砖瓦材料燃烧性能检测的核心指标及试验步骤

砖瓦材料是建筑工程中最基础的围护与结构材料，其燃烧性能直接影响建筑火灾的发展速度与人员逃生安全。为确保砖瓦材料满足防火设计要求，需通过专业检测明确其燃烧特性——核心指标包括燃烧等级、热释放速率、烟气生成等，试验步骤则需严格遵循《建筑材料及制品燃烧性能分级》（GB 8624）、《建筑材料不燃性试验方法》（GB/T 5464）等标准。本文将详细解析砖瓦材料燃烧性能检测的核心指标及实操步骤，为行业人员提供可落地的参考。

燃烧性能等级：建筑防火的“身份证”

燃烧性能等级是砖瓦材料燃烧特性的核心分类依据，直接对应建筑防火设计要求。依据GB 8624-2012，等级分为A级（不燃）、B1级（难燃）、B2级（可燃）、B3级（易燃）。其中，A级是砖瓦材料的主流要求——需通过GB/T 5464不燃性试验：将100mm×100mm×原厚的样品置于750℃高温炉中持续30分钟，若样品无明火、无燃烧滴落物，且中心温度升高≤50℃、质量损失率≤50%，则判定为A级。

B1级难燃砖瓦需满足两项关键指标：一是氧指数（OI）≥32%（GB/T 2406），即材料维持燃烧所需的最低氧浓度；二是锥形量热仪试验中，燃烧增长率指数（FIGRA）≤120W/s、600秒内总热释放量（THR）≤7.5MJ/m²。B2级可燃材料的氧指数≥26%，FIGRA≤250W/s，THR≤15MJ/m²。

燃烧等级的实际意义在于：A级材料可用于防火墙、疏散通道等核心防火区域；B1级用于楼梯间、电梯井等部位；B2级需配合防火涂料或构造使用，避免直接暴露在火源下——等级越高，建筑防火安全性越强。

热释放与燃烧速率：火灾蔓延的“加速器”

热释放速率（HRR）是单位时间内材料燃烧释放的热量，单位为kW/m²，直接反映火灾的剧烈程度。砖瓦材料的HRR通常极低——黏土砖的HRR峰值约为10-20kW/m²，远低于木材（约150kW/m²）、塑料（约300kW/m²）。通过锥形量热仪（GB/T 16172）可绘制HRR随时间的变化曲线，曲线峰值越低、上升越平缓，说明材料燃烧越稳定，不易引发火灾扩大。

燃烧增长率指数（FIGRA）是HRR峰值与达到峰值时间的比值（单位W/s），体现火灾蔓延速度。FIGRA越小，材料燃烧速度越慢，留给人员疏散的时间越长。例如，A级砖瓦的FIGRA通常≤50W/s，B1级≤120W/s——若某砖瓦的FIGRA为80W/s，说明其燃烧速度远慢于FIGRA=200W/s的材料。

总热释放量（THR）是某时间段内（如600秒）的热释放总量，单位MJ/m²。THR反映材料燃烧的总能量，即使HRR低，若THR过高，也可能因持续放热导致周边材料升温起火。砖瓦材料的THR通常≤5MJ/m²，符合A级要求。

烟气与质量损失：人员伤亡的“隐形杀手”

烟气生成速率（SPR）是单位时间内材料燃烧产生的烟气体积，单位m²/s，反映烟气浓度。砖瓦材料燃烧时主要释放CO、CO₂，SPR通常≤0.01m²/s——若SPR过高，会快速降低火场能见度（如SPR=0.05m²/s时，1分钟内能见度可降至5米以下），阻碍人员逃生。通过锥形量热仪的烟气分析仪可实时监测CO浓度，若CO体积分数超过0.1%，需警惕中毒风险。

质量损失率（MLR）是材料燃烧过程中质量减少的速率，单位g/s，反映材料的燃烧程度。砖瓦材料的MLR极低，主要因无机矿物（如黏土、水泥）难以燃烧，质量损失多来自水分蒸发和少量有机质分解。例如，黏土砖燃烧1小时后的质量损失率≤10%，而木材的质量损失率可达80%以上。

