آزمایشات آتش مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
آزمون‌ها – آزمایش‌های آتش مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
1) آزمایش اشتعال‌پذیری
آزمون واکنش در برابر آتش توسط مخروط گرماسنج
مقدمه
این آزمون مطابق با استاندارد ملی ۱-۷۲۷۱ و استاندارد بین‌المللی ISO ۵۶۶۰-۱ روی نمونه‌های کامپوزیت الیاف شیشه با پوشش رنگ محافظ در برابر آتش توسط مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی در تاریخ ۱۳۹۴/۳/۳ انجام شد.
خلاصه روش آزمون
این آزمایش به‌وسیله دستگاه گرماسنج مخروطی طبق استانداردهای ذکرشده، تحت دمای ۷۵۶ درجه سلسیوس انجام شد. با استفاده از این روش، مقدار و شدت گرمای رهاشده با اندازه‌گیری مصرف اکسیژن از طریق اندازه‌گیری شدت‌جریان محصول احتراق و غلظت اکسیژن در آن به دست می‌آید. اطلاعات دیگر آزمون شامل زمان رسیدن به نقطه افروزش (شعله پایدار)، دود، دی‌اکسید کربن و مونوکسید کربن آزادشده حاصل از فرایند سوختن نمونه است.
مشخصات نمونه تحت آزمون
نمونه‌های تحت آزمون شامل کامپوزیت الیاف شیشه با پوشش رنگ محافظ در برابر آتش با میانگین ضخامت ۲۷/۶ میلی‌متر بودند.
نتایج و مشاهدات آزمون
مشاهدات حین آزمون در بازه‌های زمانی در جدول زیر مشخص‌شده‌اند. ماهیت محافظتی پوشش استفاده‌شده، پف کردن آن در دمای بالا و تشکیل لایه زغال روی سطح پنل است.
تصاویر زیر نمونه‌های تحت آزمون را قبل، حین و بعد از آزمون نشان می‌دهد.
2) آزمایش قابلیت افروزش
آزمایش قابلیت افروزش با منبع تک شعله
مقدمه
آزمون قابلیت افروزش، روی نمونه‌های پانل کامپوزیت سه‌بُعدی از جنس رزین و الیاف افزودنی کندسوزکننده توسط مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انجام شد. این آزمون طبق استاندارهای ملی ۴-۷۲۷۱ و بین‌المللی EN ISO ۱۱۹۲۵-۲ روی نمونه ارسالی با مشخصات مندرج در جدول زیر انجام شد.
خلاصه روش آزمون
در این آزمایش، آزمونه‌ها در معرض منبع شعله کوچک در وضعیت عمودی قرارگرفته و ارزیابی و طبقه‌بندی می‌شوند. در این آزمون، نقطه کاربرد شعله، لبه و مدت کاربرد شعله ۱۵ ثانیه (زمان کل آزمون: ۲۰ ثانیه) و ۳۰ ثانیه (زمان کل آزمون: ۶۰ ثانیه) بود.
نتیجه‌گیری
نمونه طبق استاندارد ملی ایران شماره ۸۲۹۹، شرایط قرارگیری در طبقه E یا بالاتر را احراز می‌نماید. برای تعیین دقیق طبقه، انجام آزمون SBI موردنیاز بود که نتایج در بخش بعدی ارائه‌شده است.
3) آزمایش SBI
آزمون SBI عامل مشتعل منفرد
مقدمه
آزمون SBI روی نمونه پانل کامپوزیت سه‌بُعدی با رزین و الیاف طبق استاندارد ملی ایران شماره ۱۱۶۲۱ و استاندارد بین‌المللی EN ۱۳۸۲۳ توسط مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی و در تاریخ ۹۵/۱۱/۱۸ انجام شد.
خلاصه روش آزمون
در نمونه‌هایی که برای نازک‌کاری دیوار، سقف و یا سایر قسمت‌های ساختمان به کار می‌روند، در مدت ۲۰ دقیقه در معرض شعله قرار می‌گیرند. در این آزمایش قابلیت اشتعال، پیشروی سطحی شعله روی نمونه، گرمای آزادشده بر اثر سوختن و شدت رهایش گرما در هرلحظه، مقدار دود ناشی از سوختن نمونه و شره کردن مواد مذاب ارزیابی می‌شود.
پارامترهای مهمی که طی آزمون SBI ارزیابی می‌شوند، عبارت‌اند از:
- شدت گسترش آتش (FIGRA)
- شدت تولید دود (SPR) و کل مقدار تولید دود (TSP) طی مدت آزمون؛
- شدت رهایش گرما (HPR) و کل رهایش گرما (THR) طی مدت آزمون.
