典型铝制品火灾宏观痕迹特征分析

许斌

摘  要：铝制品作为生产生活中不可或缺的一部分，已经被广泛应用于各个领域，分析研究其受火后痕迹的变化对于火灾调查而言具有重要意义。本文以铝制品在火灾调查中的痕迹变化为出发点，概述了普通铝合金、铝塑板这两类常见铝制品在不用温度下的宏观痕迹特征，分析了其痕迹的形成机理，帮助火调人员从现场残留的铝制品痕迹进行准确快速的认定以及确定下一步的调查方向。

关键词：铝合金;铝塑板;宏观痕迹

1绪论

1.1背景

铝合金是铝制品中极具代表性的一种材料，是有色金属材料之中用途最为广泛的一种。铝合金制品虽然具有良好的加工、耐蚀等性能，但其在建筑裝修中不具备保温等性能，所以为满足人们的需求，美观又具备保温性能的防火铝塑板便被开发出来了。防火铝塑板制成原理是由多层材料叠加而成，其中的主要材料有铝板、粘接材料及添加阻燃剂的PE芯材等在实际使用过程中，由于这种材料会在不同的环境中使用，所以现在铝塑板可依据使用的环境及使用的目的分为外墙铝塑板和内墙铝塑板。

1.2主要内容及意义

宏观痕迹是指在发生火灾的事故现场中，由于火灾产生的明火焰、热量、烟气等或者有人为因素作用在现场的材料上所留下的宏观印记，主要指受火后材料的外形、大小、颜色、重量、成分、性能、结构等可以直观观察到的改变。

本文主要是归纳总结以前学者的研究成果，对典型铝制品受火后宏观痕迹特征进行综合概述。对普通铝合金、铝塑板这两类典型铝制品在不用温度下的宏观痕迹特征进行归纳总结，帮助火调人员从现场残留的铝制品痕迹进行准确快速的识别，减少现场火灾调查的工作量，提高工作效率。

2普通铝合金痕迹特征

在火场残留常见的铝合金制品多为建材装修类，即我们常见的为6xxx铝合金，在受火后会留下许多直观的痕迹特征，会出现氧化变色、变形熔化等。

2.1受辐射热痕迹特征

在其受辐射热方面，有研究发现，当受热温度低500 ℃时，铝合金板材并不会出现明显的宏观痕迹;当板材温度升高到500 ℃至600 ℃，铝合金宏观痕迹特征逐渐发生变化，在此阶段，由于温度升高，铝合金材料部分版面的颜色会从原本的银白色慢慢变为灰色，并且会有圆形状的凸起在其表面形成;当铝材温度进一步升高到600 ℃到630 ℃时，此时的温度接近铝合金的熔点，铝合金开始出现熔化导致其表面致密的氧化薄膜开始出现流动现象，部分地方会出现小颗粒状的凸起;当受热温度大于630 ℃时，铝合金材料表面的特征发生很大的变化，其表面颜色会完全变为灰色，之前受热形成的凸起也会逐步消失并皱缩成刺状。铝合金板材颜色的改变是由于受热导致其铝碳比发生改变，碳的含量越高，变色就会越严重。

2.2受火后痕迹特征

对铝合金板材中心区域进行明火实验，得出其受火面在刚进行加热时表面颗粒凸起少，离受火部位越远，凸起颗粒越密集，加热一段时间后发现受火面受火部位氧化层出现了明显的变化，已经出现了熔融现象，持续加热后受火部位板面塌陷，加重氧化膜破裂，有熔融状态的合金流出;背火面在刚进行加热时没有明显现象产生，加热一段时间后发现背火面有很多颗粒状的凸起，甚至有少量块状凸起，持续加热后背火面出现凹陷现象，之前出现的颗粒状凸起基本消失。

3铝塑板宏观痕迹特征

铝塑板为多层材料叠加而成，主要材料为铝合金板、粘接材料及添加阻燃剂的 PE 芯材，铝塑板在受热升温的过程中，材料会出现失重的现象，当温度达到350℃左右时，铝塑板中的芯材聚乙烯会受热发生分解反应，随着温度的升高从中逐渐分解出各类气体，在温度达到400℃左右时会到达其最大失重率，残碳量在37%左右。但是市场上常见的铝塑板为了提高性能与使用年限等，会在其中间的芯材中少量的添加一些抗氧化剂、稳定剂等，并且在制作铝塑板的过程中，厂家为了节约成本，多会使用回收再利用的聚乙烯材料作为铝塑板的熟料芯材，这种回收再利用的聚乙烯会掺杂了很多其他的杂质，加上其中添加的一些抗氧化剂、稳定剂等，会导致材料会在700℃时会发生第二次失重，铝塑板材料仅受热未过明火时，可以根据质量的偏差可以大致的判断当时火灾现场的温度。

3.1受辐射热痕迹特征

对铝塑板受热痕迹的研究发现，铝塑板在受到300℃的辐射热时，其中的铝板会出现0.04%的弯曲度，PE夹芯材料边角处会出现部分熔融;铝塑板在受到400 ℃的辐射热时，铝板会出现11.10%的弯曲度，PE夹芯材料整体出现熔融;铝塑板在受到500 ℃的辐射热时，铝板呈现出30.80%的弯曲度，此时铝板受损严重，PE夹芯材料全部出现熔融状态并且有明显的熔化流淌痕迹;当温度达到600 ℃时，铝板会完全丧失其作为金属的弹性，PE夹芯材料也会呈现出灰分状态。

3.2受火后痕迹特征

在火灾现场中，受不同温度火势的影响，铝塑板所呈现的受火痕迹也不相同，实验人员模拟密闭空间，控制明火与铝塑板的距离进行受火实验，得出以下结论：当铝塑板放在明火上方30 cm处受火时，其会出现烟熏痕迹，中间芯材也会轻微变形;当铝塑板放在明火上方25 cm处受火时，外侧铝板板面会出现皱缩现象，并产生有气泡，中间芯材变形;当铝塑板放在明火上方20 cm处受火时，铝板板面皱缩现象依然存在，并伴有小气泡产生，中间芯材严重变形;当铝塑板放在明火侧方10 cm处受火时，会有模糊的烟熏痕迹出现，中间芯材并没有明显的痕迹变化;当铝塑板放在明火侧方5 cm处受火时，其板面上会出现v字形痕迹，中间芯材轻微变形;当铝塑板放在明火侧方0 cm处受火时，v字形痕迹依然存在，铝板板面变色并出现气泡，芯材严重变形。

4总结

本文主要概述了不同温度下这两种材料在宏观上所出现的痕迹特征，发现普通铝合金和铝塑板两种材料在受热时其宏观痕迹变化慢，在低温受热时变化不明显，只有当温度越接近熔点附近，痕迹会出现陡坡式的变化，可以观察的比较明显，除此之外，由于铝塑板中的铝板较薄，且受热时中间芯材对其痕迹改变影响较大，所以铝塑板在受热温度300 ℃时就会出现明显痕迹变化，而普通铝合金只有升温至500 ℃时才有比较明显的痕迹变化。

参考文献

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