防火封堵材料的性能要求和试验方法GA

防火封堵材料的性能要求和试验方法G A

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防火封堵材料的性能要求和试验方法

GA 161—1997

中华人民共和国公安部1997—03—25批准 1997—10—01实施

前言

本标准非等效采用美国ASTM E814—83《贯穿型防火封堵材料耐火试验方法》及依据GB 50045—95《高层民用建筑设计防火规范》等标准进行编制。在技术内容上，其耐火性能检(试)验方法、判定准则与ASTME814—83等效，理化性能及材料分级则主要参照GB／T 208—94《水泥密度测定方法》等标准。编写规则符合GB／T1．1—1993《标准化工作导则第1单元：标准的起草与表述规则第1部分：标准编写的基本规定》的要求。

本标准的制定及实施，其目的在于使我国防火建材工业的发展及应用尽快适应国际贸易、技术及经济交流的需要，便于国家宏观控制产品质量，统一检验标准，使防火封堵材料产品质量监督法制化、规范化、技术化。

非等效采用ASTM E814—83制定本标准时，其耐火性能的检验方法及判定准则基本源于ASTM E814—83所规定的各项技术条件，如贯穿物的设置、测温点的布置、观察与记录及判定准则等等，各项性能指标、分级标准、试件规格等则主要依据我国现行技术规范及国情，综合生产厂企业标准及发展水平制定。本标准首次发布于1997年3月25日，从1997年10月1日起实施。

本标准由公安部消防局提出。

本标准由全国消防标准化技术委员会第七分技术委员会归口。

本标准由公安部四川消防科学研究所负责起草。

本标准主要起草人：易秉模、陈茂萱、王良伟、聂涛。

1 范围

本标准规定了防火封堵材料的定义，以及产品的分类、性能要求、试验方法和判定准则。

本标准适用于建筑物的各种开口所使用的防火封堵材料，包括无机防火堵料、有机防火堵料以及阻火包等各类防火封堵材料。

2 引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB／T 208—94 水泥密度测定方法

GB 710—91 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带

GB／T 2611—92 试验机通用技术要求

GB 4218—84 化工用硬聚氯乙烯管材的腐蚀度试验方法

GB 9278—88 涂料试样状态调节和试验的温湿度

GB 9978—88 建筑构件耐火试验方法

GB／T13452．4—92 色漆和清漆钢铁表面上的丝状腐蚀试验

GB 14907—94 钢结构防火涂料通用技术条件

3 定义

本标准采用下列定义。

防火封堵材料：用于封堵各种贯穿物如电缆、风管、油管、气管等穿过墙(仓)壁、楼(甲)板时形成的各种开口以及电缆桥架的防火分隔，具有防火功能，便于更换的材料。

4 技术要求

4．1 分类

防火封堵材料按其组成成分和性能特点可分为：

——无机防火堵料：以无机材料为主要成分的粉末状固体，与某种外加剂调和使用，具有适当和易性。

——有机防火堵料：以有机材料为主要成分，具有一定可塑性和柔韧性。

——阻火包：将阻火材料包装制成的包状物体。适用于较大的孔洞的防火封堵或电缆桥架防火分隔(阻火包亦称耐火包或防火包)。

4．2 技术指标与分级

4．2．1 防火封堵材料的耐火性能

按其耐火时间分为三级，即：一级≥180min；二级≥120min，三级≥

60min。其缺陷类别为A类。

4．2．2 防火封堵材料的理化性能技术指标(见表1)。

5 试验方法

5．1 耐火性能

5．1．1 试验装置

5．1．1．1 耐火试验炉

符合GB 9978—88中2．1的要求。

耐火试验炉应满足试件安装、升温条件、压力条件、温度测试及试验观察等要求。

5．1．1．2 测温设备

——炉内温度测试

对防火封堵材料进行耐火性能试验时，应进行明火升温。炉内温度测量，采用丝径为0．75～1．0mm热电偶，其热端应伸出套管25mm，热电偶感温端距试件安装墙面100mm。炉内热电偶的数量不得少于5支。

——试件背火面温度测量

试件背火面——堵料或阻火包包体表面、电缆表面或穿管表面温度的测量，采用丝径为0．5mm的热电偶，Ⅱ级精度，数量不得少于4支。分布是：堵料或阻火包表面距贯穿物表面25mm处，选两处，共2支，贯穿物(电缆或穿管——钢管、瓦斯管、瓷管或塑料管等)表面距堵料或阻火包表面25mm处2支，另设1支移动测温热电偶，必要时用来监测试件背火面可疑点的温升，其数据应作为判定依据。

