摘要：通過試驗(yàn)的方法探討了在火災(zāi)中塑鋼炭化物的導(dǎo) 電性能，揭承了其隨著受熱溫度的升高和受熱時(shí)間的增長(zhǎng)而增 強(qiáng)的規(guī)律，為火災(zāi)調(diào)查人員利用測(cè)定火災(zāi)中塑鋼炭化物的電阻 值來分析火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)溫度和判定火勢(shì)蔓延方向、起火部位、起火 點(diǎn)提供了一種實(shí)用的方法。
關(guān)鍵詞：塑鉀；炭化物；導(dǎo)電性；火災(zāi)調(diào)查 中圖分類號(hào):X928 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1009—0029(2005)03 —0363 — 03
在火災(zāi)調(diào)查中，通過分析火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可燃物炭化物 的物理、化學(xué)性質(zhì)來判斷火勢(shì)蔓延方向、起火部位和起 火點(diǎn)是火災(zāi)調(diào)査的方法之一。塑鋼作為一種新型材料， 在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，如：塑鋼門窗、塑鋼 裝修材料等，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)上塑鋼炭化物的某些物理和 化學(xué)性質(zhì)記錄著其受熱溫度的高低和受熱時(shí)間的長(zhǎng) 短。因此，研究塑鋼在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中的炭化物的性質(zhì)對(duì)火 災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查有著十分重要的意義。筆者曾經(jīng)對(duì)火災(zāi)現(xiàn) 場(chǎng)中殘留木炭和噴水滅火殘留木炭的導(dǎo)電性規(guī)律進(jìn)行 過研究，并且推出測(cè)量火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)木炭電阻分析火勢(shì)蔓 延方向、起火部位和起火點(diǎn)的方法[1_2]。研究塑鋼炭化 物導(dǎo)電性規(guī)律，目的也是為了通過測(cè)定火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中塑 鋼炭化物的電阻值來分析火場(chǎng)溫度、判定火勢(shì)蔓延方 向、起火部位和起火點(diǎn)。
1試驗(yàn)原理
建筑用塑鋼材料是電的不良導(dǎo)體(如，聚苯乙烯的 電阻率大于1X10U n • m)，當(dāng)它受到明火等火源的作 用之后，形成炭化物，其電阻率顯著降低。發(fā)生這種變 化的根本原因是由于塑鋼在炭化過程中，其炭化物中 的碳晶體結(jié)構(gòu)在不同溫度下發(fā)生了不同程度的變化。
塑鋼的主要組分為樹脂、填充劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、 增塑劑等，其中樹脂為高分子化合物，為塑鋼的最主要 的組分。在火災(zāi)發(fā)展蔓延的過程中，塑鋼受到熱的作用 后，先軟化，接著逐漸熔化，而后發(fā)生熱分解和炭化，因 其組分中含有阻燃劑，熱分解和炭化比較慢，燃燒的速 率也比較低。在炭化物的形成過程中碳原子在空間發(fā) 生了重新排列，形成了無定形碳。
現(xiàn)在普遍認(rèn)為石墨晶粒中片層間是以分子間作用 力結(jié)合起來的，而不是化學(xué)鍵結(jié)合，所以片層之間容易 滑動(dòng)，具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。因此，石墨晶體的層狀結(jié)構(gòu)越
完善，其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性越強(qiáng)。而在無定形碳中，雖然存在 微小石墨晶粒，但晶粒內(nèi)碳原子結(jié)合的六角環(huán)片層的 重疊是雜亂無章的，并且晶粒之間的排列也是無序的， 所以導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差，其電阻率特別大⑴。
火災(zāi)過程中，在高溫作用下無定形碳晶粒內(nèi)無序 重疊的六角環(huán)片層能夠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g有序重疊，晶 粒之間也趨向有序排列，晶粒之間的間隙變小，即轉(zhuǎn)變 為石墨化晶體結(jié)構(gòu)。所以，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)溫度越高、高溫持 續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，這樣形成的石墨化晶體結(jié)構(gòu)越好，其導(dǎo)電 性也就越強(qiáng)。
2主要試驗(yàn)儀器和材料 2.1主要試驗(yàn)儀器
RJK — 4 —9型箱式電阻爐，功率4 kW，最高溫度 950 C；
ZC25-4型兆歐表，量程：01 000 Mn;
ZELC—500型多用電表，量程：02 000 kn。
2.2塑鋼材料試樣
材料A:遼寧省某集團(tuán)生產(chǎn)的塑鋼窗料，切割為 2. 2 cm X 2. 2 cm X 5. 2 cm 小塊；
材料B:安徽省某科技有限公司生產(chǎn)的塑鋼門料， 切割為 5. 0 cmX 5. 2 cmX 8. 0 cm 小塊。
3試驗(yàn)過程
(1)將一塊塑鋼試樣放入一定溫度的箱式電阻爐 內(nèi)加熱，使其自然燃燒，保溫一定時(shí)間后取出，室溫(約 25 C左右）下自然降溫5 min后，測(cè)量其電阻值。
1)每種塑鋼試樣加熱溫度分別為300 C、400 C、 500 C、600 C、700 T、800 C、900 C,加熱時(shí)間為 10 min 0
2)塑鋼試樣A、B在加熱溫度分別為600 C、700 C情況下，保溫時(shí)間 5 min ^10 min ^ 15 min ^ 20 min, 25 min、30 min、35 min。
(2)將冷卻的試樣表面的炭化層用刀片輕輕地刮 下，用研缽研碎為粉狀，并將其裝入長(zhǎng)3 cm內(nèi)徑2* 5 mm的玻璃管內(nèi)，用一端平整直徑比玻璃管內(nèi)徑略小 的玻璃棒壓制成長(zhǎng)1 cm的柱體，保持每個(gè)試樣壓實(shí)程 度相同，用多用電表或兆歐表測(cè)量每個(gè)試樣的電阻值。 4試驗(yàn)結(jié)果及分析
