阻火圈规范Word下载.docx
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通过以上防火措施后，在高层建筑中使用PVCu排水管道是可行的。
因此，建设部在制定“建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程”时，规定高层建筑室内排水管道的立管明设且其管径大于或等于110mm时，在楼板贯穿部位应设置阻火圈或长度不小于500mm的防火套管；
横干管不宜穿越防火分区隔墙和防火墙，当不可避免确需穿越时，应在管道穿越墙体处的两侧设置阻火圈或长度不小于500mm的防火套管。
防火套管已由该“七五”重点科技项目课题组研制成功，并投放市场。
化学阻火圈因关键技术没有突破至今没有投产，目前我国采用的主要是进口产品。
PVCu排水管阻火圈，在火灾发生时，芯材受热迅速膨胀，挤压软化或炭化的管材，能在较短时间封堵管道洞口，阻止火势沿洞口蔓延。
与防火套管相比，具有小巧美观、安装方便等优点，是比较理想的阻火装置，国外已普遍采用。
为了贯彻实施CJJ/T29-1998《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程》，火灾发生时阻止火灾沿PVCu排水管道蔓延，减少火灾损失，公安部四川消防科学研究所和四川省建筑设计院与东泰（成都）塑胶建材工业有限公司共同开展了建筑PVCu排水管用阻火圈的研究，并列为1998年四川省应用和发展研究重点项目，同年9月通过省级鉴定。
1 主要技术指标
建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程规定：
阻火圈的耐火极限不宜小于管道贯穿部位构件的耐火极限。
《高层民用建筑设计防火规范》对墙和楼板的耐火极限作了明确规定，即：
承重墙和住宅单元之间的墙耐火极限为2h；
非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙耐火极限为1h；
楼板耐火极限1h～。
考虑到耐火极限为1h的阻火圈外径只比耐火极限为2h的阻火圈外径小5%左右，在阻火圈制造成本模具费和加工费用占有较大比重的情况下，为了降低成本，减少规格，便于管理和避免安装时可能出现的混级，采用国外通用作法，各种规格管道用阻火圈耐火极限统一定为2h，以满足高层建筑对各种等级的楼板和墙耐火极限的需要。
在墙体两侧安装耐火极限为2h的阻火圈，也能满足排水管穿越防火墙时的耐火要求。
阻火圈的主要作用是在火灾发生时，阻燃膨胀芯材受热迅速膨胀，挤压PVCu管，在较短时间封堵管道贯穿的洞口，阻止火势沿洞口蔓延。
因此，阻燃膨胀芯材起始膨胀温度、高温下膨胀体积和管道从火灾发生至被完全封堵的时间是相当重要的，有必要作出具体规定。
另外，在施工安装阻火圈时，阻火圈有可能被水和水泥浆浸泡，阻燃膨胀芯材应具有较好的耐水性、耐水泥浆等性能。
阻火圈主要技术指标见表1。
表1 阻火圈技术指标
项目
技术指标
阻火圈
耐火极限/h
≥
封堵时间/min
≤15
阻燃膨胀芯材
耐水泥浆性（20%水泥浆）
浸72h，，外观及膨胀性能无明显变化
耐水性
起始膨胀温度t/℃
150≤t≤260
膨胀体积/cm3/g
≥25
2 阻火圈研究
阻火圈结构及尺寸
在搜集国内外有关资料的基础上，考虑到阻火圈主要功能是在火灾发生时能在较短时间内封堵管道，我们确定了阻火圈由金属外壳和阻燃膨胀芯材组成，套在PVCu管道上，用螺栓等固定件固定在楼板下或墙体两侧。
根据上述设想，确定了阻火圈的基础结构图，见图1。
安装方式，阻火圈分为A型和B型。
A型是可打开的，由两个半圆环组成，中间用铰链连接。
A型设计主要考虑是施工安装方便，可在管道施工安装完毕后再安装阻火圈，或原设计方案没有考虑安装阻火圈，但根据有关规范又必须安装的情况使用。
B型阻火圈是一个整环，安装时必须先穿在管道上，然后再固定在楼板或墙体上；
或者先埋入楼板（墙体）内，然后再穿排水管。
两种阻火圈结构主要针对不同施工和安装方式而设计。
通过研究试验，确定了阻火圈主要结构尺寸，见表2。
图1 阻火圈结构示意图
表2 阻火圈结构尺寸
阻火圈规格
1/mm
2/mm
H/mm
ZHQ-110
111
136
40
ZHQ-160
161
206
70
阻燃膨胀芯材
我们先后设计了18个配方，拟定成型工艺，制作试件，测定其理化性能和高温下（950℃）膨胀性能，并通过小型耐火试验检验阻火圈阻火性能。
试验确定的芯材配方组成如下：
复合基料33%；
炭化剂6%；
催化剂10%；
发泡剂5%；
填料38%；
化学助剂8%。
阻火圈研究试验和中试生产
为了研究阻火圈在标准构件耐火试验条件下的阻火耐火性能，我们进行了多次小型模拟耐火阻火试验。
试验时将阻火圈固定在厚30mm的耐火板下，受火面PVCu管长100mm，背火面PVCu管长200mm。
受火面管口用玻璃纤维布和矿棉毡封堵，下方布置一只热电偶测量火焰温度。
