淺談建筑材料或制品的熱值檢測

劉婷婷

(安徽建工檢測科技集團有限公司，安徽 合肥 230031)

建筑工程中用到大量的建筑材料及制品，在工程中起到支撐、保溫、裝飾等作用。目前，建材市場上的產品種類繁多、質量參差不齊，準確掌握產品質量規范和檢測規范，同時，對于影響檢測過程的因素進行了研究，才能更科學的檢測建筑材料制品的燃燒性能。

1 熱值試驗簡介

測試建筑材料和制品的燃燒性能有兩種方法，分別是香煙紙法和坩堝法。這兩種方法在實驗器材和工具上有所不同。環境溫度和試驗用的蒸餾水溫度是兩種方法共同重要的試驗因素。現階段常用的環境溫度控制方法是使用空調和恒溫恒濕箱。為了控制試驗用蒸餾水的水溫，通常需要依賴試驗室內的環境溫度。在相同環境溫度的條件下，經過長時間靜置，蒸餾水和試驗環境的溫度最終趨于穩定。但是，在實際試驗過程中，很難合理控制蒸餾水的溫度。由于水溫的不斷變化，最終對試驗數據產生較大的影響[1]。

2 建筑材料及制品的燃燒性能檢測的價值

建筑材料及制品的燃燒性能等級是否符合工程設計和國家質量標準的要求在建筑工程中扮演著重要角色。若使用燃燒性能不合格的產品，將帶來重大安全風險，威脅到財產和人員安全。遵守國家標準或施工設計要求，在建筑工程發生火災時使用合適的材料，由于蔓延速度較慢、每單位時間內燃燒產生的熱量相對較低且產生煙霧較少，將有助于消防部門的救援工作和民眾的逃生，從而減少火災帶來的損失。特別是在學校、養老院、醫院等弱勢群體聚集的地方，如果采用了燃燒性能不符合要求的建筑材料，一旦發生火災，所帶來的損失將不可估量且無法想象。因此，有必要對建筑材料的燃燒性能進行檢測[2]。

3 建筑材料燃燒性能熱值檢測中的影響因素

3.1 環境因素對材料熱值檢測的影響

3.1.1 選擇標定熱容量用的苯甲酸

苯甲酸的熱容量標定是熱量計準確性的關鍵。應使用經計量機構檢定并標明熱值的“苯甲酸標準物質”進行標定。在進行熱容量標定時，需先對苯甲酸進行干燥處理，不然會影響標定結果。在標定過程中，建議每次稱取的苯甲酸重量保持在0.99～1.00g之間，以減少標定工作的繁瑣程度。

3.1.2 測試環境的相對穩定

對于試驗環境條件的要求，JJG 672—2001《氧彈量熱儀》檢定規程創設建立了具體的指令。環境溫度一定要保持恒定，并且沒有外部輻射熱源。但在實驗過程中發現，實驗室內人員移動、實驗臺振動等因素也會妨礙儀器熱容量的標定。如果想到達這樣的效果，必須驗證這些因素對熱容量標定的效果，能夠進行兩個對比實驗。除制樣室人員流動頻率和試驗臺振動情況外，其余條件完全相同。借助兩次實驗對比能夠發現，人員流動頻率、試驗臺振動等諸多因素都會妨礙儀器熱容量的標定。在該環境下進行的測試中，儀器熱容量的標定結果顯示出穩定性高、范圍小。因此，我們提醒您在校準儀器熱容量時要注意環境因素的效果。必須減少校準儀器熱容量和測試建筑材料燃燒熱值時的誤差，校準應在實驗室內單獨、隔離的房間內進行。這樣能夠避免人員流動、試驗臺振動等因素對燃燒熱容量和熱值的效果[3]。

