隧道防火涂料的耐火极限是衡量其防护性能的核心指标（通常要求≥2.0h，部分特殊隧道需≥3.0h），测试需模拟火灾高温环境，评估涂料在规定时间内对隧道混凝土结构的保护能力。目前主流测试方法依据《建筑构件耐火试验方法 第 1 部分：通用要求》（GB/T 9978.1-2008）及《隧道防火涂料》（GB 28374-2012）制定，根据测试对象（涂料本身、涂覆构件）及场景需求，可分为标准耐火试验、小型试件试验、现场实体检测三类，具体方法及适用场景如下：

一、标准耐火试验（GB/T 9978.1-2008）：核心通用方法

标准耐火试验是最权威的测试方式，通过大型燃烧炉模拟火灾升温曲线（如 ISO 834 标准升温曲线），测试涂覆涂料的混凝土构件在高温下的耐火性能，适用于隧道防火涂料的型式检验、工程验收抽检，是判定耐火极限的核心依据。

1. 测试原理

模拟隧道火灾时的温度变化（升温曲线：t=345lg (8t+1)+20，其中 t 为时间，单位 min；如 10min 时温度约 538℃，60min 时约 821℃，120min 时约 925℃），将涂覆防火涂料的混凝土试件置于燃烧炉内，监测试件的背火面温度、结构完整性、隔热性，当任一指标达到失效标准时，记录的时间即为耐火极限。

2. 试件制备：贴合隧道实际结构

试件基材：采用与隧道混凝土同强度等级的 C30/C40 混凝土，制作成标准试件，常见尺寸为：

墙板试件：1000mm×1000mm×150mm（模拟隧道侧墙 / 顶板）；

梁 / 柱试件：根据隧道实际构件尺寸定制（如梁试件 150mm×200mm×2000mm）；

涂料涂覆：按隧道实际施工工艺涂覆防火涂料，厚度与设计厚度一致（通常 20-30mm），分 3-5 遍喷涂，养护至规定龄期（水性涂料≥7 天，溶剂型≥3 天），确保涂层无空鼓、开裂；

试件数量：每组测试至少制备 3 个试件，取平均值作为最终结果，避免个体差异影响判定。

3. 测试流程：分阶段严格执行

（1）预处理阶段

试件在（23±5）℃、相对湿度（50±10）% 的环境中放置≥24h，确保状态稳定；

在试件背火面（非受火面）布置温度测点：每 100mm² 至少设置 1 个热电偶（共 9 个测点），监测背火面平均温度及最高温度；在试件受火面边缘布置位移传感器，监测结构变形。

（2）升温与监测阶段

将试件安装在燃烧炉内，确保受火面与炉内火焰充分接触，按 ISO 834 升温曲线控制炉内温度；

实时记录数据：

温度监测：每 1min 记录背火面各测点温度，计算平均温度与初始温度（测试前环境温度）的差值；

结构完整性监测：观察试件是否出现裂缝、孔洞、剥落，若有火焰或高温气体从缝隙穿出，判定结构完整性失效；

隔热性监测：若背火面平均温度升至初始温度 + 140℃，或任一测点温度升至初始温度 + 180℃，判定隔热性失效。

（3）结果判定阶段

当试件出现以下任一情况时，停止测试，记录测试时间即为耐火极限：

① 结构完整性失效（出现穿透性裂缝、火焰穿出）；

② 隔热性失效（背火面温度超标）；

③ 构件出现严重变形（如梁的挠度达到跨度的 1/20），无法承受自身重量或设计荷载。

4. 适用场景

隧道防火涂料的型式检验（厂家新产品上市前需通过该测试，获取耐火极限报告）；

大型隧道工程验收抽检（如修复面积＞1000㎡时，需抽取 3-5 个试件进行测试）；

争议解决：当对涂料耐火性能存在质疑时，以该方法测试结果为最终判定依据。

二、小型试件试验：快速筛查与质量控制

小型试件试验是基于标准耐火试验的简化方法，通过缩小试件尺寸、简化升温设备，实现快速检测，适用于涂料生产过程中的质量控制（如每批次抽检）、施工前的快速筛查，无法完全替代标准耐火试验，但可大幅降低检测成本与时间。

1. 常用方法：锥形量热仪法（GB/T 16172-2007）

测试原理：利用锥形量热仪产生的辐射热源（辐射强度 50kW/m²，模拟火灾中热辐射），加热涂覆涂料的小型混凝土试件，通过测量试件的热释放速率、质量损失率、烟气生成量，间接评估涂料的耐火性能（热释放速率越低、质量损失越慢，耐火性能越好）。

