建筑材料氧指数LOI测试方法指南

标准定位与适用范围

标准定位

氧指数方法体系以 GB/T 2406.1《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第1部分：导则》与 GB/T 2406.2《第2部分：室温试验》为基础，等同或等效参照 ISO 4589-2；建材领域还常与 GB/T 5464 不燃性、GB/T 8626 可燃性、GB/T 8627 烟密度、GB/T 20284 单体燃烧试验以及 GB 8624《建筑材料及制品燃烧性能分级》配套引用。对泡沫、织物、薄膜与电缆料等特定产品，产品标准可能规定专门的取样与判定要求，应优先执行产品标准。

适用范围与对象

适用于能在规定尺寸的条形试样上保持形状并垂直燃烧的塑料、橡胶、泡沫、织物、保温材料、防火涂层与线缆绝缘料等；考核对象为材料配方中的阻燃体系、填料与基材的协同作用，以及厚度、密度、取向与含湿状态对维持燃烧所需氧浓度的影响。熔融流淌严重、无法保持垂直形状或无法制取标准条形试样的材料需按产品标准采用替代方法或专用试样夹具。

边界与不适用情形

LOI 是室温、向上气流、顶端点燃这一特定条件下的相对量，不等于材料在实际火灾中的自熄性、热释放速率或产烟特性，也不能直接换算为 GB 8624 的 A、B1、B2、B3 等级；氧指数高不代表高温、辐射或大火焰条件下同样安全。文中试样尺寸、浓度步长与判定阈值均为公开方法说明，正式参数、试样类型与统计规则应按委托方提供的现行有效标准文本核对；把 LOI 数值写成「阻燃等级」或「防火合格」属于结论误用。

试验目的与可靠性含义

检测目的

氧指数试验回答的是一个界限问题：在氧氮混合气中，氧气浓度降到多少时材料就无法继续维持蜡烛状有焰燃烧。空气中氧气体积分数约为 21%，因此 LOI 明显高于 21% 的材料在静止空气中通常较难维持燃烧；试验用于阻燃配方筛选、原材料批次一致性核查、阻燃剂添加量优化与老化前后性能对比，而不是给出工程防火结论。

方法学含义

试样垂直安装、气流自下而上，是为了让火焰前沿与气流方向相反、形成稳定可重复的燃烧形态；点燃方式分顶端点燃与扩散点燃，须在同一批次内保持一致。判定「维持燃烧」采用双判据：燃烧时间超过 180 秒，或燃烧长度超过 50mm，任一满足即记为该浓度下「燃」；反之记为「不燃」。每次浓度下用新试样，按升降法依据上一次结果增减浓度，通过多次迭代逼近临界值，从而避免用单点数据代表临界浓度。

与可靠性的关联

LOI 对试样状态极为敏感：吸湿会改变热解与炭化行为，厚度与密度改变散热条件，泡沫的泡孔方向与织物的经纬向会造成各向异性，阻燃剂迁移或老化会使数值漂移。因此状态调节、取样方向与厚度必须固定并写入报告；同一配方不同批次若 LOI 明显波动，往往指向混料分散或阻燃剂含量偏差，而不是试验误差。

LOI = C_O₂(critical) × 100%　极限氧指数定义：按升降法确定的、刚好维持有焰燃烧的临界氧气体积分数，以百分数表示。

LOI = C_O₂(critical) × 100%　极限氧指数定义：按升降法确定的、刚好维持有焰燃烧的临界氧气体积分数，以百分数表示。

试验条件与参数框架

试样与状态调节条件

按标准规定的试样类型制备条形试样，常用长度约 80~150mm、宽 10±0.5mm、厚 4mm 或按产品标准规定尺寸；试样表面应平整、无气泡裂纹与毛刺，泡沫材料切割时不得破坏泡孔结构，薄膜类可按规定叠层。试样在 23±2℃、相对湿度 50%±5% 环境中状态调节至平衡或不少于 88h，并记录实际调节时长；吸湿性材料应单独注明预处理条件。

装置与气路条件

透明燃烧筒内设试样夹具与气体分布层，氧、氮流量由经校准的流量计或质量流量控制器调节，混合气总流量与筒内流速按现行标准规定控制；氧浓度分析仪应在有效校准期内并用标准气核查。点火器火焰高度与燃气纯度按标准规定，点燃前应以混合气充分置换筒内气体（通常不少于 30 秒），每次改变浓度后同样需要置换。

记录与统计条件

记录每次试验的设定氧浓度与实测氧浓度、点燃方式、燃烧时间与燃烧长度、是否出现熔滴与炭化、试样厚度与取向、环境温湿度与大气压。升降法的初始浓度、浓度步长与终止条件须按现行标准文本执行，并在原始数据表中保留完整序列，不得只保留最终计算值；多组平行结果应分别列表。

C_O₂ = Q_O₂/(Q_O₂ + Q_N₂)　混合气氧浓度由氧气流量 Q_O₂ 与氮气流量 Q_N₂ 换算，须以实测浓度分析仪读数复核。

C_O₂ = Q_O₂/(Q_O₂ + Q_N₂)　混合气氧浓度由氧气流量 Q_O₂ 与氮气流量 Q_N₂ 换算，须以实测浓度分析仪读数复核。

试验方法与步骤

单点试验流程

试样编号并测量尺寸→按调节条件取出后尽快安装、保持垂直且顶端位于燃烧筒中心→设定氧氮流量并置换筒内气体→按选定方式点燃顶端并在规定时间内移开点火器→同步计时并观察燃烧长度→按 180 秒或 50mm 判据记录「燃」或「不燃」→记录熔滴、炭化与烟现象。

