CN207457115U - 一种耐火材料的高温失效测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种耐火材料的高温失效测试装置，包括有第一炉体、第二炉体和电气控制柜。第一炉体的上端敞口。第一炉体的炉腔内部设有第一加热装置；第一炉体的侧壁上设有第一热电偶；第一炉体的上端设有样品固定平台。样品固定平台上方设有第一热像仪和第一加载单元。第二炉体的一侧敞口。第二炉体的炉腔内部设有第二加热装置；第二炉体的侧壁上设有第二热电偶。第二炉体敞口端四周的炉壁上设有样品支撑件。第二炉体顶壁上方设有第二加载单元。第二炉体敞口端的外面设有第二热像仪。第一热电偶、第一热像仪、第二热电偶和第二热像仪均与电气控制柜电连接。本实用新型结构合理，测试结果准确可靠。

Description

一种耐火材料的高温失效测试装置

技术领域

本实用新型涉及耐火材料的测试领域，具体涉及一种耐火材料的高温失效测试装置。

背景技术

目前建筑物的主体结构主要是混凝土结构。混凝土结构虽不可燃，却不耐火。例如，当混凝土结构中的钢筋所受温度达到250℃时强度下降很快，受热达到350℃时强度降低约50％，500℃时强度下降80％以上。在火灾高温作用下，钢筋混凝结构建筑物倒塌危险剧增。

为了有效预防火灾对建筑物造成的损害，将建筑物的结构表面涂抹导热系数低、防热辐射能力强的耐火材料。这样可以有效提高建筑物的耐火等级，因此，对建筑物的耐火材料的耐火极限的数据测试尤为重要。

通常的测试方法是按照GB28375-2012的规定而进行。所采用的测试装置包括有炉体和安装在炉体内的燃烧器，测试样品涂抹耐火材料并安置在炉体的顶端并用石棉压板压紧，炉体的侧壁上方设有热电偶，石棉压板的中间设有一个热电偶，利用热电偶读取并记录处于高温燃烧状态下的测试样品的温升曲线，找出测试样品的耐火极限。由于采用的是热电偶测温，因此只能进行温度点测试，不能准确全面分析耐火材料的耐火性能。另外，测试炉内部没有空气扰动，如果样品在升温后能够正常膨胀，即使膨胀强度不够，也会由于炉内没有空气扰动，测试样品也能够通过耐火极限测试。此外，混凝土结构在火灾时，往往还受到倒塌物的外力作用，耐火材料会产生裂纹、剥落等现象。因此，对于耐火材料的耐火性能测试，若忽略受力情况，则将影响测试结果的准确性。

因此，提供一种耐火材料的高温失效测试装置，以保证测试件受力均匀，提高测试件在多种因素影响下测试结果的准确性，是当前所要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种耐火材料的高温失效测试装置，以保证测试件受力均匀，提高测试件在多种因素影响下测试结果的准确性。

为实现上述目的，本实用新型提供的耐火材料的高温失效测试装置，包括有第一炉体、第二炉体和电气控制柜。其中，第一炉体的上端敞口。第一炉体的炉腔内部设有第一加热装置；第一炉体的侧壁上设有第一热电偶；第一炉体的上端设有用于水平固定测试样品的样品固定平台。样品固定平台上方设有第一横梁和第二横梁，第一横梁上设有第一热像仪，第二横梁上设有第一加载单元。第二炉体的一侧敞口。第二炉体的炉腔内部设有第二加热装置；第二炉体的侧壁上设有第二热电偶。第二炉体敞口端四周的炉壁上设置有用于垂直固定测试样品的样品支撑件。第二炉体顶壁上方设有第三横梁，第三横梁上设有第二加载单元。第二炉体敞口端的外面设有支撑柱，支撑柱上设有第二热像仪。第一热电偶、第一热像仪、第二热电偶和第二热像仪均与电气控制柜电连接。

