1. Anàlisi en profunditat de la composició de la capa de nucli mineral
1) Composició mineral del panell compost de FR A2 FireProof
El contingut mineral de la capa central del panell compost alumini a prova de foc FR A2 es troba generalment entre el 80% i el 95%, principalment compost pels components següents:
- Hidròxid d'alumini (ath): 45-55%, temperatura de descomposició 180-200 grau, absorció de calor 1970J/g
- Hidròxid de magnesi (mdh): 25-35%, temperatura de descomposició 340-490 grau, absorció de calor 1300J/g
- Silicat modificat: 10-15%, millora l'estabilitat estructural
- argila nano-grau: 5-8%, millorar les propietats de la barrera
- Complex de borat de zinc: 3-5%, efecte retardant de la flama sinèrgica
Característiques del procés innovadores:
Adopció de tecnologia d’ompliment de gradients en capes, Nano Clay (contingut fins a un 12%) es distribueix concentradament a l’àrea de 5 mm de la superfície, la capa mitjana manté un alt contingut en ATH i la capa inferior reforça la distribució de MDH per formar una barrera tridimensional d’incendis.
2) Comparació de la composició mineral dels panells compostos d'alumini a prova de foc B1
El contingut mineral dels panells compostos d'alumini de grau B1 es troba en el rang de 50-70%:
- Hidròxid d'alumini: 30-40%
- Hidròxid de magnesi: 15-20%
- Retardant de flama de fòsfor orgànic: {{1}%
- Filler de carbonat de calci: 10-15%
- Altres additius: 5-8%
Diferències bàsiques:
(1) El grau A2 abandona completament els retardants de la flama orgànica, mentre que el grau B1 encara es basa en alguns compostos de fòsfor orgànic
(2) El grau A2 utilitza matèries primeres minerals de puresa (puresa superior o igual al 99%)
(3) Grau A2 afegeix materials modificats per nano per millorar la densitat
(4) El grau B1 utilitza el carbonat de calci com a farciment per reduir costos
2. Comparació quantitativa del rendiment de protecció contra incendis
1) Taula de comparació dels indicadors de rendiment clau
; Articles de prova|FR A2 Valor estàndard|Valor estàndard B1|Millora del rendiment |
; Valor de calor de la combustió (MJ/kg)|Menys o igual a 3. 0|Menys o igual a 8.2|63%↓ |
; Qualificació de densitat de fum (SDR)|Menys o igual a 50|Menys o igual a 75|33%↓ |
; Flux de radiació tèrmica crítica (kW/m²)|Més gran o igual a 15|Més gran o igual a 8|87,5%↑ |
; Toxicitat del fum (LC50)|Més gran o igual a 25mg/L|Més gran o igual a 15mg/L|66%↑ |
; Índex de difusió de la flama|Menys o igual a 20|Menys o igual a 60|66%↓ |
; Taxa de pes residual de 600 graus|Més gran o igual al 85%|Més gran o igual al 60%|41,7%↑ |
2) Comparació de simulacions d’escenaris de prova clau
(1) Prova d'incendis a escala completa (ISO 9705):
- Grau A2 No es va produir un flashover en 15 minuts, la velocitat màxima d'alliberament de calor 1,8MW
- Grau B1: el flashover es va produir al cap de 8 minuts, l'alliberament de calor màxim va assolir els 4.2MW
(2) Prova de calorimetria del con (50kW/m²):
- Grau A2 Peak Releate de llançament de calor (PHRR) 45kW/m²
- Grau B1: PHRR va arribar a 110kW/m²
(3) Prova de combustió vertical (UL94):
- Grau A2: S'ha assolit V -0 Nivell (autoextingiment dins d'un segon)
- Grau B1: V -1 Nivell (autoextingiment en 30 segons)
3) Diferències en els mecanismes de protecció contra incendis
Mecanisme de triple protecció de grau A2:
(1) Barrera física: Nano-Clay forma una capa carbonitzada densa (coeficient d'expansió de 8-10 vegades)
(2) Endotèrmic químic: doble hidròxid es descompon i absorbeix 2,8mJ/kg de calor
(3) Retardant de la flama en fase de gas: allibera el vapor d'aigua per diluir la concentració d'oxigen (quota de volum del 35%)
Característiques de protecció del grau B1:
(1) El fòsfor orgànic es descompon per generar radicals lliures per interrompre les reaccions de la cadena
(2) El carbonat de calci es descompon i absorbeix la calor (178kJ/mol)
(3) Basant -se en la carbonització del material per retardar la combustió
