Furniture2019Vol.40No.4
新型防火实木复合门的耐火性能测试
付海燕I，丁叶蔚I，王正卩，陈洋2
(1.南京林业大学材料科学与工程学院，南京210000；2，江苏震轩木业有限公司，宿迁223800)
摘要：为提高实木复合门的耐火隔热性能，本研究对新型防火实木复合门开展结构设计与工艺制作。在重点进行的耐火极限性能测试工作中，对其耐火完整性和耐火隔热性进行了研究与分析。主要结论表明：本新型防火实木复合门的理化性能明显高于普通实木门；新型防火实木复合门的耐火极限时间为27min，即新型防火实木复合门在燃烧27min时失去耐火完整性和隔热性，达到火场疏散的时间要求。本研究对提升国内实木复合门耐火极限性能的技术含量与附加值具有工程价值。
研学感悟关键词：防火实木复合门；耐火极限；完整性；隔热性
中图分类号:TS664文献标识码:A文章编号:1000-4629(2019)04-0032-06
Fire Resistance Test of New Fire-Resistant Solid-Wood Composite Door气开头的成语
FU Haiyan1,DING Yewei1,WANG Zheng1*,CHEN Yang2
(1.College of Materials Science and Engineering,Nanjing Forestry University, Nanjing210000,China;2.Jiangsu Zhenxuan Wood
Industry Co.,Ltd.,Suqian223800,China)
Abstract:In order to improve the fire resistance and heat insulation performance of solid wood composite doors,the structural design and production process of new fire-resistant solid wood composite doors were analyzed in this paper.Its fire resistance integrity and heat resistance were studied and analyzed in the fire resistance lim让performance test.The main results showed that the physical and chemical properties of the solid wood composite door are significantly higher than that of the common solid wood door.The fire resistance limit time of the new type fire-resistant solid wood composite door is27minutes,which means the new fire-resistant solid wood composite door lost its fireproof integrity when it burnt after27minutes.
The new fire-resistant solid wood composite door has excellent thermal insulation performance.This study has practical application value to improve the technical content and added value of fire resistance and heat insulation performance for domestic solid wood composite doors.
Key words:resistant solid wood composite door;fire resistance limit;fireproof integrity
木门是木材加工工业中的主要产品，与人们的生活关系紧密。其独特的纹理，良好的环境学特性，得到人们的普遍喜爱。就目前市场上普遍存在的各种类型木门，将常用木门划分为实木门、实木复合门和空心门3种类型叫其中，实木复合门是用木材、胶合木等制成主体结构，面层用木质单板贴面或其他覆面材料s的一类木门，其主要由门扇、门框(门套)组成。门扇一般为3层或者5层结构，
4大文明古国基金项目：2017年江苏省政策引导类计划项目(苏北科技专项)(SZ-SQ2017016)o
作者简介：付海燕(1994-)，女，硕士研究生，研究方向为木材科学与技术。E-mail：。
通信作者：王正(1963-)，男，高级工程师，研究方向为木材无损检测。E-mail：。引文格式：付海燕，丁叶蔚，王正，等.新型防火实木复合门的耐火性能测试.家具,2019,40(4):32-37.
