외부복사 열원(20, 25, 35, 50, $70kW/m^2$)과 산소/질소의 혼합가스의 농도 변화에 따른 페놀폼의 연소 특성을 분석하였다. 산소지수는 KS M ISO 4589-2를 만족하는 산소지수시험기를 사용하였으며, 점화시간, 임계열속, 그리고 질량감소속도는 ISO 5660-1를 만족하는 mass loss calorimeter를 사용하여 측정하였다. 연구결과, 외부 복사열원에서 임계열유속은 $28.99kW/m^2$, 평균질량감소속도는 $0.56{\sim}1.77g/m^2s$로 측정되었으며, 한계산소지수는 45.1%를 나타내었다. 모든 연구결과를 종합한 결과 페놀 폼이 다른 발포 물질에 비해 아주 우수한 화재안정성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
외부복사 열원(20, 25, 35, 50, $70kW/m^2$)과 산소/질소의 혼합가스의 농도 변화에 따른 페놀폼의 연소 특성을 분석하였다. 산소지수는 KS M ISO 4589-2를 만족하는 산소지수시험기를 사용하였으며, 점화시간, 임계열속, 그리고 질량감소속도는 ISO 5660-1를 만족하는 mass loss calorimeter를 사용하여 측정하였다. 연구결과, 외부 복사열원에서 임계열유속은 $28.99kW/m^2$, 평균질량감소속도는 $0.56{\sim}1.77g/m^2s$로 측정되었으며, 한계산소지수는 45.1%를 나타내었다. 모든 연구결과를 종합한 결과 페놀 폼이 다른 발포 물질에 비해 아주 우수한 화재안정성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.
The combustion characteristics of phenol foam were analysed using variable external irradiation level (20, 25, 35, 50, and $70kW/m^2$) and in the mixture gas of oxygen/nitrogen. The oxygen index were carried out from the oxygen index tester (KS M ISO 4589-2) and ignition time, critical he...
The combustion characteristics of phenol foam were analysed using variable external irradiation level (20, 25, 35, 50, and $70kW/m^2$) and in the mixture gas of oxygen/nitrogen. The oxygen index were carried out from the oxygen index tester (KS M ISO 4589-2) and ignition time, critical heat flux, and mass loss rate were carried out from the mass loss calorimeter (ISO 5660-1). As the results of this study, the critical heat flux and average mass loss rate were $28.99kW/m^2$ and $0.56{\sim}1.77g/m^2s$ respectively at the variable external irradiation level. And the limited oxygen index were 45.1% in mixture gas of oxygen/nitrogen. In conclusion, we knew that phenol foam had the best performance than other foam materials in fire safety from all data of this study.
The combustion characteristics of phenol foam were analysed using variable external irradiation level (20, 25, 35, 50, and $70kW/m^2$) and in the mixture gas of oxygen/nitrogen. The oxygen index were carried out from the oxygen index tester (KS M ISO 4589-2) and ignition time, critical heat flux, and mass loss rate were carried out from the mass loss calorimeter (ISO 5660-1). As the results of this study, the critical heat flux and average mass loss rate were $28.99kW/m^2$ and $0.56{\sim}1.77g/m^2s$ respectively at the variable external irradiation level. And the limited oxygen index were 45.1% in mixture gas of oxygen/nitrogen. In conclusion, we knew that phenol foam had the best performance than other foam materials in fire safety from all data of this study.
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문제 정의
본 연구에서는 페놀 폼에 대한 mass loss calorimeter 를 이용한 일정한 외부 복사열원이 존재하는 상태에서의 착화시간(ignition time), 임계열유속(critical heat flux), 질량감소속도(mass loss rate)의 측정과 oxygen index tester를 이용한 산소지수(oxygen index) 등의 연소특성을 측정하고자 하였으며, 이들 측정결과와 다른 발포 폼과의 연소특성을 비교 · 검토하고자 하였다.
제안 방법
준비된 시편과 시편 홀더는 cone heater의 바닥면과 시편의 상부 표면 사이 거리를 25.0mm(약 1inch)가 되도록 load cell 장치위에 수평방향으로 설치하고 20, 25, 35, 50, 70kW/m2 의 복사열에 300s 동안 노출시켰을 때의 착화시간(ignition time)과 중량감소율(mass loss rate) 을 측정하였다. 시편에 대한 착화는 cone heater 하부와 시편 상부의 중간 위치에서 점화 스파크를 이용하여 실시하였으며, 실험 횟수는 3회 실시하고 그 결과를 기록하였으며 3회의 실험을 통해 얻어진 측정값을 평균해서 사용하였다.
대상 데이터
시료는 샌드위치 패널 또는 냉 · 공조 설비의 덕트용 보드로 사용되고 있는 페놀 폼 단열재로 국내 D업체에서 양산 판매중인 밀도 40kg/m3, 두께 50mm의 레졸형 페놀 수지를 발포 성형한 페놀 폼을 사용하였다.
이론/모형
Oxygen index tester 2005를 이용한 산소지수 측정은 KS M ISO 4589-2:2006(산소지수에 의한 연소 거동의 측정 - 제2부 상온시험법)의 시험방법에 따라 실시하였으며 시편의 크기는 시료를 120mm × 10mm × 10mm 로 절단한 후 사용하였다.
상온에서 페놀 폼 보드의 산소지수(oxygen index)를 측정하기 위해 ASTM D 2863, ISO 4589-2, KS M ISO 4589-2의 시험기준을 만족하는 oxygen index tester 2005(FESTEC 사)를 사용하였다.
일정한 heat flux(20~70kW/m2 )에서 페놀 폼 보드의 착화시간(ignition time), 질량감소속도(mass loss rate), 임계열유속(critical heat flux) 등의 연소특성을 측정하기 위해 ISO 5660(Fire tests - Reaction to Fire, part 1)을 만족하는 mass loss calorimeter(FTT 사)를 사용하였다.
성능/효과
1) 외부복사열과 착화시간의 제곱근의 역수와의 관계 그래프로 부터 예측된 임계열유속은 28.99kW/m2 로난연 처리된 EPS-Type C의 11.39kW/m2 에 비해 약 2.5 정도 높은 값을 나타내었다.
2) 산소/공기의 혼합가스 분위기에서 측정된 페놀 폼의 한계산소농도(LOI)는 45.1%로 난연 우레탄의 26.1% 에 비해 아주 우수한 난연성을 나타내었다.
3) 난연처리된 EPS-Type C와의 착화시간 비교에 있어서 같은 외부복사열속에서 약 4배 정도 긴 착화시간을 나타내었다.
ISO 5660-1, "Reaction to Fire Tests - Heat Release, Smoke Production and Mass Loss Rate - Part 1: Heat Release Rate (Cone Calorimeter Method)", International Standard, pp.15-16(2002).
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