1 范圍

      GB/T 9978本部分提供的信息是建議性的，目的是為耐火試驗方法和試驗數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供指南。

      GB/T 9978本部分也確定了將來的修訂版可能通過研究而獲得改進的內(nèi)容，如：與試件組件性能相關(guān)的試驗現(xiàn)象及其與實際建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，與試驗儀器和試驗方法相關(guān)的技術(shù)。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件中的條款通過GB/T 9978的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。

      GB/T 5907 消防基本術(shù)語 第一部分

      GB/T 9978.1-2008 建筑構(gòu)件耐火試驗方法 第1部分：通用要求（ISO 834-1：1999，MOD）

3 術(shù)語和定義

      GB/T 5907和GB/T 9978.1確立的術(shù)語和定義適用于GB/T 9978的本部分。

4 標(biāo)準(zhǔn)試驗程序

4.1 概述

      實際情況表明，對耐火試驗的標(biāo)準(zhǔn)試驗程序進行一些簡化是必要的，以供所有實驗室能在可控制條件下進行試驗，并使試驗結(jié)果獲得期望的可重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性。

      某些可導(dǎo)致試驗結(jié)果發(fā)生一定程度偏差的因素，未包含在標(biāo)準(zhǔn)試驗程序規(guī)定的范圍內(nèi)，在這一點上，材料與結(jié)構(gòu)的不同變化顯得尤其重要。已經(jīng)在本部分中確定的其他因素，在標(biāo)準(zhǔn)使用者能夠接受的能力范圍之內(nèi)。如果標(biāo)準(zhǔn)使用者對這些因素給予適當(dāng)?shù)年P(guān)注，就能夠?qū)⒃囼灣绦虻目芍貜?fù)性和復(fù)現(xiàn)性提高到一個可以接受的水平。

4.2 加熱模式

      GB/T 9978.1-2008中6.1.1描述的試驗爐內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，與過去幾十年里一直使用的耐火試驗時間-溫度曲線基本一致。采用諸如在火場中觀測到的已知熔點材料開始熔化的時間等作為參考因素，該溫度曲線與某些建筑火災(zāi)的實際火場溫度具有明顯的相關(guān)性。

      標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的實質(zhì)是提供一個能合理代表火災(zāi)發(fā)生條件的標(biāo)準(zhǔn)試驗環(huán)境條件，在該試驗環(huán)境條件下，可以比較建筑結(jié)構(gòu)中具有代表性的不同構(gòu)件的耐火性能。但要特別注意的是，標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗環(huán)境不一定代表了實際火災(zāi)發(fā)生的情況，也不一定表明建筑構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗條件下的耐火性能就是在真實火災(zāi)中的耐火性能。標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗只是在通常（正常）情況下，對建筑物的分隔構(gòu)件和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火性能進行等級劃分。此外，耐火性能只與標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗的持續(xù)時間有關(guān)，與實際火災(zāi)的持續(xù)時間有關(guān)實際火災(zāi)環(huán)境的加熱條件與標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗的加熱條件之間的聯(lián)系，以及火災(zāi)后的環(huán)境冷卻溫度曲線等信息，可參見參考文獻［1］的內(nèi)容。

      值得注意的是，標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線可以用一個指數(shù)公式來描述，該曲線非常接近于式（1）所示的曲線，此公式表示方式比較有利于計算。

T=345lg(480t+1)     ……………………………………………………（1）

      式中：

      T——溫度升高值，單位為攝氏度（℃）；

       t——溫度升高值達(dá)到T時所持續(xù)的升溫時間，單位為小時（h）。

      公式（1）可以變換成：

T=1325(1-0.325e^-0.2t-0.204e^-1.7t-0.471e^-19t) ……………………(2)

      式中：

      T——溫度升高值，單位為攝氏度（℃）；

      t——溫度升高值達(dá)到T時所持續(xù)的升溫時間，單位為小時（h）。

      采用試驗記錄的實際升溫曲線的面積和上述標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的面積進行比較，可以獲得試驗爐內(nèi)溫度偏差，用de表示，如GB/T 9978.1--2008中6.1.2所述，可以通過對標(biāo)繪點使用求面儀測量得到，或采用辛普森法則和梯形法進行計算而獲得。

