許斌

摘? 要：鋁制品作為生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分，已經(jīng)被廣泛應用于各個領域，分析研究其受火后痕跡的變化對于火災調查而言具有重要意義。本文以鋁制品在火災調查中的痕跡變化為出發(fā)點，概述了普通鋁合金、鋁塑板這兩類常見鋁制品在不用溫度下的宏觀痕跡特征，分析了其痕跡的形成機理，幫助火調人員從現(xiàn)場殘留的鋁制品痕跡進行準確快速的認定以及確定下一步的調查方向。

關鍵詞：鋁合金;鋁塑板;宏觀痕跡

1緒論

1.1背景

鋁合金是鋁制品中極具代表性的一種材料，是有色金屬材料之中用途最為廣泛的一種。鋁合金制品雖然具有良好的加工、耐蝕等性能，但其在建筑裝修中不具備保溫等性能，所以為滿足人們的需求，美觀又具備保溫性能的防火鋁塑板便被開發(fā)出來了。防火鋁塑板制成原理是由多層材料疊加而成，其中的主要材料有鋁板、粘接材料及添加阻燃劑的PE芯材等在實際使用過程中，由于這種材料會在不同的環(huán)境中使用，所以現(xiàn)在鋁塑板可依據(jù)使用的環(huán)境及使用的目的分為外墻鋁塑板和內(nèi)墻鋁塑板。

1.2主要內(nèi)容及意義

宏觀痕跡是指在發(fā)生火災的事故現(xiàn)場中，由于火災產(chǎn)生的明火焰、熱量、煙氣等或者有人為因素作用在現(xiàn)場的材料上所留下的宏觀印記，主要指受火后材料的外形、大小、顏色、重量、成分、性能、結構等可以直觀觀察到的改變。

本文主要是歸納總結以前學者的研究成果，對典型鋁制品受火后宏觀痕跡特征進行綜合概述。對普通鋁合金、鋁塑板這兩類典型鋁制品在不用溫度下的宏觀痕跡特征進行歸納總結，幫助火調人員從現(xiàn)場殘留的鋁制品痕跡進行準確快速的識別，減少現(xiàn)場火災調查的工作量，提高工作效率。

2普通鋁合金痕跡特征

在火場殘留常見的鋁合金制品多為建材裝修類，即我們常見的為6xxx鋁合金，在受火后會留下許多直觀的痕跡特征，會出現(xiàn)氧化變色、變形熔化等。

2.1受輻射熱痕跡特征

在其受輻射熱方面，有研究發(fā)現(xiàn)，當受熱溫度低500 ℃時，鋁合金板材并不會出現(xiàn)明顯的宏觀痕跡;當板材溫度升高到500 ℃至600 ℃，鋁合金宏觀痕跡特征逐漸發(fā)生變化，在此階段，由于溫度升高，鋁合金材料部分版面的顏色會從原本的銀白色慢慢變?yōu)榛疑?，并且會有圓形狀的凸起在其表面形成;當鋁材溫度進一步升高到600 ℃到630 ℃時，此時的溫度接近鋁合金的熔點，鋁合金開始出現(xiàn)熔化導致其表面致密的氧化薄膜開始出現(xiàn)流動現(xiàn)象，部分地方會出現(xiàn)小顆粒狀的凸起;當受熱溫度大于630 ℃時，鋁合金材料表面的特征發(fā)生很大的變化，其表面顏色會完全變?yōu)榛疑?，之前受熱形成的凸起也會逐步消失并皺縮成刺狀。鋁合金板材顏色的改變是由于受熱導致其鋁碳比發(fā)生改變，碳的含量越高，變色就會越嚴重。

2.2受火后痕跡特征

對鋁合金板材中心區(qū)域進行明火實驗，得出其受火面在剛進行加熱時表面顆粒凸起少，離受火部位越遠，凸起顆粒越密集，加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)受火面受火部位氧化層出現(xiàn)了明顯的變化，已經(jīng)出現(xiàn)了熔融現(xiàn)象，持續(xù)加熱后受火部位板面塌陷，加重氧化膜破裂，有熔融狀態(tài)的合金流出;背火面在剛進行加熱時沒有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生，加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)背火面有很多顆粒狀的凸起，甚至有少量塊狀凸起，持續(xù)加熱后背火面出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，之前出現(xiàn)的顆粒狀凸起基本消失。

