Experimental study of thermo-chemical behaviour of gypsum based material under standard ISO 834 fire condition

ABSTRACT

In this paper, the main properties of plaster board are experimentally described (□type plaster) under high temperature (ISO 834). Material temperature versus time and main space direction (1D description along the thickness) is presented and analysed. The temperature distribution in the cold convection zone is analysed too. The mass loss under temperature increase is then presented and the radiative thermal flux too. Such research work gives some particular data to improve the accuracy of a combined thermal-chemical numerical model used with large latent heat mineral material. Plaster boards are usually used for passive fire protection. The kinetic chemical conversion is also estimated and an evaluation of the thermal exchange coefficients on the cold face is proposed.

RÉSUMÉ

Dans cet article, nous étudions expérimentalement les propriétés de panneaux de plâtre (réalisé avec du plâtre ß) soumis à un feu normalisé ISO 834. Au cours de la chauffe, nous analysons la distribution de la température au sein de l'échantillon et dans la zone de convection au-delà de la face froide. L'évolution de la masse de l'échantillon est également déterminée ainsi que le flux radiatif en face froide. Ces travaux fournissent quelques-unes des données nécessaires pour alimenter un code de calcul numérique de transfert thermique couplant les actions thermiques et chimiques spécifiques à ce type de matériau à chaleur latente souvent employé en protection passive contre l'incendie. Ainsi, la cinétique de conversion chimique est modélisée et nous présentons une évaluation des coefficients d'échange thermique à la face froide.

KEYWORDS:

• mineral material with large latent heat
• thermal and chemical properties
• plaster board
• high temperature

MOTS-CLÉS:

• matériau à chaleur latente
• propriétés thermique et chimique
• panneaux de plâtre
• hautes températures