中间层为结构层，由框架（骨架）和门芯构成，框架由集成材或者LVL制成。门芯板主要指门扇内部填充料，可选用蜂窝纸或空心刨花板等材料。
实木复合门较实木门具有高性能、低成本的优势，因此在市场上所占的份额越来越多，受到广大消费者的青睐已。同样，国内外学者对实木复合门用材叭结构设计鬥和加工工艺删也进行了研究。近年来，
国家林业和草原局发布了LY/T1923-2010《室内木质门》标准，对室内木质门（包括门扇和门框）的基本指标、功能性指标、安全性指标和环保性能指标，均进行了较为全面的规定何。
本研究为提高木门的理化性能，尤其是耐火性能，使木门产品具备良好的耐火隔热功能，笔者针对客观需求，对普通实木复合门结构进行优化改进，同时相应地调整木门加工工艺流程，并对新型防火实木复合门成品的理化性能和耐火极限性能，按标准进行了重点测试与分析。本研究以国内产量丰富的杨桜、杉木做木门基材原料，可有效地提高木材利用率。此外，对实木复合门基材进行结构优化改良，同时相应改进加工工艺，不仅可增强木门耐火隔热性能，而且对提高国内市场实木复合门的技术含量与档次及其附加值，提升居住者的舒适度亦有重要意义。
1木门结构设计与工艺
1.1试验材料
门边梃：杉木板结构材，夕卜购，板厚30mm，板材含水率约为15%o
表层板：El级意杨euramevicana）单板层积材（LVL），外购，板厚8.5mm，表层板含水率约为16%。
门框和插口条：杨木多层板，外购，原料购于山东松原木业。板厚30mm，多层板含水率约为15%。
填充材料：葡萄牙软木板（Amorim），密度为100〜160kg/nf；防火系数可达B2（E级），燃烧无滴落物，燃烧时不产生有毒气体；导热系数为0.036〜0.04W/（m-k）（导热系数在0.05W/（m k）以下为高效保温材料；使用温度范围为-80~140°C；其耐候性在60年以上，外购，原料购于江苏森之虎建筑工程有限公司，板厚30mm。
胶黏剂：冷压胶，主要成分为聚醋酸乙烯乳液（白乳胶），固体含量为22%,pH为4〜6，外购。
油漆叩：表面油漆工艺采用三底漆一面漆的工艺手法，“三底漆”中所用油漆底漆为陶漆，刷涂，第
夏枯
二、三遍底漆淋涂，“一面漆”淋涂。
1.2主要设备
MJK1327F电脑裁板锯、MH60H-2液压式冷压机MJ6132精密裁板锯、F30电动气钉枪、AG-2C10KN 型岛津万能力学试验机等。
1.3试验设计
新型防火实木复合门结构如图1所示，其外形和内部结构同普通实木复合门，主要包括门边挺、表层板、内部填充物、门框和插口条。其设计的创新点在于，将普通实木复合门门扇中的蜂窝纸填充物用
葡萄牙软木板代替，如图2所示。由于本研究用葡萄牙软木具有优质高效的隔声、隔热、无甲醛等特性，使得本新型防火实木复合门在保持优良理化性能同时，其耐火隔热性能得到明显增强。
Fig.1Elevation structure of fire-resistant solid wood
composite door
耐火实木复合门2-2剖面图1:50
图2耐火实木复合门剖面结构图
Fig.2Section structure of fire-resistant solid wood
composite door
1.4试验方法
本研究的防火实木复合门由门扇（门边挺、表层板和填充物）和门框两部分组成。按照LY/T 1923-2010《室内木质门》制定加工工艺。
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1.4.1门扇的工艺流程
门扇主要由门边梃、填充物和表层板组成。其工艺流程为：备料一开料一涂胶一组装一冷压一精锯一贴封边条一开五金孔槽一油漆。
1.4.2门框的加工流程
门框主要由边框和插口条组成。其加工流程为：备料一开料一涂胶一拼接一冷压一精锯一贴封边条一开五金孔槽一油漆(采用三底一面油漆工艺)一组装。1.4.3主要加工工序参数
(1)备料。储存时要注意避免阳光直射，保持工厂车间内部通风，防止木材潮湿，控制木材含水率在8%〜18%。木材储存温度为10〜30°C，湿度为20%〜60%。