优选地，第一加热装置与第二加热装置均为电热丝加热装置。

优选地，第一炉体和第二炉体的炉壁均设有保温层。

优选地，第一炉体的侧壁安装有第一炉腔观察镜，第二炉体的侧壁安装有第二炉腔观察镜。

优选地，第一炉腔观察镜包括第一视频镜头，第二炉腔观察镜包括第二视频镜头。第一视频镜头和第二视频镜头均与电气控制柜电连接。

优选地，第一炉体的侧壁上设置有第一进风口和第一出风口，第一进风口位于第一出风口的下方。

优选地，第一炉体的外面设有第一进气泵和第一溢出阀。第一进气泵通过风管连接到第一进风口，第一进气泵与第一进风口之间的风管上设置有进气阀门。第一溢出阀通过风管连接到第一出风口，第一溢出阀与第一出风口之间的风管上设置有出风阀门和第一气压指示表。

优选地，第一炉体的下方设有第一支撑架，第一炉体安装在第一支撑架上。第二炉体的下方设有第二支撑架，第二炉体安装在第二支撑架上；

优选地，第二炉体的底壁设置有第二进风口和第二出风口。

优选地，第二炉体外面设有第二进气泵和第二溢气阀。第二进气泵通过风管连接到第二进风口，第二进气泵与第二进风口之间的风管上设置有第二进气阀门。第二溢气阀通过风管连接到第二出风口，第二溢气阀与第二出风口之间的风管上设置有第二出风阀门和第二气压指示表。

本实用新型的有益效果在于：利用第一炉体和第二炉体，分别测试耐火材料在高温状态下，受到垂直于涂层面和水平于涂层面的压力时的耐火性能。电热丝加热装置，可加热到2000℃或更高的温度，继而为炉腔内部提供超过2000℃的温度。各个炉体上的进风口与出风口，能够模拟出接近现实环境的炉内环境，可以测定温度、空气等不同因素对饰面材料柔韧性测试结果的影响，从而得出准确的实验测试数据。利用热像仪的热成像技术，可大面积采集测试样品受热背面的温度场变化信息。

附图说明

图1是本实用新型一种耐火材料的高温失效测试装置的结构示意图。

图2是图1所示的第一炉体的结构示意图。

图3是图2所示的电热丝加热装置的结构示意图。

图4是图1所示的第二炉体的结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型耐火材料的高温失效测试装置包括相互独立的第一炉体1、第二炉体2和电气控制柜3。第一炉体1和第二炉体2的相关元器件电连接到电气控制柜3。在本实施例中，第一炉体1和第二炉体2是分开的。根据需要，第一炉体1和第二炉体2也可以是共同设置在一个炉体上，这里不作赘述。

参见图2与图3，第一炉体1为方形结构，第一炉体1上端敞口。第一炉体安装在第一支撑架101上。第一炉体1的炉壁还设置有一层保温层102。第一炉体1的炉腔内部设有第一加热装置。第一加热装置为电热丝加热装置，第一加热装置包括位于同一水平直线上的电热丝接线柱111和电热丝接线柱112，电热丝接线柱111和电热丝接线柱112之间连接有若干电热丝110。电热丝加热装置，可加热到2000摄氏度，从而为第一炉体1的内腔提供高温，满足耐火材料的高温测试要求。第一炉体1的上端设有用于水平固定测试样品的样品固定平台12，样品固定平台12的中间形成一个缺口，缺口正对第一加热装置。对测试样品进行耐火测试时，测试样品10放置在样品固定平台12的上方，并且在测试样品10的上方盖压一层隔热压板121，隔热压板121中间设有缺口，如图2所示。此时测试样品10正对第一加热装置，测试样品10充分受热，隔热压板121可以压紧测试样品10并减缓第一炉体1炉腔内部热量的流失。第一炉体1的侧壁上设有第一热电偶13，第一热电偶13位于样品固定平台12的下方。第一热电偶13用于读取第一炉体1的炉腔内的温度，即测试样品10的受火面的温度。样品固定平台12的上方设有第一支撑柱141，第一支撑柱141上设有第一横梁142，第一横梁142上设有第一热像仪14，第一热像仪14用于读取测试样品10的背火面（非受热面）的温度。样品固定平台12的上方还设有第二支撑柱151，第二支撑柱151上设有第二横梁152，第二横梁152上设有第一加载单元。第一加载单元采用加力柱的设计，在第二横梁152上设置一个可向下运动的第一加力柱153，第一加力柱153的顶端设有第一加载控制开关154。通过调整第一加载控制开关154，可以控制第一加力柱153向下运动，对测试样品10施加一个垂直于耐火材料涂层面的压力，从而使测试样品10在进行高温失效的耐火测试时增加了外力因素。

