2) 요소에 대한 실험(샌드위치 및 스틸 데크)
(1) 질량 손실
질량 손실이 측정되어 아래 표 및 그림과 같은 숫자가 나타납니다. 미네랄울판넬(그라스울판넬)의 질량 손실은 선형 추세를 보인 반면, PIR 우레탄판넬의 질량 손실은 온도가 상승함에 따라 약간 증가했습니다. PUR 우레탄판넬은 다른 패턴을 보였습니다. 300℃의 온도를 초과하면 질량 손실이 급격히 증가했습니다. 이것은 상당한 질량 손실이 이 연구의 상한선(400℃)에서 시작된다는 가정으로 이어집니다.
(2) 침투 깊이
샌드위치판넬의 열 노출로 인해 한쪽으로 이동해 있기 때문에, 열은 샌드위치판넬을 통해 이동해야 했고, 샘플 전체에서 온도 구배가 있을 것입니다. 이것은 질량 손실에 영향을 미쳤습니다. 이로 인해 모든 다른 재료에 대해 유사한 패턴이 생성되었습니다. 3cm 높이의 온도는 열전대(K3)를 사용하여 질량 손실 실험 중에 측정되었습니다. 평균 침투 깊이는 1.52~1.69cm로 다양했습니다. 이 영역이 영향을 받는 영역으로 간주되면, 그런 다음 재료의 질량 손실 백분율을 결정할 수 있습니다. 강판 외장의 질량은 계산에 포함되지 않았습니다.
미네랄울단열재 샘플의 질량은 약 7%을 잃었고, 이 중 상당 부분이(3% 가정) 표면을 단열재 재료에 결합하는 접착제 층에 할당될 수 있습니다. 이 재료는 아래 그림과 같이 고온에서 변색을 보였으며 강도를 잃었습니다. PIR 우레탄판넬은 단열재의 29% 질량을 잃었습니다. 테스트된 샘플은 접착층을 포함했습니다. 250℃ 이상의 온도에 노출된 샘플은 벌집형 구조(더 큰 오픈된 셀 구조)의 형성으로 인해 확장되었습니다.
이 벌집 구조는 나머지 단열재 재료를 보호했습니다. 폴리우레탄(PUR)은 고온에서 영향을 받은 영역에서 발생한 열 분해로 인해 83%의 질량 손실을 나타냈습니다. 노출된 폴리우레탄은 녹아서 빠르게 열 분해 가스로 변했습니다. 영향을 받은 영역의 질량 손실은 전체 샘플의 질량 손실 백분율보다 훨씬 높았으며, 이는 미네랄울단열재의 경우 0.4% 질량 손실, PIR 단열재의 경우 1.0% 질량 손실, PUR 단열재의 경우 1.6% 질량 손실을 제공합니다.
3) 가시적 관찰
모든 재료는 심각한 손상이나 질량 손실 없이 최대 150℃의 온도를 견뎌냈으며, 질량 손실은 0.9에서 2.0g 사이였습니다. 테스트 중 약간의 냄새가 나는 미네랄울판넬(그라스울판넬)을 제외하고 모든 재료는 열 노출에 반응하지 않았습니다. 250℃의 온도에서, 미네랄울판넬(그라스울판넬)과 폼 샌드위치판넬 사이에 약간의 차이가 있습니다. 폼 샌드위치판넬은 3.0에서 최대 3.3g까지 증가하는 질량 손실과 결합된 작은 박리 징후를 보여주었습니다. 단열재 재료를 향한 내측 강판을 제거한 후, 변색된 폼이 보였습니다. 두 폼 모두 폼 안에 더 큰 셀을 보이는 반면, 암면으로 된 샌드위치판넬은 탈색 징후를 보이지 않았으며, 접착 층을 향한 내부 강판을 제거한 후 2.4~2.6g의 질량이 변색된 것으로 나타났습니다.
350℃의 온도에서 모든 샌드위치판넬이 박리되어 연기가 발생했습니다. 미네랄울판넬(그라스울판넬)은 접착제의 강한 냄새가 나고 단열재 재료가 변색되었습니다. PIR 우레탄판넬은 벌집 구조를 형성하고, PUR 우레탄판넬은 열 분해되었습니다.
4) 단열재 및 요소 비교
보다 현실적인 화재 상황에 따라 모든 면에서 노출된 샘플의 질량 손실과 한 측면이 노출된 샘플 사이에는 차이가 있었습니다. 현실적인 상황에서 샘플이 노출된 온도 상승은 한 쪽에 노출되었을 때 재료를 통해 이동하는데 더 많은 시간이 걸렸습니다. 이것은 적용된 조건(즉, 내부의 뜨거운 연기 층 및 외부의 주변 온도)에서 재료를 테스트하는 것의 중요성을 보여줍니다. 또한 단열재의 경우 샘플 크기가 중요하다는 것을 보여줍니다. 가연성 테스트의 질량 손실 결과는 자료의 TGA 결과와 결합되었으며, 두 테스트의 차이는 화학적 조성과 샘플 크기라는 두 가지 매개 변수에 의해 결정됩니다.
질량 손실이 시작된 온도는 TGA와 실험적으로 결정된 질량 손실을 기반으로 한 자료에서 PUR 및 PIR 모두에 대해 비교할 수 있기 때문에 가장 중요한 차이점은 샘플 크기와 모양입니다. 이를 바탕으로, 샘플 구성의 차이도 약간의 영향을 미칠것이지만 샘플 크기가 클수록 PUR 및 PIR 모두의 열 안정성에 대한 성능이 향상되는 것으로 나타났습니다.