      GB/T 9978.1-2008中6.1.1描述的升溫條件是本部分中要求的構(gòu)件耐火試驗的溫度條件，不適合于代表真實的火災(zāi)環(huán)境溫度條件，例如含有烴類燃料的火災(zāi)。含有烴類燃料的火災(zāi)環(huán)境更適合于用非建筑構(gòu)件的耐火試驗標(biāo)準(zhǔn)來描述。最近提出的關(guān)于烴類火災(zāi)的升溫條件，舉例如下：

T = 1 100(1-0.325e^-0.166t-0.204e^-1.14t-0.471e^-15.833t)…………(3)

      式中：

      T——溫度升高值，單位為攝氏度（℃）；

      t——溫度升高值達(dá)到T時所持續(xù)的升溫時間，單位為小時（h）。

      實際應(yīng)用時，式（3）可以表示為：

T=1100(1-0.33e^-0.1t) ……………………………………………………（4）

      式中：

      T——溫度升高值，單位為攝氏度（℃）；

      t——溫度升高值達(dá)到T時所持續(xù)的升溫時間，單位為小時（h）。

4.3 耐火試驗爐

      GB/T 9978.1-2008中6.1.1描述的升溫條件，不足以確保采用不同設(shè)計方案制造的耐火試驗爐對試件提供同樣的耐火試驗環(huán)境，也不足以確保從這些不同的耐火試驗爐得到試件試驗結(jié)果的一致性。

      用來控制試驗爐溫度的熱電偶處在一個動態(tài)熱平衡狀態(tài)的環(huán)境中，受到加熱爐內(nèi)存在的熱輻射和熱對流的影響。通過對流把熱量傳遞到一個無遮蔽物體的過程，取決于受熱物體的大小和形狀，通常小的受熱物體（如熱電偶接頭）的溫度要高于大的受熱物體（如試件）的溫度。因而對流熱對熱電偶溫度有較大的影響，傳遞到試件的熱量主要受到試驗爐爐壁輻射熱和火焰輻射熱的影響。

      試驗爐中，同時存在氣體熱輻射和爐壁表面之間的熱輻射。氣體熱輻射取決于試驗爐內(nèi)的溫度和氣體的吸收特性，同時受可見火焰部分的輻射影響顯著。

      試驗爐爐壁表面之間的熱輻射取決于爐壁的溫度、爐壁的吸收特性與發(fā)射特性以及試驗爐的大小和構(gòu)造。因此，試驗爐爐壁的溫度取決于其熱力學(xué)特性。

      對任一物體的對流熱傳遞，取決于該物體所在局部環(huán)境氣體溫度與該物體表面溫度的差異以及氣體的流速。

      試驗爐內(nèi)氣體產(chǎn)生的輻射熱與其溫度相關(guān)，試件吸收的輻射熱是試驗爐內(nèi)氣體輻射熱和試驗爐爐壁輻射熱的總和。后者開始時很小，隨著爐壁溫度的升高而逐漸增加。本部分中描述的熱電偶很小，適宜于測量氣體溫度。另一方面，試件溫度對輻射熱更為敏感。

      根據(jù)上述討論，在不同測試機構(gòu)中使用本部分的試驗要求時，為了實現(xiàn)試驗結(jié)果的一致性，其最終的解決方法是使用標(biāo)準(zhǔn)的測試機構(gòu)對耐火試驗爐進行理想化設(shè)計。這些設(shè)計應(yīng)精細(xì)到試驗爐尺寸、構(gòu)造、材料、建造技術(shù)以及使用燃料的類型等方面。