第一炉体1的侧壁上还设有第一进风口16和第一出风口17，第一进风口16位于第一出风口17的正下方，且第一进风口16、第一出风口17与第一热电偶13相对设置。第一炉体1外面设有第一支撑台18，第一支撑台18上设有第一进气泵161和第一溢气阀171。第一进气泵161通过风管连接到第一进风口16，第一进气泵161和第一进风口16之间的风管上设有第一进风阀门162。第一溢气阀171通过风管连接到第一出风口17，第一溢气阀171和第一出风口17之间的风管上设有第一出风阀门172和第一气压指示表173。第一气压指示表173可以显示第一炉体1内部的气压，从而可以合理调整第一炉体1内腔的气流，使测试样品10在受到垂直外力情况下，进行高温失效的耐火测试时增加了空气扰动的因素。

第一炉体1的侧壁还设有用于观察第一炉体1的内腔环境的第一炉腔观察镜19。第一炉腔观察镜19安装在第一热电偶13的下方，第一炉腔观察镜19包括有第一视频镜头（图中未示出），利用第一视频镜头来采集第一炉体1内腔的即时画面，试验人员不必直接通过观察镜来观察第一炉体1的内腔环境。

第一炉体1的外面设有第二支撑台30，支撑台30上方安装电气控制柜3。第一热电偶13、第一热像仪14和第一炉腔观察镜19的第一视频镜头均与电气控制柜3电连接。电气控制柜3与外部的计算机（图中未示出）电连接。第一热电偶13、第一热像仪14和第一炉腔观察镜19的第一视频镜头所采集到的信息，通过电气控制柜3传输到外部的计算机，并在计算机上显示。需要说明的是，图2所示的电气控制柜3的位置并不是具体的位置，这里只是为了示出电气控制柜3与其他元器件的连接关系，图4同理。

参见图4，第二炉体2同为方形结构，第二炉体2一侧敞口。第二炉体安装在第二支撑架201上。第二炉体2的炉壁设置有一层保温层202。第二炉体2的炉腔内部设有第二加热装置。与第一加热装置一样，第二加热装置同为电热丝加热装置包括位于同一竖直直线上的电热丝接线柱211和电热丝接线柱212，电热丝接线柱211和电热丝接线柱212之间连接有若干电热丝。第二炉体2的敞口端四周的炉壁上设有用于竖直固定测试样品的样品支撑件22，样品支撑件22的中间形成一个缺口，缺口正对第二加热装置。如图4所示的方向，第二炉体2的底壁和侧壁向右设有凸缘221。进行耐火测试时，测试样品10竖直放置在底壁的凸缘221上方，侧壁的凸缘221和样品支撑件22共同对测试样品10起到固定作用。此在，在测试样品10的右边盖压一层隔热压板221，隔热压板121中间设有缺口。此时测试样品10正对第二加热装置，测试样品10充分受热，隔热压板221可以压紧测试样品10并减缓第二炉体2炉腔内部热量的流失。第二炉体2的侧壁上设有第二热电偶23，第二热电偶23位于与敞口端相对的侧壁上。第二热电偶23用于读取第二炉体2的炉腔内的温度，即测试样品10的受热面的温度。第二炉体2敞口端的外面设有第三支撑柱241，第三支撑柱241上设有第二热像仪24，第二热像仪24用于读取测试样品10的背面（非受热面）的温度。第二炉体2的两侧设有第四支撑柱251，第四支撑柱251上设有第三横梁252，第三横梁252上设有第二加载单元。与第一加载单元一样，第二加载单元采用加力柱的设计，在第四横梁252上设置一个可向下运动的第二加力柱253。第二加力柱253正对第二炉体2右侧壁的边缘。第二加力柱253的顶端设置有第二加载控制开关254。通过调整第二加载控制开关254，可以控制第二加力柱253向下运动，对测试样品10施加一个平行于耐火材料涂层面的压力，使测试样品10在进行高温失效的耐火测试时增加了另一个方向的外力因素。

第二炉体2的底壁上还设有第二进风口26和第二出风口27。第二炉体2外面设有第三支撑台28，第三支撑台28上设有第二进气泵261和第二溢气阀271。第二进气泵261通过风管连接到第二进风口26，第二进气泵261和第二进风口26之间的风管上设有第二进风阀门262。第二溢气阀271通过风管连接到第二出风口27，第二溢气阀271和第二出风口27之间的风管上设有第二出风阀门272和第二气压指示表273。第二气压指示表273可以显示第二炉体2内部的气压。根据第二气压指示表273上的数值，可合理调整第二炉体2内腔的气流，使测试样品10在受到平行外力情况下，进行高温失效的耐火测试时增加了空气扰动的因素。