مشخصات نمونه تحت آزمون
پانل کامپوزیت سه‌بُعدی الیاف شیشه با ضخامت ۳۰/۵mm به‌صورت توخالی که محیط اطراف آن (به‌منظور جلوگیری از ورود آتش به داخل شبکه سه‌بُعدی) با رزین به ضخامت حدود ۱ سانتیمتر پوشیده شده بود. در جدول زیر مشخصات نمونه‌های تحت آزمون ارائه‌شده است.
آماده‌سازی برای آزمایش
پانل‌ها مطابق استاندارد ملی شماره ۱۱۶۲۱ و با رعایت جزئیات اجرایی در شرایط کاربرد نهایی برای انجام آزمون بر شبکه‌ی فلزی نصب شدند.
مشاهدات آزمون
متوسط زمانی تغییرات مشاهده‌شده در نمونه‌های تحت آزمون در جدول زیر ارائه‌شده است.
در تصاویر زیر وضعیت آزمونه‌ها حین آزمون و پس‌ازآن نشان داده‌شده است.
نتایج آزمون
در جدول زیر نتایج آزمون SBI روی نمونه‌های کامپوزیت سه‌بُعدی ارائه‌شده است.
طبقه‌بندی واکنش در برابر آتش
بر اساس نتایج آزمون‌های واکنش در برابر آتش شامل آزمون‌های قابلیت افروزش و عامل مشتعل منفرد (SBI) و طبق معیارهای استاندارد ملی شماره ۱-۸۲۹۹، طبقه واکنش در برابر آتش پانل کامپوزیت سه‌بُعدی به تفکیک عوامل در جدول زیر ارائه‌شده است که با کد E-s۲,d۰ مشخص می‌شود.
4) آزمایش سقف واقعی
آزمون مقاومت در برابر آتش مقیاس متوسط (سقف واقعی)
مقدمه
این آزمون در تاریخ ۱۳۹۶/۱۱/۲ به‌وسیله دستگاه کوره مقاومت در برابر آتش مقیاس متوسط (یک مترمربع) و مطابق با استانداردهای ملی شماره ۱-۱۲۰۵۵ و بین‌المللی BS EN ۱۳۶۳-۱:۱۹۹۹ توسط مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انجام گرفت.
مشخصات نمونه مورد آزمون
نمونه شامل جزئیات کامل به ترتیب از زیر، شامل دولایه تخته گچی روکش‌دار به ضخامت ۳۰ میلی‌متر، پروفیل‌های ناودانی فولادی نورد سرد در محیط مساحتی به ابعاد مساحت یک متر در یک متر و به فاصله محور تا محور ۴۰۰ میلی‌متر که حدفاصل بین تخته گچی و ورق کامپوزیت یک فضای خالی به‌اندازه ۱۰۰ میلی‌متر وجود داشت؛ یک‌لایه پشم سنگ با ضخامت ۵ سانتیمتر و چگالی ۱۲۰ کیلوگرم بر مترمکعب، یک‌تخته ورق کامپوزیتی به ضخامت ۳۰ میلی‌متر و درنهایت یک‌لایه ملات سیمانی به ضخامت ۳۰ میلی‌متر نصب شد.
خلاصه روش آزمون
سیستم سقف کامپوزیتی روی قاب سقفی کوره قرارگرفته و سپس جک هیدرولیکی، سنسورها و ترموکوپل‌های حرارتی روی آن نصب شدند. در این آزمون، سه معیار ظرفیت باربری، یکپارچگی و نارسایی ارزیابی می‌شود. در تصویر زیر سیستم سقف کامپوزیتی آماده‌شده برای انجام آزمون به نشان داده‌شده است.
نتایج و مشاهدات در حین آزمون
نتایج نشان داد که پانل کامپوزیت تحت آزمون معیارهای یکپارچگی و مانع حرارتی را برآورده می‌سازد. دمای ترموکوپل سمت غیر در معرض از ۴۶ درجه سلسیوس تجاوز نکرد. همچنین کرنش پانل‌های سقف تحت آزمایش در دقیقه ۸۳ از حد مجاز استاندارد عبور کرد و در این لحظه آزمون پایان پذیرفت. البته سقف به‌هیچ‌عنوان ریزش (Fail) نکرد.
در دو نمودار زیر منحنی تغییرات دما در زیر و روی پانل در طول مدت آزمون نمایش داده‌شده است.
منحنی دما_زمان ترموکوپل‌های نصب‌شده بر سطح غیر در معرض
منحنی دما_زمان ترموکوپل‌های نصب‌شده در داخل سقف (صورتی) و ترموکوپل‌های نصب‌شده بر سطح غیر در معرض (آبی و سبز)