      有一種方法可以減少目前在用耐火試驗爐之間存在的試驗結(jié)果不一致的問題。采用溫度易隨爐內(nèi)氣體溫度變化而變化的熱惰性材料，把耐火試驗爐爐壁表面填滿，該材料的特征性能應(yīng)符合GB/T 9978.1-2008中5.2的規(guī)定。這樣，試驗爐內(nèi)氣體和試驗爐爐壁之間的溫差會降低，由燃料供給的不斷增加的熱量，通過試驗爐爐壁輻射到達(dá)試件表面。因而，采用不同設(shè)計的耐火試驗爐，測試相同試件得到的耐火試驗結(jié)果的可通用性會得到加強。

      在可能的情況下，應(yīng)重新檢查、優(yōu)化現(xiàn)有耐火試驗爐有關(guān)燃料噴嘴和可能使用燃料的設(shè)計方案，以避免可能導(dǎo)致試件表面受熱不均的氣流紊亂和相關(guān)壓力波動的發(fā)生。

      盡管GB/T 9978.1-2008中5.5.1.1對用于測量并控制爐內(nèi)溫度的熱電偶設(shè)計有所說明，但仍然建議在試驗操作中盡可能使用對于輻射熱和對流熱綜合效應(yīng)更為敏感的熱電偶，以進一步減少試驗爐熱性能變化帶來的影響。

      為了完善試驗結(jié)果的一致性，調(diào)整現(xiàn)有試驗爐設(shè)計的最為有效的“工具”之一是使用校準(zhǔn)程序（見4.12）。

4.4 試件養(yǎng)護

4.4.1 混凝土材料非標(biāo)準(zhǔn)含水量的校正

      GB/T 9978.1-2008中7.4規(guī)定，試驗時，試件的含水量應(yīng)與通常的實際使用情況一致。

      除非在有持續(xù)空調(diào)和中央供暖系統(tǒng)的建筑物中，否則，建筑構(gòu)件均暴露在空氣中，不同程度地受到大氣環(huán)境溫度和/或濕氣條件的循環(huán)影響。構(gòu)件所使用材料的性能及其尺寸，決定了構(gòu)件含水量達(dá)到平衡條件時受到環(huán)境濕度影響而波動的程度。

      把試件的養(yǎng)護條件與其在通常情況下的使用條件進行比較，可以得到試件在養(yǎng)護前后的含水量變化量，尤其是構(gòu)件中具有高吸濕能力的吸濕性組分，如普通水泥、石音和木材等，其含水量變化量尤為明顯。但是，對于GB/T 9978.1-2008中7.4描述的內(nèi)容，在普通無機建筑材料制品中，只有含有水分的普通水泥產(chǎn)品的耐火試驗結(jié)果會受到其含水量變化的影響。

      為了比較試驗結(jié)果，試件含水量需要在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進行調(diào)節(jié)，即把試件置于溫度為（23±5）℃、相對濕度為（50±20）％的大氣環(huán)境條件下進行養(yǎng)護，直至達(dá)到平衡含水量。

      如果已知試件在某一含水量下按隔熱性判定的耐火極限，則可根據(jù)公式（5）計算該試件在其他含水量下的耐火極限：

T_d²+T_d(4+4b×Φ-T_Φ)-4T_Φ=0   …………………………………………(5)

      式中：

      Φ——試件的單位體積含水量；

      T_Φ——試件在含水量為Φ時的耐火極限，單位為小時（h）；

      Td——試件在烘箱干燥條件下干燥后的耐火極限，單位為小時（h）；

      b——隨試件滲透性能而變化的因素。對于磚、密實混凝土和噴射混凝土試件，b取5.5；對于輕質(zhì)混凝土試件，b取8.0；對于加氣混凝土試件，b取10.0。

      根據(jù)試件在某一含水量下按隔熱性判定的耐火極限值來計算該試件在其他含水量下的耐火極限，也可以通過使用參考文獻［2］和［3］中描述的方法來求得。

      如果采用人工干燥技術(shù)使試件達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的平衡含水量，則進行試件調(diào)節(jié)工作的試驗室有責(zé)任避免采用可能明顯影響試件組分性能的試驗程序。

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