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進行耐火試驗時,試件應與該試件實際使用情況相同。
6.1 結構
試件所用的材料,制作工藝,拼接與安裝方法應足以反映相應構件在實際使用中的情況。為使試驗能夠進行而作的安裝型式的修改應對試件無重大影響,并應對修改作詳細說明o
6.2 尺寸
試件應與實際使用的尺寸相同。如果構件大于試驗爐所能容納的尺寸,則該試件在爐內暴露部分的尺寸不應小于下列規定:
a)墻:高3 m,寬3 m;
b)梁:計算跨度4m;
c)柱:高3m;
d)樓板,吊頂與屋頂:長4m,寬3 m。
6.3 數量
試件數量為1個,按實際約束/邊界條件進行試驗。通常情況可按無約束/邊界條件進行試驗。
a)墻:兩側都要求耐火的不對稱結構構件,應分別對兩側進行試驗。如果預先能夠確定其中一側為耐火薄弱面,也可進行一次試驗,但耐火薄弱面應作為受火面;
b)梁:按實際約束條件進行試驗,通常情況按無約束條件進行試驗;
c)柱:按實際約束條件進行試驗;
d)樓板,吊頂與屋頂:按實際約束條件進行驗證,通常情況按無約束條件進行試驗。
7 試驗程序
7.1 試驗的開始與結束
試驗開始前要記錄環境溫度。當試驗爐內接近試件中心的熱電偶記錄到50℃時,便可將其作為試驗開始時間。同時,所有手動和自動的觀察測量系統都應開始工作。
試驗應按5.1—5.3,6.1—6.3,7.2,7.3,8.1,8.2的有關要求進行測量和記錄。當試驗中試件出現8.1a),8.1b),8.2中所規定的一條或幾條時,試驗應立即終止;或雖沒有出現8.1a),8.1b)和8.2中所規定的任何一條,但已到達預定的時間,試驗也可結束。
7.2 加載和約束應用
7.2.1 加載的應用
承重構件應在開始試驗前15 min加載到確定值。在試驗過程中,荷載誤差不應超過確定值的土5%。加載系統應具有快速響應能力,以保持荷載穩定。試驗結束后,如果試件尚未損壞,應立即卸載。
7.2.2 約束的應用
根據試件的設計,相應的約束力可由試件框架提供,該試件的邊緣與框架的間隙要用硬性材料堵塞。約束也可利用液壓系統或其他加載系統來施加。
7.3 測量與觀察
7.3.1 爐內溫度測量
爐內溫度測量應按5.1.1,5.1.2和5.1.3的規定進行,溫度應連續測量。熱電偶布設的規定如下:
水平或垂直分隔構件:試件表面每1.5m^2至少有一個熱電偶,熱電偶總數不少于5個;
橫梁:在每隔1 m的長度上至少有兩個熱電偶,熱電偶總數不得少于6個。
柱子:在每隔1 m的高度上至少有一個熱電偶,熱電偶總數不少于6個,呈螺旋形布置。
7.3.2 爐內壓力測量
爐內壓力測量應按4.2和5.2的規定進行,測量應連續進行或每隔2 min測量一次。
7.3.3 荷載測量
荷載測量應按5.3的規定進行,應記錄荷載性質,施加方法和試件支撐不住荷載的時間。
7.3.4 試件背火面溫度測量
試件背火面的溫度測量應按5.1.4規定進行,溫度應連續測量。熱電偶的布設規定如下:
水平或垂直分隔構件,熱電偶數量不得少于5個,其中一個設在試件的中心,其余分設在試件各四分之一部位的中心。
熱電偶應距離接縫,邊緣,螺栓,螺釘頭以及金屬連接件至少50mm。
對于瓦垅或肋形結構,熱電偶的數目可以增加,最厚處和最薄處的熱電偶數目應相同,但試件槽溝或凸脊的尺寸滿足熱電偶與該試件表面完全接觸。
7.3.5 試件內部溫度測量
試件內部溫度應按5.1.5規定進行,溫度應連續測量。
7.3.6 試件變形測量
試件變形測量應按4.4的規定進行,變形應連續測量。
墻——加載開始至試驗結束,測量其中心點水平方向的變形值;
板——加載開始至試驗結束,測量其中心點垂直方向的變形值;
梁——加載開始至試驗結束,測量其跨度中間的變形值;
柱——加載開始至試驗結束,測量其軸向變形值。
7.3.7 試件完整性測量
a)在試驗過程中,當試件有火焰和氣體在孔洞或其他空隙出現時,都應在這些出現處用棉墊進行測量。棉墊與試件之間保持20~30mm的距離并應將棉墊中心靠近裂紋,測量時間10~30s。如果棉墊前一次使用時已經吸潮或被燒焦,就不應再使用。
棉墊尺寸為長100mm,寬100mm,厚30mm。棉墊應由新的,未染色的柔軟棉纖維制成,不應混有人造纖維,其重量為3-4g。
棉墊使用前應先放入105℃±5℃的干燥箱中,干燥時時間不得少于30min。干燥后在干燥箱內存放24h。在進行完整性測量時,應將棉墊安裝在框架內。
棉墊試驗不適用于爐內負壓區。如果試驗裂縫或開口在負壓區,可采用臨時增加爐壓的方法進行完整性測量。
b)在試驗過程中,當試件的背火面出現貫通至試驗爐內的裂縫時,可以使用直徑為6 mm±0.1mm和直徑為25mm±0.2mm的不銹鋼探棒進行完整性測量。
7.3.8 試驗現象觀察
觀察試件在試驗過程中的變形,開裂,熔化或軟化,剝落或燒焦等現象。如果有大量的煙霧從背火面冒出,應進行記錄,但耐火試驗不檢驗這些煙霧的危險性。
8耐火極限判定條件
試驗過程中當8.1,8.2條中規定的任一項出現時,則表明試件達到耐火極限。
耐火極限以小時計,小數點后保留兩位有效數字。
8.1 非承重構件
a)失去完整性。按7.3.7的規定進行測量,當棉墊被點燃或背火面竄火達10s以上時,則認為試件失去完整性;當試件背火面出現貫通至試驗爐內的裂縫,直徑6 mm的探棒可以穿過裂縫進入爐內且探棒可以沿裂縫長度方向移動不小于150mm,或直徑25mm的探棒可以穿過裂縫進入爐內時,則認為試件失去完整性。
b)失去隔熱性。試件背火面的平均溫升超過試件表面初始平均溫度140℃或背火面上任何溫升超過該點初始溫度180℃時,則認為試件失去隔熱性。
8.2 承重構件
a)失去穩定性。在試驗過程中試件發生垮塌;或梁板構件的最大撓度,柱構件的軸向變形,柱構件的軸向變形速率超過規定值時,則表明試件失去穩定性。即:
梁或板構件的最大撓度超過L/20(mm),L為試件計算跨度,單位:mm。
柱構件軸向變形大于h/100(mm)或軸向變形速率大于3 h/1 000(mm/min)后, h為柱構件在加栽后,耐火試驗前的初始受火高度,單位:mm。
b)當承重構件同時起分隔作用時,還應按8.1的規定進行判定。