建筑用防火板材防火等级测试中的耐火极限测试流程详解

建筑用防火板材是建筑被动防火体系的关键构件，其防火等级的核心指标是“耐火极限”——即材料在标准火灾条件下，保持完整性（阻止火焰穿透）、隔热性（阻止热量传递）和（或）承载能力的最长时间。耐火极限测试流程的严谨性直接决定结果的可靠性，也关系到材料在实际火灾中的防护效能。本文结合GB 14907-2018《钢结构防火涂料》、GB/T 9978.1-2008《建筑构件耐火试验方法 第1部分：通用要求》等标准，详细拆解测试全流程的关键环节。

试样的制备与状态调节

试样是测试的基础，制备需严格匹配标准要求。非承重防火墙板的试样尺寸通常为1000mm×1000mm（厚度与实际使用一致），承重板材需根据跨度调整（如梁用板材为1500mm×500mm），每批至少做3件平行样以保证重复性。

制备后需进行状态调节：将试样放在温度23±2℃、湿度50±5%的环境中48小时以上，消除材料内部应力。状态调节后的试样不能有开裂、翘曲等缺陷，边缘切割面需用同材质防火材料密封——避免测试时边缘先于主体被火焰侵蚀。

另外，试样需在调节完成后2小时内开始测试，防止环境湿度变化导致材料吸潮，影响高温下的性能。

测试前的系统校准

耐火试验炉是核心设备，测试前需全面校准。首先校准热电偶：将炉内热电偶与标准铂铑-铂热电偶比对，误差需控制在±2℃内，否则要更换或修正数据。其次校准压力系统：炉内需保持0-5Pa的微正压（防止冷空气渗入打乱升温曲线），通过调整引风机转速验证压力稳定性。

关键的一步是“空炉预测试”：按标准升温曲线（t分钟温度=345log₁₀(8t+1)+20℃）运行一次，检查炉内平均温度是否符合要求——比如10分钟需到538℃、30分钟到747℃。若预测试曲线偏差超过±10℃，要调整燃料（天然气或燃油）供给量或风门开度，直到曲线达标。

同时要准备好辅助工具：固定试样的钢框架（刚度需达标，避免测试时框架变形压垮试样）、防火密封胶（密封试样与框架的缝隙）、背面热电偶（测隔热性）、棉垫（测完整性）等。

试样的安装与密封

安装前先检查框架平整度：框架表面平面度偏差不能超过2mm，否则会让试样受力不均。将试样放入框架时，中心要与炉口中心对齐（偏差≤5mm），连接方式需模拟实际使用场景——比如实际用螺栓固定的板材，测试时也用相同规格螺栓；实际粘贴的板材，用同款胶粘剂粘贴。

试样与框架的缝隙是火焰穿透的“薄弱点”，必须用防火密封胶填满——密封胶的耐火性能不能低于试样本身，不然密封胶先失效会导致测试结果不准确。密封后用刮刀刮平胶面，确保表面平整。

安装后还要测垂直度：用铅锤检查，偏差不超过1°，防止高温下试样倾斜变形。最后在试样背面装热电偶：非承重板材装4个（四角距边缘100mm处），承重板材多装2个（测变形），热电偶要贴紧试样背面，用高温胶固定。

升温过程的控制

升温前先开引风机排走炉内空气，避免点燃时爆燃。然后点燃烧器，按预测试的参数调整燃料流量，开始计时。前10分钟是升温关键期：5分钟时温度要到315℃左右，10分钟到538℃，若升温慢就加燃料，快了就减燃料。

10分钟后升温速率放缓，每2分钟调整一次燃料量，保持温度符合标准曲线。炉内温度用3个热电偶（上、中、下位置）测平均值，压力保持微正压——若压力变负就开大引风机，超过5Pa就关小。

整个升温过程要每分钟记录一次数据：炉内温度、背面温度、压力、变形量（承重板材），用电子表格自动记录，避免手动误差。

完整性与隔热性的监测

完整性是看试样能不能挡住火焰——用两种方法：一是观察背面有没有火焰持续穿透10秒以上；二是在背面放4块100mm×100mm的棉垫，棉垫被引燃就算完整性失效。注意棉垫要干燥，放的时候离边缘100mm，防止被边缘热量误判。

隔热性是看试样能不能挡住热量——通过背面热电偶监测：非承重板材背面平均温度不能超140℃，单点不能超180℃；承重板材平均不超180℃，单点不超220℃。热电偶要贴紧试样，不能松动，不然测出来的温度不准。

还要用高清视频全程记录——视频要覆盖试样正面（炉内）和背面，方便后续核对失效瞬间，避免主观判断出错。

耐火极限的判定规则

耐火极限终止时间以“先失效的指标”为准：如果完整性先失效（比如25分钟时火焰穿透10秒以上），不管隔热性有没有到阈值，耐火极限就是25分钟；如果隔热性先失效（比如30分钟时背面平均温度145℃），完整性没失效，就按30分钟算。

判定要注意细节：火焰穿透得持续10秒以上——瞬间窜火不算；棉垫引燃得是“明显明火”或炭化超50%——局部发热不算。承重板材还要看承载能力：挠度超过跨度1/20（比如1米跨度的板材挠度超50mm）或垮塌，就算承载能力失效，耐火极限按此时算。

测试后的分析与数据整理

测试结束后，等炉温降到100℃以下再取试样。先看破坏形态：非承重板材可能中心开裂（高温收缩导致），承重板材可能弯曲变形（钢材软化）——破坏位置能反映问题：边缘开裂是密封不好，中心开裂是材料耐高温性能不足。

然后整理数据：把炉内温度曲线和标准曲线对比，看偏差；把背面温度曲线和隔热性标准对比，找失效时间；看视频确定完整性失效的瞬间。平行样结果取平均值——比如3件样分别是28、30、32分钟，最终结果就是30分钟。

最后写报告：要包含试样信息（名称、规格、厂家）、测试条件（环境温湿度、燃料类型）、数据曲线（温度、压力、变形）、失效判定（哪个指标先失效）、最终耐火极限。报告要盖测试机构公章，才有法律效力。