——测温设备的精确度

测温仪器设备的精确度(系统误差)应达到：

炉内土15℃

表面或其他土5℃

5．1．2 试验条件

5．1．2．1 升温条件

符合GB 9978—88中3．1的要求。

5．1．2．2 炉内压力条件

对于垂直安装的试件作耐火试验时，试件底面所在水平面应保持正压：对于安装在楼板上的试件作耐火试验时，在离试件受火面100mm的平面上应保持为正压。

5．1．3 试件制作

防火封堵材料耐火试验试件规格为：508mm×502mm×240mm试件应是堵料或阻火包和电缆、穿管等材料的组合体。

5．1．3．1 堵料

无论是有机防火堵料、无机防火堵料、膨胀型防火堵料或是非膨胀型防火堵料，均应制作成508mm×502mm×240mm的试件。对有机防火堵料，试件外形尺寸为508mm×502mm×240mm，并作成九孔模具(框架)，堵料填塞于100mm×100mm小孔中，如图1所示。对无机防火堵料，试件外形尺寸为508mm×502mm ×240mm，但中央孔洞为408mm×402mm×240mm，壁厚50mm，堵料可直接浇筑在孔洞内，并保持堵料两面平整，如图2所示。若需针对实际工程作检验，其耐火试验安装情况应参照图3进行。试件包括框架、封堵材料、贯穿物及托架，可直接在预留的孔洞内制作，电缆——外径ф30mm～ф40mm，长度1 500mm，数量8根，受火端封头(封头长度50mm，厚度25mm)，暴露于火场的电缆长度300mm，穿管(钢管)——外径ф40mm，长度1 500mm，数量1根，受火端用供试堵料堵塞管内径，堵塞长度100mm，钢管伸出试件受火面300mm。

5．1．3．2 阻火包

耐火试验时，将阻火包直接堆砌在预制框架孔洞内并保证阻火包两面平整，框架外形尺寸508mm×502mm×240mm，壁厚50mm，孔洞尺寸为408mm×402mm×240mm，如图2所示。试件亦应包括阻火包、电缆、穿管等。电缆与穿管穿过阻火包，规格型号同堵料耐火试验一致；贯穿物受火端的处理，电缆用单个阻火包，头扎牢，穿管内填约100mm的包体材料。

5．1．3．3 状态调节

对有养护期要求的防火封堵材料，试件制成后应按产品使用说明进行养护，待试件(样)达到养护期后方能进行耐火试验，对于无养护要求的阻火包、有机防火堵料、塑性防火堵料及其他防火封堵材料等可不受此限制。

5．1．4 试验程序

5．1．4．1 条件准备

当试件制作需在试验现场施工时，封堵材料应易于施工并按提供的材料配合比进行配料制样，其他防火封堵材料可按实际使用情况直接制成试件。贯穿物的悬臂端应采用有效的支承(托架)。

5．1．4．2试件的安装

试件安装应反映实际使用情况，通常情况下应将试件安装在垂直燃烧试验炉炉门的中央进行耐火试验。在试件的背火面分别对其堵料或阻火包、电缆及其他贯穿物表面布置热电偶以测量背火面温升情况。

图1～图3中所示；

A——位于防火封堵材料或阻火包背火表面，离贯穿物距离为25mm处布置的热电偶：

B——位于试件背火面各贯穿物件上，离防火封堵材料或阻火包表面25mm

处布置的热电偶。

5．1．4．3 测量与观察

炉内温度测量用热电偶应符合5．1．1．2中规定，热电偶的设置应不少于5支，温度记录周期不大于30 s。

——试件背火面温度的测量与观察

试件背火面温度包括背火面封堵材料表面的温度、背火面电缆表面的温度及背火面穿管表面的温度。热电偶的分布、规格、精度等应符合5．1．1．2条的规定。这些热电偶的工作端直接与材料或贯穿物的表面接触，试验过程中应注意观察背火面温度的变化。

——完整性

确定完整性是否破坏、丧失依据三条：(1)试件出现裂缝或孔隙，有火焰或热汽流穿出，点燃棉垫，(2)直接观察裂隙、包体收缩沉降出现连续火焰达10s 以上。(3)防火封堵材料体积收缩产生贯穿性裂缝达1mm以上。