3. Comparació de rendiment integral
1) Propietats físiques i mecàniques
(1) Força de flexió:
- Grau A2: major o igual a 85MPa (ASTM D790)
- Grau B1: menys o igual a 60MPa
(2) Coeficient d'expansió tèrmica:
- Grau A2: 23 × 10⁻⁶/ grau
- Grau B1: 45 × 10⁻⁶/ grau
(3) Resistència al temps (quv 3000H):
- Grau A2 Diferència de color ΔE inferior o igual a 2. 0
- Grau B1 ΔE superior o igual a 4,5
2) Rendiment ambiental
(1) Emissions de VOC:
- A2: menys o igual a 50ug/m³ (ISO 16000)
- B1: 200-300 ug/m³
(2) Contingut de metalls pesants:
- A2 compleix amb EN 71-3 TOY TOY Standard
- B1 conté compostos d'antimoni de tracció (0. 1-0. 3%)
3) Anàlisi econòmica
(1) Cost inicial:
- A2 Preu unitat: $ 23-33/㎡
- B1 Preu unitat: $ 16-18/㎡
(2) Cost del cicle de vida (20 anys):
- El cost de manteniment A2 és un 40% inferior
- La diferència de costos de l’assegurança pot arribar al 30%
- Augment de l'espai a causa del període de resistència al foc estès
4. Model de decisió d’escenari de sol·licitud
Es recomana utilitzar la matriu d'avaluació del risc d'incendis per a la selecció:
; Nivell de risc|Densitat de població|Càrrega de foc|Nivell recomanat|Cas d’escenari aplicable |
| Extremely high risk (Class I) | >5 people/㎡ | >800MJ/m²|A2|Plataforma de metro, UCI hospitalària, centre de dades |
; Alt risc (classe II)|3-5 gent/㎡|500-800|A2/b 1+|Complex comercial, edifici d’ensenyament escolar |
; Risc mitjà (classe III)|1-3 gent/㎡|300-500|B1|Edifici d’oficines, habitació d’hotel |
; Risc baix (classe IV) |<1 person/㎡ | <300 | B2 | Warehousing facilities, factory buildings |
5. Tendències de desenvolupament de tecnologia
1. Direcció de recerca i desenvolupament de la nova generació de materials de grau 2+:
- Els farcits de minerals modificats per grafè (conductivitat tèrmica reduïda en un 40%)
-Recobriment retardant de foc autocurador (crack autocuració a 600 graus)
- Integració de materials d'emmagatzematge d'energia de canvi de fase (augmenteu la inèrcia tèrmica un 30%)
2. Avenços de fabricació intel·ligent:
- Sistema de relació AI de farcit de minerals (optimització en temps real de l'eficiència retardant de la flama)
- Procés de curació de microones (el consum d’energia de producció reduït en un 25%)
- Inspecció de qualitat de la imatge tèrmica en línia (taxa de detecció de defectes 99,99%)
6. Recomanacions d’aplicacions d’enginyeria
1) Tractament especial dels nodes:
(1) S'ha d'utilitzar la cinta de fibra ceràmica + el segellant intumescent a les articulacions
(2) S'hauria d'utilitzar un 2- cargols d'acer inoxidable resistents a la calor (punt de fusió superior o igual a 1500 graus)
(3) Les superfícies corbes s’han de tractar amb recobriments a prova de foc secundaris
2) Especificacions de manteniment i inspecció:
(1) Quarterly infrared thermal imaging inspection (temperature difference >5 graus requereix advertència)
(2) Inspecció anual de mostreig de cristallinitat mineral (anàlisi XRD)
(3) Reinspecció de rendiment a prova de foc cada 5 anys (taxa de mostreig superior o igual al 3%)
Conclusió:
El tauler compost alumini Fire Prova FR A2 ha aconseguit un salt qualitatiu en el rendiment impermeable en comparació amb el grau B1 mitjançant la relació mineral optimitzada i el disseny estructural. El seu valor calorífic de combustió es redueix en un 63% i la seva toxicitat de fum es millora un 66%. És una opció ideal per complir els requisits estrictes de protecció contra incendis. En les aplicacions d’enginyeria reals, és necessari seleccionar científicament l’edifici en funció del nivell de risc d’edificació, la funció d’ús i el cost del cicle de vida, alhora que es fa atenció a la millora del rendiment aportat pel desenvolupament de tecnologies emergents. Amb la millora contínua dels estàndards de seguretat de l’edifici, els materials de grau 2- penetren ràpidament des de llocs especials fins a camps civils de gamma alta, liderant la innovació tecnològica de materials de construcció a prova d’incendis.