试件制备：混凝土试件尺寸为 100mm×100mm×50mm，涂料涂覆厚度与实际一致，养护后备用；

核心指标：

热释放速率峰值（PHRR）：隧道防火涂料的 PHRR 通常要求≤150kW/m²（厚涂型涂料因隔热层厚，PHRR 更低）；

质量损失率：测试 120min 内，质量损失率≤30%，说明涂料在高温下不易分解、脱落；

适用场景：涂料厂家每批次产品抽检（快速判断批次质量稳定性）；施工前对进场涂料进行快速筛查，排除明显不合格产品。

2. 常用方法：升温炉小型试验（行业通用简化方法）

测试原理：使用小型电加热炉（容积约 0.5m³），按简化升温曲线（如 10min 升至 600℃，30min 升至 800℃）加热小型试件，监测背火面温度变化；

试件制备：混凝土试件尺寸为 200mm×200mm×50mm，涂覆涂料后养护；

结果判定：加热 60min 后，若背火面温度≤200℃（初始温度 + 140℃），且涂层无明显剥落，判定该批次涂料初步合格，可进入下一步标准测试；若温度超标或涂层大面积脱落，直接判定不合格。

3. 优缺点

优点：试件小（制备成本低）、设备简单（无需大型燃烧炉）、检测快（1-2 小时可完成 1 组测试）、成本低（约为标准耐火试验的 1/5）；

缺点：无法完全模拟隧道火灾的实际升温与荷载条件，仅能作为定性判断，不能作为工程验收的最终依据。

三、现场实体检测：贴合隧道实际工况

现场实体检测是在隧道实际结构上选取代表性区域，进行局部耐火测试，适用于隧道修复后无法取样（如重要结构区域）、或需验证实际施工效果的场景，测试结果最贴合实际使用情况，但对隧道运营影响较大，需严格控制检测范围与时间。

1. 测试方法：局部受火法（参考 GB 50411-2019）

测试原理：在隧道实际侧墙或顶板上选取 1m×1m 的区域（涂覆防火涂料后），用便携式燃烧器（如丙烷燃烧器，热输出功率 50kW）对该区域进行局部加热，模拟火灾高温，监测背火面温度与涂层状态；

测试流程：

① 现场准备：在测试区域背火面布置 3 个热电偶（监测温度），在受火面周围用防火棉密封，避免热量扩散；

② 加热与监测：点燃燃烧器，控制火焰温度（受火面温度按 ISO 834 曲线升温），每 5min 记录背火面温度，观察涂层是否剥落、开裂；

③ 结果判定：若加热 120min 后，背火面温度未超标（平均温度≤初始温度 + 140℃），且涂层无穿透性裂缝，判定该区域涂料耐火极限≥2.0h，符合要求。

2. 注意事项

交通管控：测试需封闭测试区域所在车道（通常选择夜间 0:00-5:00），设置警示标志，安排专人疏导交通；

安全防护：燃烧器使用 propane 气体，需远离易燃物，配备灭火器与消防人员；测试后及时冷却测试区域，避免残留高温引发隐患；

范围控制：每次测试仅选取 1-2 个区域（总面积≤2㎡），避免对隧道结构造成过多破坏。

3. 适用场景

隧道修复后无法取样的区域（如隧道拱顶、承重柱等关键结构）；

对施工质量存疑的区域（如修复后涂层空鼓较多，需验证实际耐火性能）；

特殊隧道（如瓦斯隧道、高寒地区隧道），需验证涂料在实际环境下的耐火性能。

四、不同测试方法的对比与选择建议

选择建议

涂料采购阶段：要求厂家提供标准耐火试验报告（耐火极限≥2.0h），同时进行小型试件试验（锥形量热仪法）快速筛查，双重保障；

施工过程中：每批次进场涂料进行小型试件试验（升温炉法），确保批次质量稳定；

工程验收阶段：修复面积≤1000㎡时，以小型试件试验为主，结合外观与厚度检测；修复面积＞1000㎡时，需抽取试件进行标准耐火试验，必要时开展现场实体检测；

特殊场景：瓦斯隧道、高寒隧道等，需额外开展现场实体检测，验证涂料在极端环境下的耐火性能。

五、测试常见问题与规避措施

1. 试件制备不规范导致结果偏差

问题：试件混凝土强度与隧道实际不一致（如用 C20 代替 C30）、涂料涂覆厚度不均（局部超厚或漏涂）；

规避措施：严格按隧道实际参数制备试件（混凝土强度、涂料厚度、施工工艺），制备过程由监理或第三方见证，确保试件代表性。

2. 升温曲线控制不准确

问题：燃烧炉温控系统故障，导致炉内温度偏离 ISO 834 曲线（如升温过快或过慢），影响测试结果；

规避措施：测试前校准燃烧炉温控系统，用标准试件（如已知耐火极限的防火板）验证升温曲线准确性，确保误差≤5%。

3. 现场检测影响隧道运营

问题：现场实体检测封闭车道时间过长，影响交通；

规避措施：提前与交管部门沟通，选择夜间交通低谷期施工，优化测试流程（如提前做好密封、设备调试），将封闭时间控制在 4 小时内。

总结

隧道防火涂料耐火极限测试需根据 “场景需求 + 成本 + 准确性” 选择合适方法：标准耐火试验是权威依据，适用于关键节点；小型试件试验是高效工具，适用于日常质量控制；现场实体检测是补充手段，适用于特殊场景。无论选择哪种方法，都需严格遵循国家标准，确保测试结果真实反映涂料在隧道火灾中的防护能力，为隧道结构安全提供保障。