既存建築物における被覆材の火災危険性の評価

被覆管材料ライブラリーは、個々の成分としての組成と燃焼性に基づいた被覆管材料の広範なデータベースから構成されています。このデータベースは、ハザード分析を行うために使用することができます。このデータベースは、資格のある技術者が適切な火災危険性を特定し、被覆材の潜在的な延焼を定量化するためのツールです。クイーンズランド大学は、オーストラリアのクイーンズランド州にある不適合建築製品（NCBP）監査タスクフォースと共同で、関連する火災現象の徹底的な理解に基づき、既存建物の被覆材の火災危険性を評価するための強固な手法を提供する枠組みを提案した。クラッド材（アルミ複合パネル、断熱材など）の燃焼性は、火災安全工学の分野で広く受け入れられている確立された試験フレームワークに基づいて定義される。これらの枠組みは、クイーンズランド大学とエジンバラ大学におけるアルミニウム複合パネルと断熱材の火災性能に関する火災研究の範囲内で適用され、査読を受けています。フレームワークの詳細については、こちらをご覧ください！この方法論には、NETZSCH STA 449F3 Jupiter^® を用いた熱分解と酸化の識別が含まれます。

熱重量分析はどのようにフレームワークを支えるのか？

熱重量分析（ASTM E1131）は、材料の熱分解を温度の関数として分析するために使用される。熱分解や酸化などの質量損失が起こる反応は、この手法を用いて特定することができる。TGAは、フレームワークの堅牢性を高めるために、この試験プロトコルに含まれています。他の物質同定および定量技術は理論的には十分ですが、結果を検証するための追加技術を加えることで、潜在的な誤差を確実に減らすことができます。

試料の準備

TGA試料は、深さ方向の平均値が得られるように、試料の側面から採取した。試料採取ツールの影響を排除するため、まず最も外側の封止層を除去した。試料を通る熱勾配を最小にするため、small （長さ0.5～3mm）の薄片状とした。ロードセル上の熱電対との良好な熱接触を確保するため、これらの試料を容器の底に軽く押し込んだ。

熱重量分析による分析方法

• 50～800℃まで20℃^min-1の一定加熱速度。ロードセルに容器が固着するのを防ぐため、各試験の最後に空気中での10分間の等温加熱体制を追加した；
• 空気雰囲気中で1回、窒素雰囲気中で1回、合計2回の試験を試料ごとに実施；
• ガスの流速は150 ml min^-1で、すべてのケースで20 ml min^-1の窒素パージ流を追加した；
• 容積85μl、直径8mm、蓋なしのアルミナるつぼ（Al₂O3）を使用；
• 試料質量は一般的に10.0 mgで、最大偏差は2.5 mgであった。しかし、いくつかの試料では、容器容積の関係でこれが不可能であったため、目標質量を減らした。

TGAプロットは、断熱発泡体の一種について、空気中と窒素中で1回ずつテストしたものである。結果は、材料が熱分解（245～383℃）を起こし、窒素中でチャーを生成することを示している。酸素中では、このチャーは発熱（酸化）反応を起こす（ピーク581℃）。炭化物の収率はかなり低く、火災時の性能の悪い発泡体のいくつかと同様であるため、この発泡体の性能も悪いと予想される。

結論

酸化温度が高いにもかかわらず、この材料の熱慣性は極めて低いため、この材料は急速に発火する。クラッド材ライブラリーの代替資料では、単に断熱材であることを示すだけで、この可能性のある火災挙動については何も示していません。