4)构件9为内径为47.6mm,外径为49.2mm，高为190mm的金属管。测试同例1。 

(5)构件10为，直径为185mm的圆形一级五层胶合板。测试同例1。 

Claims (10)

1.一种膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于包括炉体、炉盖、炉温热电偶、背温热电偶、螺旋加热体、构件、中控系统箱；炉体的底部设置有凹槽；炉盖能自动升降，与中控系统箱控制的自动升降架相连接；炉温热电偶设置在炉体内，背温热电偶设置在炉盖的上表面，炉温热电偶与背温热电偶的输出端分别与中控系统箱连接；螺旋加热体分布于炉体的内腔内壁，与中控系统箱电连接；构件可涂覆有涂料，以放置在炉体内进行测试；中控系统箱内设置有程序仪，所述程序仪用于控制炉盖的升降和防火涂料的耐火性能测试。

2.根据权利要求1所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述炉盖的下侧设置有堵头，所述堵头的尺寸与炉腔上侧的凹槽尺寸一致，且所述堵头中间为凹槽。

3.根据权利要求2所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述堵头为方形堵头或圆形堵头。

4.根据权利要求1-3所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述构件为材质相同的金属钢管，其直径小于炉体底部凹槽的直径，高度与炉体内腔的高度一致。

5.根据权利要求1-3所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于；所述构件为一圆形五层胶合板，其尺寸大于炉体内腔的尺寸，小于炉盖下侧的堵头的尺寸。

6.根据权利要求1-3所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述螺旋加热体的竖直方向盘旋嵌入到炉体的内腔内壁之中或内壁表侧；或者横测方向从底部到上部盘旋嵌入到内腔内壁之中或内壁表侧。

7.根据权利要求1-3所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：背温热电偶为三只，分别插入炉盖上表面设置的三个孔洞中，且同时三只背温热电偶位于炉盖内的凹槽中。

8.根据权利要求7所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述三个孔洞的分布为三角形，且位于炉盖的中心处。

9.根据权利要求1-3所述的膨胀防火涂料耐火性能测试仪，其特征在于：所述程序仪包含纤维火、烃类火升温控制程序，钢结构防火涂料耐火性能测试程序和饰面型防火涂料耐火性能测试程序。

10.一种膨胀防火涂料耐火性能测试仪的测试方法，其特征在于：包括以下步骤:

(1)制作试样：将钢结构防火涂料均匀地涂覆在金属钢管构件的中空圆柱体的表面，涂覆厚度为0-7mm或将饰面型防火涂料均匀的涂覆在五层胶合板构件上，涂覆厚度为一平米胶合板涂500克涂料；在涂覆防火涂料之前先称量构件的净重，在涂覆防火涂料并养护后再次称量构件的重量，算出涂层干膜的净重；

(2)安装试样：打开电源，将金属钢管构件竖直放置于炉腔内部底部的凹槽之中，启动升降按钮，将炉盖自动降下，直至密封，程序仪调制钢结构涂料耐火性能测试程序，纤维火或者烃类火升温控制程序；或将五层胶合板构件，扣放于炉腔上侧的凹槽内，涂料面面向炉腔，程序仪调制饰面型涂料耐火性能测试程序及纤维火或者烃类火升温控制程序；

(3)检测：当测试钢结构涂料耐火性能时，背温热电偶达到580℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到580℃的时间长短为该涂料的防火性能参数；当测试饰面型涂料耐火性能时，背温热电偶达到220℃时，程序升温自动停止，从开始升温到构件背温达到220℃的时间长短为该涂料的防火性能参数；程序仪的液晶显示屏分别显示背温曲线、炉温曲线、以及标准曲线，且包含它们的数据，通过USB口可以导出Excel表在计算机处理。