棉垫的要求与使用应符合GB 9978—88中5．3．6的要求。

——隔热性

防火封堵材料隔热性的测定与观察；

a)封堵材料背火面，应记录表面任一测温点温升达到180℃的时间(min)，

b)贯穿物——电缆或穿管(钢管)背火端表面(距封堵材料表面)25mm处，任何一支热电偶温升达到180℃的时间(min)；

c)除以上固定测温点测定的温升外，对试件背火面有疑惑的任何相关部位(电缆及穿管的端头、缆芯除外)可用移动热电偶予以测定，其数据(时间一温升)可用于隔热性判定。

5．1．5 耐火极限判定准则

试验中出现5．1．5．1、5．1．5．2规定的任何一项时，即表明该防火封堵材料的耐火性能已达到极限状态，所记录的时间即为该防火封堵材料的耐火极限(min)。

5．1．5．1 完整性丧失

完整性丧失的特征是，在试件的背火面有如下现象出现； a)点燃棉垫；

b)孔隙形成，有连续10s 的火焰穿出；

c)被检材料产生体积收缩，形成1mm 宽度以上的裂缝，且肉眼可见火光。 5．1．5．2 失去隔热性

a)被检材料背火面任何一点温升达到180℃；

b)任何贯穿物背火端距封堵材料25mm 处表面温升达到180℃。 5．1．6 耐火性能的表示

以试件的耐火极限(min)来表示的防火封堵材料的耐火性能，精确到1min 。

5．2 理化性能 5．2．1 外观

采用目测与手触摸结合的方法进行。 5．2．2 干密度

5．2．2．1 试验条件

干密度测试应在室温(20℃土5℃)条件下进行。 5．2．2．2 装置

电子天平：感量为1g ；卡尺：精度0．1mm ；恒温箱。

5．2．2．3 试样的制备

将调和好的无机防火堵料倒入规格为62．5mm ×40mm ×40mm 的试模内，捣实抹平，待基本固化后脱模。试样的调和与养护应按产品使用说明进行。 5．2．2．4 试验程序

在试样达到GB 9278—88中4．1及GB 14907—94中5．9．1规定的养护条件后，用卡尺和天平分别测量每个试样的边长(精确至1mm)和质量(精确至1g)。

按式(1)计算干密度：

=ρ (1)

式中：ρ——干密度，kg ／m 3

； G ——质量，kg ； V ——体积，m 3。

干密度按GB 14907—94中5．10规定以测量5个试样，取其算术平均值确定。

5．2．3 密度

5．2．3．1 试验条件

密度测试应在室温(20℃土5℃)条件下进行。

测定介质应纯净并且不能使试样溶解、溶胀及起反应，视不同被测对象，测定介质可用蒸馏水或选用其他介质(如无水煤油等)。 5．2．3．2 装置

电子天平：感量0．01g ；蒸馏水发生器；

比重瓶：200～250mL ；

温度计：分度值为0．5℃；烧杯等。

5．2．3．3对试样的要求

塑性固体料，将试样制成直径约4mm 的小圆球，称取30～40g ，取样准确至0．01g 。

5．2．3．4 试验程序

有机防火堵料(塑性固体)密度的测试按GB ／T 208—94第二篇进行。密度以两次实验结果的平均值确定。两次试验结果的差不得超过0．05×103kg ／m 3。

5．2．4 松散密度 5．2．4．1 试验条件

松散密度测试应在室温(20℃土5℃)条件下进行。 5．2．4．2 装置

电子天平：感量1g ，量筒：1 000cm 3；

电热烘干箱：0～200℃。 5．2．4，3 试验程序

将试样(阻火包内装材料)放入电热烘干箱内，在(65℃土2℃)条件下烘干至恒重。

用量筒量取烘干的试样，轻微震荡量筒，量筒盛装1 000cm 3试样，称其试样质量，准确至1g 。

按式(2)计算松散密度

=ρ (2)

式中：ρ——松散密度，kg ／m 3； G ——质量，kg ； V ——体积，m 3。

松散密度以两次试验结果的平均值确定。

两次试验结果的差不得超过0．05×103kg ／m 3。 5．2．5 耐水性

5．2．5．1 试样的制备

无机防火堵料：将调和好的试样注入200mm ×20mm ×20mm 的标准试模内，捣实抹平，待基本固化后脱模，养护期满后将试样锯切成3个20mm ×20mm ×20mm 的正方体试块。试样的调和与养护按产品使用说明进行。

