ASTM E84 per FRP: capire l’indice di propagazione della fiamma e l’indice di sviluppo del fumo

Che cosa misura realmente ASTM E84

Il metodo è comunemente noto come prova del tunnel di Steiner. Nella configurazione standard, un provino nominale di 24 piedi di lunghezza e 20 pollici di larghezza viene installato nel tunnel, con la superficie da valutare rivolta verso il basso, in posizione a soffitto. Durante la prova di 10 minuti vengono applicati un flusso d’aria controllato e un’esposizione alla fiamma, mentre vengono misurate la progressione della fiamma lungo il provino e la densità del fumo.

L’Indice di propagazione della fiamma descrive l’avanzamento relativo della fiamma lungo il provino. La scala di riferimento si basa su determinate superfici di riferimento, tra cui un pannello in fibrocemento e un pavimento in quercia rossa di qualità selezionata. Poiché il FSI è un indice e non una misura fisica diretta, deve essere interpretato come un risultato comparativo del metodo di prova. I valori FSI possono inoltre superare 100.

L’Indice di sviluppo del fumo deriva dalle misure della densità del fumo registrate durante la prova. Anche l’SDI è un indice relativo e non deve essere interpretato come una misura diretta della massa di fumo o come un indicatore autonomo del rischio complessivo di incendio. ASTM E84 specifica inoltre che tra FSI e SDI non esiste necessariamente una relazione diretta.

Come vengono utilizzati gli intervalli delle classi A, B e C

I codici edilizi e le pratiche di specifica raggruppano comunemente i materiali in tre classi sulla base dei risultati ASTM E84:

• Classe A: FSI 0–25 e SDI 0–450
• Classe B: FSI 26–75 e SDI 0–450
• Classe C: FSI 76–200 e SDI 0–450

Questi intervalli di classe non sono classificazioni create da ASTM E84 stessa. Vengono utilizzati nei codici e nei sistemi di specifica, e i requisiti applicabili possono variare in funzione della giurisdizione, della destinazione d’uso, del luogo o dell’applicazione. Il materiale deve quindi essere valutato in relazione al requisito di classificazione applicabile allo specifico progetto.

Perché i risultati ASTM E84 dei FRP variano in base alla configurazione

FRP è un materiale composito e non un materiale singolo e uniforme. Molti prodotti industriali in FRP combinano un rinforzo in fibra di vetro con una matrice in resina termoindurente, oltre a cariche, additivi, strati superficiali o altri elementi costruttivi. Variazioni nella formulazione della resina, nel contenuto di cariche, nella composizione fibra-resina, nello spessore, nello stato della superficie o nella costruzione possono influenzare il comportamento osservato in termini di propagazione della fiamma e sviluppo del fumo.

Per questo motivo, un risultato ASTM E84 ottenuto su una determinata configurazione FRP non dovrebbe essere trasferito automaticamente a un altro prodotto o a un’altra costruzione. Ad esempio, non si può presumere che una griglia stampata realizzata con uno specifico sistema di resina e cariche ottenga lo stesso risultato E84 di un profilo pultruso realizzato con una formulazione e una costruzione differenti.

Per una valutazione ingegneristica, la domanda utile non è soltanto se un materiale FRP abbia un valore FSI o SDI, ma quale prodotto e quale configurazione siano stati effettivamente sottoposti alla prova.

Cosa verificare in un rapporto di prova ASTM E84 per un prodotto FRP

Quando si esamina un rapporto E84 per un prodotto FRP, occorre innanzitutto identificare con precisione il materiale o la designazione del prodotto sottoposto alla prova. È poi necessario verificare le informazioni disponibili sul sistema di resina, sulle cariche o sulla formulazione ritardante di fiamma, sullo spessore, sulle condizioni della superficie e sulla costruzione del provino. Il rapporto dovrebbe inoltre indicare l’edizione applicabile di ASTM E84 utilizzata per la prova.

Le condizioni di supporto meritano particolare attenzione. ASTM E84 consente che i provini siano autoportanti oppure mantenuti in posizione mediante materiali di supporto aggiuntivi o altri mezzi. La norma indica che i supporti nella parte inferiore del provino possono ridurre l’indice di propagazione della fiamma rispetto a una prova eseguita senza tale supporto. Di conseguenza, risultati ottenuti con diverse configurazioni di supporto non sono automaticamente intercambiabili.

Anche il comportamento del FRP durante la prova è importante nell’interpretazione di un FSI basso. Quando un materiale fonde, gocciola o delamina a un livello tale da interrompere la continuità del fronte di fiamma, il basso indice di propagazione risultante potrebbe non essere direttamente confrontabile con quello di un materiale che rimane in posizione durante la prova.

Limiti importanti nell’interpretazione di ASTM E84 per i FRP

ASTM E84 fornisce informazioni comparative sulla propagazione superficiale della fiamma e sulla densità del fumo in condizioni di laboratorio controllate. Non misura la trasmissione del calore attraverso la superficie sottoposta alla prova e un FSI, da solo, non consente di classificare un materiale come non combustibile. Il risultato inoltre non comprende tutti i fattori che possono influenzare il pericolo o il rischio di incendio in un incendio reale.

Per i FRP, questa distinzione è particolarmente importante perché la superficie sottoposta alla prova, la costruzione, la configurazione del supporto e la formulazione del materiale fanno parte del contesto della prova. Un indice basso deve quindi essere considerato come il risultato della configurazione testata e non come un’affermazione universale sul comportamento al fuoco di qualsiasi prodotto appartenente alla stessa categoria generale di FRP.

Quale ruolo ha ASTM E84 nella selezione dei FRP

ASTM E84 può fornire informazioni comparative utili sulle prestazioni al fuoco quando le caratteristiche di combustione superficiale fanno parte dei requisiti del progetto. Per le applicazioni industriali e infrastrutturali in FRP, tuttavia, i requisiti pertinenti relativi al comportamento al fuoco dipendono dal prodotto, dall’uso previsto, dal contesto di installazione e dal codice o dalla specifica applicabile.

Il valore pratico di un risultato ASTM E84 è quindi maggiore quando la configurazione testata corrisponde chiaramente al prodotto specificato. Quando questi dettagli differiscono, il valore E84 non dovrebbe essere considerato automaticamente trasferibile.

In sintesi, ASTM E84 fornisce due indici relativi — FSI e SDI — che descrivono la propagazione della fiamma e la densità del fumo nell’ambito di un metodo di prova definito. Per i FRP, il significato di questi valori dipende dalla configurazione effettivamente sottoposta alla prova. Il modo più affidabile di utilizzare un risultato E84 è identificare il prodotto testato, comprendere il contesto della prova e confrontare il risultato con il requisito applicabile allo specifico progetto.