浅析门芯填充材料对防火门耐火性能隔热性的影响

刘洋

辽宁省检验检测认证中心（辽宁省产品质量监督检验院） 辽宁沈阳 110000

钢质隔热防火门的耐火性能试验由完整性和隔热性两项重要指标组成，其中耐火完整性是依靠防火门钢材刚性和韧性以及防火密封胶条遇火膨胀的特性在耐火试验过程中阻止防火门门扇及门框发生较大的形变进而丧失隔绝火焰的能力[1]。耐火隔热性是考察防火门门扇的门芯填充材料抵御高温及阻断热传导的能力。

考虑到经济适用性等因素的影响，防火门的门芯材料大致可分为：水泥发泡板、珍珠岩保温板、岩棉复合板、硅酸铝棉保温板四大类。其中采用岩棉复合板以及硅酸铝棉保温板作为门芯材料的防火门多为早期产品，虽然其具有价格低廉和质量轻等优点，但因其耐候性和隔热性的差异，已经被市场淘汰。因此文中采用市场上应用最为广泛的水泥发泡板和珍珠岩保温板两种门芯材料作为重点研究对象并开展深入探讨。

1 GB12955-2008《防火门》标准中耐火隔热性的要求

1.1 试验条件

防火门耐火性能试验是指防火门在满足标准温升曲线的条件下，在规定时间内抵御火焰温度侵蚀的能力，标准温升曲线应按照T=345lg（8t+1）+20 进行监测和控制，耐火性能标准时间温升曲线如图1 所示，T- 试验炉内的平均温度；t- 试验进行时间。

图1 时间- 温度曲线

1.2 耐火隔热性判定依据

防火门耐火隔热性试验是指试件在满足标准温升曲线的条件下，在规定的时间内满足背火面平均温升≤140℃；试件背火面最高温升≤180℃；门框最高温升≤360℃，则判定为耐火隔热性合格。文中仅对门芯填充材料的隔热性展开研究，故门框的隔热性不在本次讨论范围内[2]。

2 两种门芯材料燃烧性能对比

文中选取应用最为广泛的两种门芯材料，珍珠岩保温板和发泡水泥保温板，按照GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中A 级制品燃烧性能分级的要求分别进行不燃性和热值试验，进而分析材料各自的特点及适用性试验数据，如表1 所示。

分析上述试验数据得出，较水泥发泡保温板而言，珍珠岩保温板质量损失率更低，仅为15%，表明珍珠岩保温板在高温环境下完整性更强、抗高温性能更好。同时珍珠岩保温板的总热值为0.9MJ/kg，而水泥发泡保温板的总热值更低，达到了-0.7MJ/kg，证明该珍珠岩保温板在纯氧条件下充分燃烧每公斤样品释放0.9MJ 的热量，而同样条件下每公斤水泥发泡保温板样品则吸收0.7MJ 的热量，由此证明水泥发泡保温板材料本身的有机物含量比珍珠岩保温板更低；同时，水泥发泡保温板在不燃性试验中的高温环境下易于发生粉化现象，在下文防火门耐火性能试验中将对该现象进行更加深入的介绍。

表1 试验数据

3 采用两种门芯材料防火门耐火性能试验对比

文中选取两樘分别采用两种门芯材料的耐火等级为A1.00（乙级）的钢质隔热防火门进行耐火性能试验，试验过程严格按照GB/T7633-2008《门和卷帘的耐火试验方法》中要求进行，并采用测温热电偶对试件背火面平均温升和最高温升进行测量。当耐火试验进行至1.00h 时记录门扇背火面平均温升和最高温升数据，防火门耐火性能试验中的门扇背火平均温升变化曲线和门扇背火面最高温升变化曲线的数据变化可以看出在10min-40min 内两樘防火门的背火面温升曲线基本一致，当试验进行至40min 后，2# 防火门的背火面温升发生了较大的变化，曲线斜率急速增大，形成明显的差异。分析可得2# 防火门采用的门芯材料为发泡水泥保温板，较比珍珠岩保温板材料虽然具有更低的热值，但耐高温性较比珍珠岩保温板还有一些差距，并在长时间炉火的作用下易发生粉化现象进一步降低了材料的隔热性能，这也从另一面验证了文中对两种门芯材料燃烧性能试验后的数据结果。

4 结语

我国防火门投入研发生产的时间并不长，首先生产防火门的技术门槛并不高，各家厂商都有自己的技术特点，但整体的工艺水平都大同小异，要提高防火门行业的整体水平就需要从设计角度细节出发，对于防火门隔热阻火的门芯材料来说，就应该投入更大的精力到研发技术中去。通过文中的验证试验分析可知，珍珠岩保温板被利用到防火门门芯材料中具有其本身耐高温、不易粉化、强度高等优势，从门芯材料角度出发更能满足防火门的隔热性和完整性要求。