3鋁塑板宏觀痕跡特征

鋁塑板為多層材料疊加而成，主要材料為鋁合金板、粘接材料及添加阻燃劑的 PE 芯材，鋁塑板在受熱升溫的過程中，材料會出現(xiàn)失重的現(xiàn)象，當溫度達到350℃左右時，鋁塑板中的芯材聚乙烯會受熱發(fā)生分解反應，隨著溫度的升高從中逐漸分解出各類氣體，在溫度達到400℃左右時會到達其最大失重率，殘?zhí)剂吭?7%左右。但是市場上常見的鋁塑板為了提高性能與使用年限等，會在其中間的芯材中少量的添加一些抗氧化劑、穩(wěn)定劑等，并且在制作鋁塑板的過程中，廠家為了節(jié)約成本，多會使用回收再利用的聚乙烯材料作為鋁塑板的熟料芯材，這種回收再利用的聚乙烯會摻雜了很多其他的雜質，加上其中添加的一些抗氧化劑、穩(wěn)定劑等，會導致材料會在700℃時會發(fā)生第二次失重，鋁塑板材料僅受熱未過明火時，可以根據(jù)質量的偏差可以大致的判斷當時火災現(xiàn)場的溫度。

3.1受輻射熱痕跡特征

對鋁塑板受熱痕跡的研究發(fā)現(xiàn)，鋁塑板在受到300℃的輻射熱時，其中的鋁板會出現(xiàn)0.04%的彎曲度，PE夾芯材料邊角處會出現(xiàn)部分熔融;鋁塑板在受到400 ℃的輻射熱時，鋁板會出現(xiàn)11.10%的彎曲度，PE夾芯材料整體出現(xiàn)熔融;鋁塑板在受到500 ℃的輻射熱時，鋁板呈現(xiàn)出30.80%的彎曲度，此時鋁板受損嚴重，PE夾芯材料全部出現(xiàn)熔融狀態(tài)并且有明顯的熔化流淌痕跡;當溫度達到600 ℃時，鋁板會完全喪失其作為金屬的彈性，PE夾芯材料也會呈現(xiàn)出灰分狀態(tài)。

3.2受火后痕跡特征

在火災現(xiàn)場中，受不同溫度火勢的影響，鋁塑板所呈現(xiàn)的受火痕跡也不相同，實驗人員模擬密閉空間，控制明火與鋁塑板的距離進行受火實驗，得出以下結論：當鋁塑板放在明火上方30 cm處受火時，其會出現(xiàn)煙熏痕跡，中間芯材也會輕微變形;當鋁塑板放在明火上方25 cm處受火時，外側鋁板板面會出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象，并產(chǎn)生有氣泡，中間芯材變形;當鋁塑板放在明火上方20 cm處受火時，鋁板板面皺縮現(xiàn)象依然存在，并伴有小氣泡產(chǎn)生，中間芯材嚴重變形;當鋁塑板放在明火側方10 cm處受火時，會有模糊的煙熏痕跡出現(xiàn)，中間芯材并沒有明顯的痕跡變化;當鋁塑板放在明火側方5 cm處受火時，其板面上會出現(xiàn)v字形痕跡，中間芯材輕微變形;當鋁塑板放在明火側方0 cm處受火時，v字形痕跡依然存在，鋁板板面變色并出現(xiàn)氣泡，芯材嚴重變形。

4總結

本文主要概述了不同溫度下這兩種材料在宏觀上所出現(xiàn)的痕跡特征，發(fā)現(xiàn)普通鋁合金和鋁塑板兩種材料在受熱時其宏觀痕跡變化慢，在低溫受熱時變化不明顯，只有當溫度越接近熔點附近，痕跡會出現(xiàn)陡坡式的變化，可以觀察的比較明顯，除此之外，由于鋁塑板中的鋁板較薄，且受熱時中間芯材對其痕跡改變影響較大，所以鋁塑板在受熱溫度300 ℃時就會出現(xiàn)明顯痕跡變化，而普通鋁合金只有升溫至500 ℃時才有比較明顯的痕跡變化。

參考文獻

[1] 劉紅波，周元，徐旭晨.火災高溫后6061-T6鋁合金擠壓型材殘余力學性能研究[J].空間結構，2018（03）：75-82.

[2] 欒林碩，金靜，遲佳萍.鋁塑板火災痕跡特征與受火情況的關聯(lián)性[J].消防科學與技術，2019（08）.

[3] 陳志華，盧 杰，劉紅波.建筑用鋁合金單次及反復受火后力學性能試驗研究[J].建筑結構學報，2017，038（004）：149-159.