[发明专利]一种测试发泡陶瓷内部气体成分获取其耐火极限的方法及使用其的测试装置

说明书

本发明涉及发泡陶瓷性能测试技术领域，尤其涉及一种测试发泡陶瓷内部气体成分获取其耐火极限的方法及使用其的测试装置。该方法包括如下步骤：将发泡陶瓷测试样品置于密闭容器内，采用可腐蚀发泡陶瓷的酸性溶液对发泡陶瓷进行腐蚀，使发泡陶瓷内部逸出CO及CO₂，获取CO及CO₂的体积分数；根据公式获取K值；K值为0～1时，对应的耐火极限为5～200min，K值越小，耐火极限越高。通过构建发泡陶瓷的内部气体成分和耐火极限的相关性，由气体成分间接表征出发泡陶瓷的耐火极限，测量时间较短，且测试条件相对更为宽泛，更有利于实现发泡陶瓷产品性能的管控。

技术领域

本发明涉及发泡陶瓷性能测试技术领域，尤其涉及一种测试发泡陶瓷内部气体成分获取其耐火极限的方法及使用其的测试装置。

背景技术

发泡陶瓷是利用工业固废等作为主要生产原料，添加高温发泡剂，经高温烧结形成大量均匀闭口气孔结构的硅酸盐陶瓷材料。其一般在1200℃左右烧结，具有较好的抗压抗折强度，且防火等级达到A1级，由于上述的诸多优点，其被广泛应用在建筑保温及室内隔墙等工程中。发泡陶瓷在使用过程中，需要重点关注其耐火极限性能，即任一建筑构件按时间-温度标准曲线进行耐火试验，从受火作用时起，到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间。

发泡陶瓷气孔内部的气体是由发泡剂经过高温反应获得，发泡剂的种类决定发泡陶瓷内部气体的种类，发泡陶瓷的配方和生产工艺也决定了内部不同气体的含量，常用发泡剂如SiC，其在高温下主要产生CO和CO₂气体，在接触持续的火焰时，CO的燃烧产生会导致爆裂，即大量的闭合气孔内存在气体，在接触持续的火焰时，闭合气孔内的气体膨胀对闭孔产生应力，达到其极限时就会开裂，加速发泡陶瓷的表层剥落，整个发泡陶瓷四分五裂、失去完整性，从而失去隔墙的效果，产品的耐火极限时间降低。

为了准确评价发泡陶瓷耐火极限，需按照国家标准GBT 9978-1999建筑构件耐火试验方法进行耐火极限测试，其测试条件比较苛刻，样品尺寸要求为高3m，宽3m，且利用国家标准GBT 9978-1999测试发泡陶瓷产品的耐火极限，从检测到实际获取的时间需要花费数天，检测周期较长，对产品进行生产过程中的管控比较困难。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种测试发泡陶瓷内部气体成分获取其耐火极限的方法及使用其的测试装置，旨在改善现有的发泡陶瓷耐火极限测试方法测试条件苛刻，检测周期较长的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种测试发泡陶瓷内部气体成分获取其耐火极限的方法，包括如下步骤：将发泡陶瓷测试样品置于密闭容器内，采用可腐蚀发泡陶瓷的酸性溶液对发泡陶瓷进行腐蚀，使发泡陶瓷内部逸出CO及CO₂，并获取CO及CO₂的体积分数；

根据公式获取K值，其中，为CO的体积分数，_CO2为CO₂的体积分数；

K值为0～1时，对应的耐火极限为5～200min；K值越小，耐火极限越高。

本方案求得的K值主要反映的是CO的相对浓度，而CO直接决定了耐火极限的高低，这主要是由于发泡陶瓷在高温发泡时产生大量闭口气孔，高温发泡剂为SiC，其在高温下产生CO、CO₂气体，但CO的存在会使发泡陶瓷在高温作用时发生爆燃，使发泡陶瓷表面剥落，耐火极限性能迅速降低。故，可以利用K值反映出发泡陶瓷的耐火极限性能。本方案采用酸性溶液腐蚀发泡陶瓷块体，使发泡陶瓷内部的气体逸出，采用气体探头测试气体成分并获取CO及CO₂的体积分数。

通过构建发泡陶瓷的内部气体成分和耐火极限的相关性，由气体成分间接表征出发泡陶瓷的耐火极限，由于可直接测量CO及CO₂的体积分数，测量时间较短，且测试条件相对更为宽泛，使用者可通过装置自行检测K值并获得相对准确的耐火极限，更有利于实现发泡陶瓷产品性能的管控。