(2)开料。对表面板用料杨桜LVL、门边梃用料杉木进行开料加工，加工时注意每边预留锯解尺寸10mm，如表1所示。接着，用砂光纸进行板材砂光，同时确定板材厚度。
表1开料详细尺寸
Table1Cutting size in detail
石辛含片
产品名称部件名称材料长/mm宽/mm厚/mm 门扇门面板杨樓LVL20108108.52门扇边框A杉木244030304门扇边框B杉木69030304门扇边框C杉木189030301门扇插口条A杨木多层板170022304门扇插口条B杨木多层板100022304
(3)涂胶组装。采用杉木作为边梃，意杨LVL 作为表面板，中间填充葡萄牙软木。先对表层板进行单面辐涂，使用冷压胶，采用单面辐涂，标准涂胶量为220-250g/m?，但实际为确保胶量和胶层均匀，涂胶量为250-300g/m2o涂胶后陈放约30 min，便于胶黏剂更好地渗入，增加胶合强度。之后将边梃、填充物软木与表面板组合，边梃和表面板用气钉枪固定，防止滑移。
(4)冷压养生。冷压组坯，施压时间为12h，压力为4MPa。冷压后，对试件作约24h的养生处理，使胶黏剂完全固化，增强其力学性能。
(5)精裁锯边。用精密推台锯对木门半成品进行精锯。
(6)油漆工艺。油漆前，先对木门进行打孔。然后，用水枪对木门进行冲洗。最后，表面油漆采用三底漆一面漆的工艺手法，使实木复合门的表面平整、光滑、有光泽，其透明度和饱和度均达到良好效果。
校运会开幕式作文2木门理化性能检测
根据国家林业局南京人造板质监站检测结果所知：实木复合拼接门的含水率为9.1%~9.5%，满足标准规定值6%〜14%；木门甲醛释放量为0.4mg/L，满足标准规定值El W1.5mg/L；浸渍剥离试验中试件每一边的剥离长度均为0mm，满足标准要求。检测结果证明，该实木复合拼接门的理化性能优良，远高于普通实木门。
3木门耐火性能测试
根据GB12955—2008＜防火门》、GB/T7633—2008《门和卷帘的耐火试验方法》和GB/T978.1—2008《建筑构件耐火试验方法》，实测本实木复合门的耐火完整性能和耐火隔热性能。其中，木门的耐火完整性是指在标准耐火试验条件下，当其某一面受火时，在一定时间内阻止火焰和热气穿透或在背火面出现火焰的能力。木门的耐火隔热性是指在标准试验条件下，木门当某一面受火时，在一定时间内背火面温度不超过规定极限值的能力。
3.1木门试件与仪器设备
3.1.1木门试件
新型防火实木复合门1套，由门边挺、表层板、内部填充物、门套边框和插口条及实际使用中应配备的防火五金配件如防火锁、闭门器和顺序器等所组成。
3.1.2仪器设备
试验仪器主要为MJL-1门和卷帘燃烧性能试验炉。仪器由耐火试验炉、气体流量测量系统、温度测量系统和压力测量及控制系统组成。炉体密度大于1000kg/m3，炉内测试温度高达1450七；温度测量系统分为炉内热电偶、背火面热电偶、移动热电偶、内部热电偶、环境温度热电偶；炉内压力测量为T形测量探头，测量精度为±10Pa；加载系统采用压力传感器来测量；变形测量仪采用电子变形测量装置。木门耐火极限试验安装现场如图3所示。
a）试验炉内装置b）安装完成的木门试件
图3木门耐火极限试验安装现场
Fig.3Fire resistance limit test installation site
3.2试验方法及原理
3.2.1耐火完整性问
耐火完整性是指试件在耐火试验期间能持续保持耐火隔热性能的时间。除非特殊构件的特殊标准，完整性测量使用棉垫、缝隙探棒检测。使用棉垫检测时，将棉垫至于组装好的特定框架内，在试验进行的过程中发现有可疑的部位时，安放在试件该位置表面并贴近裂缝或窜出火焰的位置，持续30s或者直到棉垫点燃（定义为炽热会燃烧）。棉垫的位置可稍作调整以达到热气点燃棉垫的最佳效果；使用缝隙探棒检测时，在使用缝隙探棒的位置，试件表面裂缝的尺寸大小应依据试件的明显变形速率间隔一定时间进行测定。两种缝隙探棒轮流使用，且使用缝隙探棒测量不应存在不适应的外力。
当试件在实验过程中发生：棉垫被点燃，缝隙探棒可以穿过或者其背火面出现火焰并持续时间超过10s中任意一种情况时，其均被认为丧失完整性。
3.2.2耐火隔热性