烟气与质量指标的重要性常被忽视：火灾中80%的伤亡源于烟气中毒（如CO中毒），而非明火。因此，砖瓦材料需严格控制SPR与CO排放，确保火场烟气浓度在安全范围内——即使燃烧等级高，若烟气超标，仍可能引发人员伤亡。

样品制备：试验准确的“第一步”

样品需从批量产品中随机抽取，数量满足试验要求——不燃性试验需6个样品，氧指数法需5个，锥形量热仪需3个。样品规格需符合标准：不燃性试验样品为100mm×100mm×原厚（≤50mm）；氧指数法样品为100mm×10mm×4mm（若材料厚度>4mm，需用切割机加工至4mm）；锥形量热仪样品为100mm×100mm×原厚（需保持表面平整）。

样品需进行状态调节：在温度23±2℃、相对湿度50±5%的标准环境中放置24小时，使材料湿度稳定。若样品含水分过高（如刚出厂的砖），燃烧时水分蒸发会吸热，导致HRR降低，影响试验准确性——状态调节后的样品湿度应≤10%（黏土砖）。

样品表面需无裂纹、孔洞：若有缺陷，会导致燃烧不均匀，数据波动大。例如，空心砖需用绝热材料（如陶瓷纤维）填充孔洞，模拟实际使用中的实心状态，避免孔洞导致热量扩散不均，影响HRR与FIGRA的测定。

主要试验流程：从操作到结果

氧指数法（GB/T 2406）：将样品垂直固定在燃烧筒中，通入O₂与N₂的混合气体（流量为10L/min），调节氧浓度至预设值。用点火器（火焰高度10mm）从样品顶端点燃，观察燃烧情况：若样品燃烧时间超过3分钟或燃烧长度超过50mm，说明氧浓度过高，需降低；反之则提高。重复试验，找到能维持样品燃烧的最低氧浓度，即为氧指数（OI）。

不燃性试验（GB/T 5464）：将样品放入高温炉（初始温度20±5℃），以10℃/min的速率升温至750℃，保持30分钟。每隔5分钟记录炉内温度与样品中心温度（用热电偶测量），试验结束后称量样品质量，计算质量损失率。若所有指标符合要求，判定为A级。

锥形量热仪试验（GB/T 16172）：将样品放在样品架上，用锥形加热器（辐射通量50kW/m²）加热。当样品表面温度达到引燃点时，用点火器点燃，记录时间-HRR曲线、时间-SPR曲线、时间-CO浓度曲线。试验结束后，计算FIGRA（HRR峰值/达到峰值的时间）、THR（积分HRR曲线至600秒）、MLR（初始质量-最终质量/试验时间）。

垂直燃烧法（GB/T 8333）：用于测试火焰传播特性。将样品垂直固定在支架上，用喷灯（火焰高度150mm）从底部点燃，持续10秒。记录火焰高度与燃烧时间：若火焰高度≤250mm、燃烧时间≤10秒，且无滴落物引燃下方滤纸，判定为B1级。

数据处理与结果判定：从数字到结论

数据记录需完整：氧指数法需记录每次试验的氧浓度、燃烧时间、燃烧长度；不燃性试验需记录炉内温度、样品中心温度、质量损失；锥形量热仪需记录时间-HRR、时间-SPR、时间-CO浓度曲线。所有数据需保留两位小数，避免误差。

结果计算需准确：氧指数取5次试验的平均值（若单次试验偏差>2%，需重新测试）；FIGRA取HRR峰值与对应时间的比值（如HRR峰值为20kW/m²，达到峰值时间为200秒，则FIGRA=0.1W/s）；THR取600秒内HRR曲线的积分值（单位MJ/m²）；MLR取平均质量损失速率（如样品初始质量100g，最终质量90g，试验时间600秒，则MLR=0.0167g/s）。

结果判定需严格依据标准：若所有指标均满足某等级要求，方可判定为该等级；若某指标不达标，需重新抽取样品试验，或降等级。例如，某砖瓦的氧指数为31%（<32%），即使FIGRA=100W/s、THR=7MJ/m²，也不能判定为B1级，需降为B2级——试验结果需“全满足”，而非“部分满足”。