与第一炉体1类似，第二炉体2的侧壁还设有用于观察第二炉体2的内腔环境的第二炉腔观察镜29。第二炉腔观察镜29安装在第二热电偶23的下方，第一炉腔观察镜29包括有第一视频镜头（图中未示出）。

第二热电偶23、第二热像仪24和第二炉腔观察镜29的第一视频镜头均与电气控制柜3电连接。

在本实施例中，测试样品10为混凝土结构，按照第一炉体1和第二炉体2的相关尺寸制造，并在混凝土结构的一面涂覆耐火材料。为了更准确记录耐火材料在高温中的耐火性能，可在预制测试样品10的时候，在其侧面也嵌装一个热像仪，用以记录测试样品10的内部温度。该热像仪同样电连接到电气控制柜3，如图2和图4所示的第三热像仪15。

把测试样品10放在第一炉体1进行垂直涂层加力耐火测试，再将测试样品10移到第二炉体2进行平行涂层加力耐火测试，读取测试过程中的各项试验数据并加以分析。根据测试样品10的受火面与背火面的温度关系，利用现有的分析方法，分析耐火材料的耐火极限。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于，包括：

第一炉体；所述第一炉体的上端敞口，所述第一炉体的炉腔内部设有第一加热装置，所述第一炉体的侧壁上设有第一热电偶，所述第一炉体的上端设有用于水平固定测试样品的样品固定平台，所述样品固定平台上方设有第一横梁和第二横梁，所述第一横梁上设有第一热像仪，所述第二横梁上设有第一加载单元；

第二炉体；所述第二炉体的一侧敞口，所述第二炉体的炉腔内部设有第二加热装置，所述第二炉体的侧壁上设有第二热电偶，所述第二炉体敞口端四周的炉壁上设置有用于垂直固定测试样品的样品支撑件，所述第二炉体顶壁上方设有第三横梁，所述第三横梁上设有第二加载单元，所述第二炉体敞口端的外面设有支撑柱，所述支撑柱上设有第二热像仪；

电气控制柜；所述第一热电偶、所述第一热像仪、所述第二热电偶和所述第二热像仪均与所述电气控制柜电连接。

2.根据权利要求1所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一加热装置与所述第二加热装置均为电热丝加热装置。

3.根据权利要求2所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉体和所述第二炉体的炉壁均设有保温层。

4.根据权利要求3所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉体的侧壁安装有第一炉腔观察镜，所述第二炉体的侧壁安装有第二炉腔观察镜。

5.根据权利要求4所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉腔观察镜包括第一视频镜头，所述第二炉腔观察镜包括第二视频镜头，所述第一视频镜头和所述第二视频镜头均与所述电气控制柜电连接。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉体的侧壁上设置有第一进风口和第一出风口，所述第一进风口位于所述第一出风口的下方。

7.根据权利要求6所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉体的外面设有第一进气泵和第一溢出阀；所述第一进气泵通过风管连接到所述第一进风口，所述第一进气泵与所述第一进风口之间的风管上设置有进气阀门；所述第一溢出阀通过风管连接到所述第一出风口，所述第一溢出阀与所述第一出风口之间的风管上设置有出风阀门和第一气压指示表。

8.根据权利要求7所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第一炉体的下方设有第一支撑架，所述第一炉体安装在所述第一支撑架上；

所述第二炉体的下方设有第二支撑架，所述第二炉体安装在所述第二支撑架上。

9.根据权利要求8所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第二炉体的底壁设置有第二进风口和第二出风口。

10.根据权利要求9所述的一种耐火材料的高温失效测试装置，其特征在于：

所述第二炉体外面设有第二进气泵和第二溢气阀；所述第二进气泵通过风管连接到所述第二进风口，所述第二进气泵与所述第二进风口之间的风管上设置有第二进气阀门；所述第二溢气阀通过风管连接到所述第二出风口，所述第二溢气阀与所述第二出风口之间的风管上设置有第二出风阀门和第二气压指示表。