3.2 樣品制備因素對材料熱值檢測的影響

1)樣品的可代表性和均勻性對其燃燒熱值的測試結果有很大影響，尤其是對于一些無法通過研磨獲得粉末的樣品來說更為顯著。這是主要由于大部分建筑材料在生產與制造過程中表面粗糙導致材質不均勻，尤其是在建材制品由多種成分組成時，這種現象更加明顯。按照國家標準，燃燒熱值實驗所需的樣品重量約為0.5g。為了確保燃燒熱值實驗的準確性，制備樣品的方法非常關鍵。本研究通過兩種不同的采樣方法驗證了制備方法對燃燒熱值測試結果的影響。一種是表面采樣方法，使用刀具在樣品表面采集約10g粉末；另一種是垂直采樣方法，即在樣品不同位置使用切割工具垂直切割，收集切割下的約10g粉末，然后進行充分混合。為了分析樣品A的燃燒熱值，使用了兩種不同的樣品制備方法。發現，樣品制備方法對建筑材料燃燒熱值測試結果有影響。具體來說，當采用垂直法取樣時，我們觀察到樣品A的燃燒熱值測試結果相對穩定，極差較小。與表面取樣法相比，使用垂直取樣法制備的粉末樣品與原材料在組成上基本一致，更具有代表性。

2)樣品研磨程度對熱值檢測結果的影響。

試驗一：對密度140kg/m3的巖棉板進行熱值檢測，標準物質苯甲酸熱值26453 J/g，點火絲熱值3140 J/g，水當量0.0115MJ/K。

第一組：巖棉板研磨5min后，研磨情況如圖1。

圖1 巖棉板研磨5min后示意圖

三次試驗結果如表1所示。

表1 樣品研磨程度對熱值檢測結果

三個測定值有兩個超出平均值±15%，離散型較大，結果不準確。

第二組：巖棉板研磨20min后，研磨情況如圖2。

圖2 巖棉板研磨20min后示意圖

三次試驗結果如表2所示。

表2 樣品研磨程度對熱值檢測結果

三個測定值均不超出平均值±5%，檢測結果穩定。

通過掌握樣品研磨時間，充分研磨后，粉末顆粒越細，混合均勻，測得結果更準確。

3.3 儀器設備及人員因素的影響

為了確保建筑材料的燃燒性能檢測結果準確，需要考慮多個參數以及使用不同的設備。試驗的準確性受到設備的精確度和使用狀態的影響。為了提高準確性，試驗人員應該按照說明書和操作規程進行操作，避免使用不規范的方法導致儀器誤差增加，從而影響最終的試驗結果。在設備使用過程中，試驗人員需要重視設備的日常維護，及時發現問題并及時申請維修。同時，還需要通過自行校準或外部計量來確認維修結果，以確保維修后的設備符合試驗要求。有關人員需監控設備檢驗周期，制定合理計量計劃，確保設備按照有效計量周期運行。檢測單位應加強培訓和監督，對新員工進行能力驗證，頒發設備使用權限，確保試驗人員持證上崗，并具備相應能力。

4 高熱值建筑材料及制品熱值檢測方法

試驗二：盲樣檢測(盲樣熱值12.7 MJ/kg)

第一組：對未知粉末狀試樣進行熱值試驗。

三次試驗結果如表3所示。

表3 對未知粉末狀試樣進行熱值試驗結果

試驗后氧彈內壁附著黑色碳化物見圖3。高熱值建筑材料及制品燃燒瞬間劇烈燃燒，容易飛濺至氧彈內壁，出現黑色碳化物，燃燒不充分，實驗結果不準確，偏低。可以通過減少或不加助燃物，降低燃燒瞬間熱量，實現準確測量高熱值制品。詳見圖3。

圖3 試驗后氧彈內壁附著黑色碳化物示意圖

第二組：不加助燃物苯甲酸，測試盲樣熱值。

三次試驗結果如表4所示。

表4測試盲樣熱值結果

試驗后氧彈內壁情況見圖4。

圖4 試驗后氧彈內壁情況示意圖

5 低熱值建筑材料及制品熱值檢測方法

低熱值建筑材料及制品試驗中受影響因素的影響，檢測結果在零左右，溫度、儀器設備，人員操作等都可能對結果造成影響，在排除溫度、儀器設備，人員操作等影響因素外，可采用香煙紙法檢測圖5，讓試樣充分燃燒，減少誤差，也避免在充氧過程中，粉末狀樣品出現飛濺的可能。