有机防火堵料：取一定量的试样，揉匀，制成3个直径约为20mm 的圆球。阻火包：试样为完整的3个包体。 5．2．5．2 试验程序

将制做养护好的试样浸泡于自来水中，水温保持在(20℃土5℃)，1天观察1次。

5．2．5．3 判定条件

无机防火堵料或有机防火堵料试样浸泡3d 不应出现溶胀、开裂等异常情况。

阻火包浸泡3d 后取出擦干，包体拆包后内装材料无明显变化，包体应完整、无破损。 5．2．6 耐油性

5．2．6．1 试样的制备按5．2．5．1的要求。 5．2．6．2 试验程序

将制做养护好的试样浸泡于o “柴油中，油温保持在(20'C 土5℃)，1天观察1次。

5．2．6．3 判定条件

按5．2．5．3的要求。 5．2．7 腐蚀性

5．2．7．1 试验程序

分别取长150mm ×100mm ×0．8mm 的符合GB 710—91规定的0．8钢、Z 级优质结构钢板2块和长为25m 、外径为ф30mm ～ф40mm 的电缆3根，将调和好的无机防火堵料或有机防火堵料涂在钢板和电缆外层胶皮表面，在GB 9278规定的条件下养护期满后，非等效采用GB ／T 13452．4和GB 4218规定进行定性试验。

5．2．7．2 判定条件

7d 后观察钢板和电缆外层胶皮与堵料试样接触部位，不应出现锈蚀、腐蚀现象。

5．2．8 抗压强度

5．2．8．1 符合GB 2611规定的压力试验机，误差不大于2％。 5．2．8．2 试样的制备

无机防火堵料试样按5．2．2．3进行。阻火包试样为完整的包体5个。 5．2．8．3 试验程序

选择试块的某一侧面作为受压面，用卡尺测量其边长，精确到1 mm ，用直尺测量阻火包受压面长和宽的尺寸，精确到1mm 。

将选定试块或包体的受压面向上放在压力试验机的加压座上，使试件的中心线与压力机压头的中心线重合，以400～550N ／min 的速度均匀加荷至试件破坏或规定值，记录试件破坏时的压力读数或在规定值下是否被破坏。抗压强度按式(3)计算；

R (3)

式中：R ——抗压强度，MPa ； P ——压力读数，N ； A ——受压面积，mm2。

抗压强度结果以5个试验值中剔除最大、最小2个数值后，取剩下3个的算术平均值作为抗压强度试验结果。

5．2．9 抗跌落性

分别将3个完整的阻火包从5m高处自由落下于混凝土水平地面上，观察包体，应无破损。

5．2．10 初凝时间(t)

在常温条件下，按产品使用说明规定的混合比加配料，用秒表测定从配料到产生结块时止的时间。

6 检验规则

6．1 本标准规定耐火性能、外观、干密度、密度、松散密度、耐水性、耐油性、腐蚀性、抗压强度、抗跌落性、初凝时间的技术指标为检验项目。

6．2 有下列情形之一时，产品应进行型式检验并规定产品定型鉴定检验时被抽样品应在2 000kg产品中随机抽取堵料200kg或阻火包300kg。

a)新产品投产或某产品转厂生产的试制鉴定；

b)正式生产后，产品的原材料、配方、生产工艺有较大改变时或正常生产满三年时；

c)产品停产一年以上，恢复生产时；

d)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

e)质量监督机构提出要求时。

6．3 本标准中所规定的外观与体态、干密度、密度、松散密度，初凝时间等为出厂检验项目。

6．4 生产厂出厂的产品均应符合本标准的规定。产品应有生产厂质量检验部门签发的合格证。

7 综合判定准则

7．1 防火封堵材料各项性能指标均达到某一级(一、二、三级)的规定要求时，该产品被认定为产品质量某一级合格。

7．2 经检验，该防火封堵材料除耐火性能(不合格属A类缺陷，不允许出现)外，理化性能尚有严重缺陷(B类缺陷)和轻缺陷(C类缺陷)，在B≤1或B+C≤2时，亦可判定该产品质量某一级合格，但结论中需注明缺陷性质及数量。

8 标志、标签、包装

8．1 产品应采取清洁、干燥、能密封的包装袋或容器包装并附有合格证和产品使用说明。

8．2 产品包装上应注明生产企业名称、地址、产品名称、产品商标、规格型号、生产日期或批号、贮存期、包装外形尺寸或重量等。

8．3 产品应存放在通风、干燥，防止日光直接照射的地方。

8．4 产品在运输时，应防止雨淋、曝晒，并应符合运输部门的有关规定。