EPS材料可燃性实验与分析+文献综述(2)
1.1 研究背景
火的使用是人类走向文明的标志，可随着我们向文明的迈进同时，一种新的危及人的生命及财产安全的灾害—火灾也悄然登上了人类历史的舞台。随着人类文明的不断发展，火灾的形势及其所带来的危害也在不断的变化和发展。现今，科技高度发达，对于一些事物在能够满足我们所需的基本条件的情况下，我们还要求美观和舒适。就现代建筑而言，早已不是泥沙、砖块的简单堆砌，而是有了新的材料和结构，一面墙体除了作为承重和分隔作用外，同时还涉及到保温隔热，水路，电路的排线等多种功能。可是，由于我们安全意识薄弱和当前一些技术的局限性，在这些新材料和性能给我们带来愉悦和舒适的同时也使我们的生命和财产安全受到的极大程度的威胁。2009年2月9日北京央视大楼发生火灾，是因违规燃放的A类礼花掉落到施工中的屋面保温材料上，使得火势沿保温材料迅速蔓延，造成高达10万m2的过火面积，估计损失逾7亿元，1人死亡6人受伤[1-3]。
常用的保温材料种类繁多，按其材质的情况可主要分为有机类，无机类和复合材料类三大类。目前我国的墙体保温市场呈现出的为多种产品并存的局面[4-7]。有机类墙体保温材料主要有聚苯乙烯泡沫板、硬质泡沫聚氨酯、聚碳酸酯、酚醛等。对该类材料的燃烧性能等级要求是B2(GB8624-1997)级，从试验方法(GB/T8626)上来看 其燃烧性能等级相当于E级(GB8624-2006)。其中聚苯乙烯泡沫板包括模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）。由于无机材料既污染空气又易滋生细菌，对人身体健康不利，所以使用上受到很大限制，有机保温材料则由于质轻、隔音、隔热、保温性好。生产工艺简单，施工安装容易，得到广泛推广应用[8]。
EPS的化学名称为发泡聚苯乙烯，是以聚苯乙烯树脂为主要原料，经发泡剂发泡而制成的一种由完全封闭的蜂窝状多面体构成的泡沫塑料板。蜂窝的直径为0.2-0.5mm，壁厚为0.001mm。此种泡沫塑料由约98％的空气和2％聚苯乙烯组成。截留在蜂窝内的空气是一种不良导体，对泡沫塑料优良的绝热性能起决定性的作用。与含有其他气体（例如，新制成的聚氨酯泡沫塑料蜂窝空腔中充满着氟里昂气体）的泡沫塑料不同，聚苯乙烯泡沫塑料中的空气能长期留在蜂窝内而不会发生变化，因此保温性能能够长期稳定不变。EPS板的隔热性能完全取决于其密度。当其密度为30~50kg/m3时，热导率降至最低。在目前国内建筑工程中，一般选用EPS表观密度为18~22kg/m3，其热导率为0.031~0.036W/(m•K)。聚苯乙烯泡沫塑料大多数系闭孔结构，其表观密度小，导热系数小，吸水率低，隔音性能好，机械强度高，而且尺寸精度高，结构均匀[9]。因而在建筑工程、船舶制造、运输工具、冷藏等方面广泛应用为绝热隔烟材料和减震材料，随着应用领域的扩大，也被用作包装材料[10-13]。由于用途广泛，到2002年全球聚苯乙烯产量已高达1393万吨，消费量达1413万吨[14]。
1.2课题研究目的与意义
随着外墙保温工程的推广及应用，某些外墙保温防火技术的问题及弊端也浮出了水面，急需在工程实践中技术创新，攻克相关问题。一些保温材料是易燃材料，如果建筑物室内起火，火焰会沿着窗洞口往外窜，窗洞口上沿的保温板(不管是EPS还是XPS)都会受到高温软化，导致脱落，严重的还会助燃，给灭火救援工作带来一定的难度[8]。我国大部分城市人口高度密集、以多层和高层为主的建筑群密集，由于大面积使用可燃材料作外墙保温，一旦发生火灾轻则造成财产大量损失和建筑物坍塌，重则造成人员伤亡。而且由于聚合物的使用，导致使用场所火灾危险性大大增加的问题也日渐暴露出来。这些危险性主要表现在热危险性（热）和非热危险性（烟、毒、腐）两大方面，如在火灾现场释放的大量浓厚烟雾会干扰人员视线影响到人员的安全疏散；释放的大量热量，会通过热传导，热对流和热辐射等形式将火势扩大，对人员造成灼伤及对建筑结构造成损坏；燃烧中产生的毒性产物，会危害人的皮肤、眼睛等器官或金属物品。决定聚合物材料火灾危险性的因素很多，可以从以下几个方面考虑：材料的热解性、产生的挥发性物质的可燃性、材料表面的火焰传播速率、材料的热释放速率和材料燃烧或热解的发烟量、烟尘的毒性等，其中，热解特性、热释放速率、烟尘和有毒气体是最重要的考虑因素[15-20]。
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