圖5 香煙紙法檢測圖

6 增強建筑材料檢測精度的措施

6.1 改善環境

材料檢測結果受環境影響，故檢測人員必須重視環境因素。為確保準確可靠的檢測結果，建立建筑材料檢測實驗室至關重要。同時，實驗室內溫濕度應滿足試驗需求，為了確保試驗結果的可靠性，需要根據實際要求和材料特性來建立實驗室，以確保建筑材料檢測結果符合標準。考慮到外部環境等客觀因素對建筑材料的影響，制定檢測標準和規定可以提高建筑材料檢測結果的準確性，實驗室環境應盡可能滿足實際需求。同時，相關單位還應及時更新和完善相關制度和標準，以確保建筑材料檢測結果的真實性[3]。

6.2 更新設備儀器

為了保證相關的檢測設備與儀器能夠正常工作并延長使用壽命，檢測測試人員需要定期進行維護與檢查。同時，要重視檢測設備的先進程度以影響檢測結果，及時更新和更換落后、陳舊設備。定期維護與保養設備有利于延長其使用壽命，保障檢測結果的準確性。若使用過時的建筑材料檢測設備可能會導致結果出現偏差，從而對施工質量產生負面影響，對于檢測設備來說，定期維修工作至關重要。在滿足建筑材料檢測環境需求的前提下，充分發揮設備的有效功能。但在進行建筑材料檢測之前，應先進行設備校準，以保證顯示數據參數符合具體施工標準。在初步測試中，如果參數不符合施工標準，就需要對數據參數進行合理、科學的調整。在建筑材料檢測工作方案的制定與實施階段，必須根據操作標準嚴格執行。由于材料檢測設備的功能各不相同，需針對不同的建筑材料選擇適當設備，確保結果有效。

6.3 科學試樣處理

為了保證檢測材料的質量和效果，應該從根本上提高整體建筑材料的質量，確保材料樣品的質量。必須注重施工現場的建筑材料檢驗，嚴格確保施工質量。施工現場需要加強隨機的檢測性，以符合材料的采購標準，進而有利于建筑施工。要提升對建筑材料的檢測水平，并能夠及時對其進行反復檢測。對涉及建筑材料的規格、型號和品種等必須進行嚴格的檢驗和審查。一旦建筑材料進入施工現場，及時制定明確的標準，確保其存儲方式、環境和堆放形式等符合要求。這樣可以避免外部因素的干擾，防止建筑材料質量下降，影響施工進展[4]。

6.4 增強檢測人員專業素質

在建筑材料檢測的過程中，各個環節的專業人員是保證相關工作順利進行的基礎。不論是建筑材料的驗收工作還是材料的取樣和儀器操作，都需要配備專業人員，以確保檢測結果更加真實可靠。在實際工作中，相關的檢測單位必須重視人才引進和培養，組建高質量、具備強烈責任心和專業技能的人才團隊，以提高檢測水平。為了減少個人主觀因素的影響，縮小相關因素的影響范圍，提高檢測數據結果的可靠性，相關檢測機構需建立完善的激勵措施，以激發檢測人員的工作激情，并建立合理的考核和績效管理機制，積極給予員工獎勵，使他們充分投入工作，提高檢測的水平和效率[5-6]。

7 結語

綜上所述，社會經濟的進步改善了民眾的生活質量，從而引發了人民對建筑物品質的日益追求。為保證建筑工程質量，檢測建筑材料極為關鍵，因此必須對其進行嚴格控制和檢驗。建筑材料和制品的燃燒性能檢測具有重要意義。檢測單位要嚴格監控環境因素、樣品制備、設備和人員等各個方面的因素，以確保試驗結果的準確性，為建筑行業的健康發展提供科學保障。