耐火隔热性是指试件在耐火试验期间持续保持耐火隔热性能的时间。对试验期间的固定热电偶（除移动电偶外的所有电偶），以时间间隔不超过1min测量并记录温度值1次。
当试件背火面温度温升在实验过程中发生：平均温度温升超过初始平均温度140覽或者任一点位置（包括移动热电偶）的温度温升超过初始温度（初始温度应是试验开始时背火面的初始平均温度）180七中任意一种情况时，其均认为试件丧失隔热性冋。
3.2.3判断准则
按照标准GB1633—2008（门和卷帘的耐火试验方法》规定，试件的“承载能力”不符合要求时，其“隔热性”和“完整性”直接判定不符合要求；若试件“完整性”不符合要求时，其“隔热性”直接判定不符合要求。
3.3木门试验准备与过程
（1）试件安装。按要求将试件与试件框组装，之后风干养护。在试验前对木门试件的门扇灵活性进行检查，如图3所示。
（2）试件背火面热电偶安装。按照标准，试件安装完毕后，在其背火面如图4所示位置处粘贴热电偶。之后对所有热内电偶的初始温度、初始变形、环境温度等数据进行检测记录。当接近试件中心处的试验炉内热电偶记录达到50七时，试验开始，并将此时的时间作为开始时间。
图4试件背火面热电偶安装
Fig. 4Installation of the thermocouple on the back of the
sample
（3）升温过程。试验过程中，需观察并记录试件的试验现象。当试件背火面出现冒出大量浓烟气的现象，应及时记录。当试件结构出现变形、开裂、材料熔化或软化、材料剥落或烧焦等现象时也应及时记录，具体试验过程如图5所示。
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a ）试验初始
；;H !=Ry =：
锁定桌面图标b ）完整性丧失
T -t ;5::l::j:::::-:::t ;
F 5:i :7?!:.:5:;;;::;c ）隔热性丧失
图5试验过程
Fig. 5 Experimertal process
3.4结果与分析
测试结果得知：当炉内燃烧27 min 时，木门试 件背火面出现火焰，使用棉垫，棉垫被点燃；使用缝
隙探棒、探棒不可通过；木门背火面出现火焰持续
10s 以上。按照GB 12955—2008（防火门》可知，木
门失去完整性。当炉内燃烧27 min 时，木门背火面
平均温升为87 未超过140乜；最高温升为 144覽，未超过180七；门框背火面最高温升为 19七，未超过360覽。显然，本木门的隔热性能优 良。但因木门已失去完整性，故按标准判定木门隔
热性也丧失。因此，经检测，该试件耐火检测极限回乡村
为0.45 h （27 min ）o
试验过程中发现,27 min 时，木门背火面的左 上角边缘处和门锁处开始出现火焰，木门被判定失 去完整性，到试验结束，木门背火面除左上角边缘
处和门锁处破坏严重外，其余部分相对完整，如图
5b 和5c 所示。这表明试件在左上角边缘处和门锁 处耐火性能较差，其余部分性能较好。造成这种现
象的原因可能是因为内部葡萄牙软木填充不够均
匀；此外，木门除内部填充耐火隔热材料外，没有对
其他构件做耐火隔热处理，或使用具有耐火隔热性
能的门锁构件。
在火灾发生后，由于产生的高温、烟气会对建
筑安全以及人体健康产生严重威胁，为确保人员安
全，须在短时间内对人员进行疏散。其最佳疏散人
员时间是4 ~ 10 min，最晚也应控制在15 min 以 内呼问。而门是连接建筑内部与外部的通道，因
此，门的耐火隔热性能尤为重要。图6为本木门试 件进行耐火极限试验后得到的背火面最高温升一
时间曲线。根据结果可知各个时刻背火面的最高
温升，可知，本木门隔热性能优良。木门试件在 4 ~ 10 min 时，其背火面最高温升为24 ~ 43七,
15 min 时的背火面最高温升为55 最适宜火灾时 人员逃离。
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试验时间/min
图6背火面最高温升-时间曲线
Fig. 6 The maximum temperature ri at the back fire surface-time curve