试验炉按标准温度曲线升温，观察PVCu管封堵时间和失去封堵时间，测定耐火极限。
试验结果表明，所研究的两种规格四种型号（每种规格分A型和B型两种）耐火极限均大于2h，完全封堵管道，无火焰和烟气沿管道蔓延。
根据试验确定的阻火圈结构尺寸和芯材配方及芯材厚度，1997年9月正式设计加工了阻火圈壳体及芯材的模具，购买了必要的生产设备，同年12月和1998年5月先后试制生产ZHQ-110阻火圈和ZHQ-160阻火圈各50个。
中试生产，无废液、废渣、废气排放。
3 性能试验
阻燃膨胀芯材耐液体介质性能
沿竖向锯切3块阻燃膨胀芯材，每块试样长度约50mm，放在电烘箱中，在105℃下烘干4h，将试样从烘箱中取出，放在干燥器内冷却至室温。
然后，将2块试样分别置于蒸馏水和20%（质量比）550号硅酸盐水泥浆中在室温条件下全浸泡72h后取出，放入温度为105℃的电烘箱中烘干4h，取出放在干燥器中冷却至室温，观察外观变化，试验结果见表3。
表3 芯材耐液体介质性能检验结果
序号
检验项目
检验结果
1
浸72h，外观无明显变化
外观无变化
2
耐水泥浆性
阻燃膨胀芯材膨胀性能
阻燃膨胀芯材起始膨胀温度和高温下的膨胀体积是芯材最重要的技术指标之一，它们直接影响芯材的热稳定性及阻火圈的封堵时间和耐火极限。
起始膨胀温度低和高温下膨胀体积大，封堵时间就小，耐火极限就高，反之封堵时间就长，耐火极限降低。
阻燃膨胀芯材起始膨胀温度按GB/T13464-1992《物质热稳定性的热分析试验方法》测定，用差热分析仪测量芯材的焓变温度，通过DTA曲线（或DSC曲线）确定芯材的起始膨胀温度。
每克膨胀体积是将制得的经全浸泡后的试样中各称取2g试样，分别放置容积为100mL～150mL坩埚内，置于温度为950℃的电阻炉内，恒温5min后取出，冷却后打散，用精确到5mL的100mL量筒测量试样膨胀后的体积（放入量筒后应摇实），试验测试结果见表4。
表4 芯材膨胀性能测试结果
测试结果
每克膨胀体积
/cm3
未浸试样
水浸试样
水泥浆浸试样
50
阻燃膨胀芯材耐湿热性和烟密度
为了了解芯材燃烧及分解时产生的烟量和在湿热条件下的性能，我们参照GB1740-79《漆膜耐湿热测定法》和GB8627-88《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》，对芯材的耐湿热性和烟密度进行了测定，测试结果见表5。
表5 芯材耐湿热和烟密度测试数据
烟密度
最大烟密度/%
≤75
59
烟密度等级
≤50
43
耐湿热性
24h，外观无明显变化
符合要求
耐火性能
阻火圈封堵时间和耐火极限，是阻火圈最关键的技术数据。
在标准建筑构件耐火试验条件下，试验开始至硬聚氯乙烯排水管道贯穿洞口处被阻火圈完全封堵所需时间即封堵时间。
当阻火圈失去封堵管道能力或背火面失去隔热性或完整性时，即可判断达到耐火极限。
试验时将阻火圈用膨胀螺钉固定在厚110mm现浇楼板下（楼板受火面保护层厚度为10mm），受火面和背火面PVCu管露出楼板长度分别为1000mm，受火面管口用不燃材料封堵，背火面试验管用固定支承件固定（见图2）。
在背火面试验管距楼板25mm处的试验管中心及外表面对称两侧各安装1只热电偶。
每种规格阻火圈均有明装和暗装两种，试验结果见表6。
图2 阻火圈耐火试验安装示意图
表6 耐火试验结果
规格
安装形式
技术指标/min
测试结果/min
封堵时间
耐火极限
明装
≥120
3．0
135
暗装
6．0
8．0
12．0
阻火圈安装
建筑排水PVCu管道设计施工和阻火圈安装应符合CJJ/T29-1998的规定。
阻火圈的立管安装如图3、图4所示。
图3 楼板A、B型阻火圈安装图
图4 阻火圈立管安装图
4 讨论
安装型式、PVCu管径和封堵时间的关系
从表6可以看出，对同一规格明装的阻火圈，封堵时间都小于暗装的阻火圈，这是由于阻火圈明装受热面积约是暗装的倍。
对不同PVCu管径阻火圈，在安装型式相同情况下，小管径封堵时间小于大管径封堵时间。
暗装和明装阻火圈，由于施工中加了止水翼环等技术措施，所以具有防水和防砂浆污染功能。
为了能在短时间内封堵PVCu排水管道，尽量采用明装，尤其是ZHQ-160阻火圈。
明装阻火圈除封堵时间短以外，同时还具有安装方便，可不需另外考虑阻火圈安装防水措施等优点。
耐火试验方法
阻火圈安装时，套在PVCu管道外壁，固定在楼板下或墙体两侧，与PVCu管道和楼板（或墙体）组成建筑构件，按建筑构件耐火试验方法进行试验。
目前国内外还没有发布针对阻火圈产品特点的标准试验方法。
美国制定的《贯穿件防火封堵标准试验方法》（ASTME814-88）和澳大利亚制定的《耐火分隔构件洞口防护标准试验方法》（AS，主要针对电线电缆和贯穿管件周边的封堵，不是管件内洞口的封堵。
因此，阻火圈的耐火试验，只能在标准火灾条件下，不是测定阻火圈本身耐火性能，而是测定阻火圈保护的背火面PVCu管的耐火
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