读，并非用以限定本发明可 实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调 整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技 术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"及 "一"等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的 改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0063] 为更好的理解本发明，给出如下计算实例：
[0064] 测试一种膨胀型防火涂料的等效热传导系数，具体步骤为：
[0065] a.将涂覆非膨胀型防火涂料的钢构件作为试件。其一，钢构件为尺寸长度为 200mm、宽度为270mm、厚度为16mm的钢板（图1所示）。其二，工字型构件一为宽200m、 高400mm、翼缘厚度16mm、腹板厚度12mm。其三，工字型构件二为宽200m、高400mm、翼缘厚 度20mm、腹板厚度16mm(图2所示）。试件上涂覆膨胀型防火涂料的厚度为0. 6mm、0. 9mm、 I. 5mm〇
[0066] 表I
[0067]
[0068] b.将试件放置在火灾试验炉内，进行标准耐火试验，测试炉内温度和试件温度Ts， 并记录炉内温度-升温时间t关系曲线和试件温度Ts-升温时间t关系曲线。试件温度Ts 由测量上述钢板的不同位置平均值得到。
[0069] c.结合试件单位长度的表面积Ap、试件单位长度的体积V、防火涂料的厚度dp及 步骤b中记录的试件温度Ts-升温时间t关系曲线，根据如下公式计算防火涂料的热传导 系数A，并记录热传导系数A_试件温度Ts关系曲线：
[0071] 式中t 升温时间，s;
[0072] Tg--火灾试验中的炉内烟气温度，°C ;
[0073] Ts 火灾试验中的试件温度，°C ;
[0074] Ap一一试件单位长度的表面积，m2/m;
[0075] V--试件单位长度的体积，m3/m;
[0076] dp一一膨胀型防火涂料的厚度，m;
[0077] A--膨胀型防火涂料的热传导系数，WAm?K);
[0078] d.取试件温度400~600°C间所有热传导系数的平均值作为非膨胀型防火涂料的 等效热传导系数，并取1. 2倍的安全系数。
[0080] Ae=I. 2Aea (3)
[0081] 式中Am-一膨胀型防火涂料在钢构件温度400~600°C平均热传导系数，W/ (m ? K);
[0082] Ae一一膨胀型防火涂料的等效热传导系数，WAm ? K);
[0083] 表 2
[0084]
[0085] e.对所得等效热传导系数进行线性拟合，得到：
[0087] 〇 = 0. 0011(ff/(m ? K))
[0088] f.对所得等效热传导系数进行调整，得到：
[0089]
[0090] 调整区域为：截面形状系数彡142m 1且DFT彡0. 8mm ;截面形状系数彡88m 1且 DFT 多 I. 2mm〇
[0091] g.用调整后的等效热传导系数，由下式（4)对钢构件进行升温计算，得到的升温 曲线跟试验测得的试件温度Ts-升温时间t关系曲线进行对比，如图4-图6所示。可知预 测升温与试验升温在400~600°C范围内吻合很好，由于膨胀型防火涂料在600度以上已经 形成稳定的涂层，因此在600度以上也可以预测得较好，本方法可以用于钢构件温度400~ 800 °C范围内的升温计算。
[0093] 综上所述，本发明根据钢构件标准耐火试验记录的构件升温曲线，根据公式换算 可得到热传导系数与试件温度之间的关系曲线。由于热传导系数随温度而变化，对于构件 升温计算不便。本发明在试验的基础上，提出等效热传导系数的概念，即采用一个有代表性 的常量作为防火涂料的等效热传导系数，并将等效热传导系数表达为与涂层厚度和截面形 状系数相关的线性函数。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利 用价值。
[0094] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在于，膨胀型防火涂 料的等效热传导系数为试件温度400~600°C间所有热传导系数的平均值的1. 2倍，等效热 传导系数表达为涂层厚度和截面形状系数的线性关系，具体步骤为： a. 将试件放置在火灾试验炉内，进行标准耐火试验，测试炉内温度Tg和试件温度Ts，并 记录炉内温度Tg-升温时间t关系曲线和试件温度Ts-升温时间t关系曲线； b. 结合试件单位长度的表面积Ap、试件单位长度的体积V、防火涂料的厚度dp及步骤 a中记录的炉内温度Tg-升温时间t关系曲线和试件温度Ts-升温时间t关系曲线，根据如 下公式计算防火涂料的热传导系数X，并记录热传导系数A-试件温度Ts关系曲线：式中t--升温时间，s; Ts 火灾试验中的试件温度，°C; Ap/V--试件截面形状系数，mS Ap--试件单位长度的表面积，m2/m; V--试件单位长度的体积，m3/m; dp一一膨胀型防火涂料的初始干膜厚度，m; 入一一膨胀型防火涂料的热传导系数，WAm*K); c. 按下式计算膨胀型防火涂料的等效热传导系数：入 e= 1. 2 入ea (3) 式中Xea--膨胀型防火涂料在钢构件温度400~600°C平均热传导系数，WAm*K);K一一膨胀型防火涂料的等效热传导系数，WAm?K); d. 将膨胀型防火涂料的等效热传导系数拟合为涂层厚度和截面形状系数的线性关 系：式中C。--线性回归所得截距，W/(m?K); C1--线性回归所得斜率，W/ (m2 ?K); C2--线性回归所得斜率，W/K; e. 将膨胀型防火涂料的等效热传导系数在调整区域内进行调整：式中一一调整后的等效热传导系数，WAm*K); 〇 一一等效热传导系数的残差标准差，WAm?K)。2. 根据权利要求1所述的测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在 于，测试试件至少包含3组截面形状系数和3组涂层厚度。3. 根据权利要求1所述的测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在 于，所述试件温度Ts由测量所述钢构件不同位置温度的平均值得到，每个试件测点至少3 个。4. 根据权利要求1所述的测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在 于，工字型试件（包含槽型试件）的截面形状系数，要考虑截面的阴影效应，具体计算方法 为：式中b-一工字型试件（包含槽钢）截面宽度，m; h一一工字型试件（包含槽钢）截面高度，m; [Ap/V]c--修正后的截面形状系数，m2/m。5. 根据权利要求1所述的测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在 于，将膨胀型防火涂料的等效热传导系数拟合为涂层厚度和截面形状系数的线性关系。6. 根据权利要求1所述的测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法，其特征在 于，将膨胀型防火涂料的等效热传导系数在调整区域内进行调整，以满足安全设计的要求。
【专利摘要】本发明涉及一种膨胀型防火涂料等效热传导系数的测试方法。该方法基于膨胀型防火涂料保护钢构件的标准耐火试验，可综合反映膨胀型防火涂料在火灾下的实际性能，极大简化了火灾下钢构件的升温计算，并将膨胀型防火涂料的等效热传导系数可表示为关于厚度和截面形状系数的线性函数。试验与理论计算的对比表明，采用等效热传导系数可相当精确地模拟膨胀型防火涂料保护钢构件在火灾下的升温，对于膨胀型防火涂料的施工验收和火灾下钢构件升温计算具有重要意义。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN105223231
【申请号】CN201510685204
【发明人】李国强, 韩君, 楼国彪
【申请人】同济大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月21日