升降法逼近流程

按预估范围选定初始氧浓度→完成第一次单点试验→若结果为「燃」则按标准步长降低氧浓度、若为「不燃」则提高氧浓度→每次使用新试样并重复置换与点燃→保留完整的浓度与响应序列→达到标准规定的有效试验次数与终止条件后，按规定统计方法计算临界氧浓度→以体积分数百分数报告 LOI 并附步长与不确定度说明。

组合验证流程

把 LOI 与垂直/水平燃烧分级、烟密度、热释放速率及可燃性试验按产品用途组合；对同一种材料分别沿取向方向取样、对老化或水煮处理后的留样复测 LOI，形成配方稳定性曲线；如产品标准规定了高温氧指数或其他温度条件下的测定，应使用配套高温装置并单独报告试验温度，不与室温数据混算。

ΔC = |C_i − C_{i−1}|　升降法相邻两次试验的氧浓度步长，步长与有效次数须符合现行标准规定并保留在原始序列中。

ΔC = |C_i − C_{i−1}|　升降法相邻两次试验的氧浓度步长，步长与有效次数须符合现行标准规定并保留在原始序列中。

测量、判据与失效定义

测量项目

临界氧浓度（LOI，体积分数百分数）、每次试验的设定与实测氧浓度、燃烧时间与燃烧长度、点燃方式、试样尺寸与厚度、取向与状态调节条件、环境温湿度与大气压、气体总流量与流速、熔滴与炭化现象、升降法完整序列与统计参数。

结果判据

单点判定按现行 GB/T 2406.2 的燃烧时间或燃烧长度阈值执行，最终 LOI 按标准规定的升降法统计计算，并注明试样类型、厚度与试验温度；结果一般保留至 0.1% 或按标准规定的有效数字。若产品标准或技术规范对 LOI 设有最低要求，应按该产品标准限值判定；文中出现的浓度区间与尺寸均为方法说明，正式限值与统计规则以现行有效文本为准。

失效定义

未置换筒内气体即点燃、氧浓度分析仪未校准、点燃方式在同一序列内混用、或用同一试样重复点燃，均判方法不符；把「燃」与「不燃」判读颠倒、把跨厚度或跨取向数据合并平均、以单点浓度直接当作 LOI，判数据处理不符；把 LOI 写成燃烧性能等级、宣称「氧指数达标即防火合格」、或把室温结果外推到高温工况，判结论外推。

v_b = L_b/t_b　某浓度下燃烧前沿平均速率，L_b 为燃烧长度、t_b 为燃烧时间，用于辅助判断燃烧稳定性。

v_b = L_b/t_b　某浓度下燃烧前沿平均速率，L_b 为燃烧长度、t_b 为燃烧时间，用于辅助判断燃烧稳定性。

数据分析与报告

数据处理

保留升降法全部浓度-响应序列并按标准统计式计算，附步长、有效试验次数与离散性；LOI 以体积分数表示，不做跨厚度、跨取向或跨状态调节条件的合并；若同一材料出现明显双峰响应（如熔滴导致判读跳变），应备注现象并复测；老化前后数据以绝对值与差值双报。

报告要素

记录材料名称与批次、配方或阻燃体系说明（如可披露）、执行标准版本与试样类型、试样尺寸厚度与取向、状态调节条件与时长、氧浓度分析仪与流量计校准信息、气体总流量与环境条件、点燃方式、完整升降法序列与计算结果、燃烧现象描述，以及结果仅对所述试样与室温条件有效的声明。

η_b = (m_0 − m_1)/m_0 × 100%　燃烧前后质量损失率，m_0 与 m_1 分别为试样初始与残余质量，用于描述热解程度。

η_b = (m_0 − m_1)/m_0 × 100%　燃烧前后质量损失率，m_0 与 m_1 分别为试样初始与残余质量，用于描述热解程度。

实施要点与行业实践

实施要点

气路置换时间不足、氧浓度读数漂移与点火器火焰过大是三类高频误差源；泡沫与织物应分别沿取向方向取样，否则数据不可比；吸湿性材料调节后应尽快测试，避免回湿；熔滴严重时会改变实际燃烧长度，需在现象栏注明而不是简单剔除。产品标准另有规定时，应优先按产品标准的试样尺寸与判定阈值执行，并在报告中说明差异。

行业实践

采购与宣传中常见「氧指数大于 28 即为阻燃」之类的简化说法，实际不同产品标准的最低要求并不一致，且 LOI 与大尺度火焰蔓延、热释放、产烟的关联有限；把 LOI 当作分级依据或用它替代 GB 8624 规定的试验组合，是最常见的误读。合理做法是把 LOI 用于配方筛选、来料比对与老化前后趋势监控，把燃烧性能等级交由规定的分级试验链确定。

ΔLOI = LOI_post − LOI_base　老化、浸水或热处理前后的氧指数变化量，用于评价阻燃性能的保持趋势。

ΔLOI = LOI_post − LOI_base　老化、浸水或热处理前后的氧指数变化量，用于评价阻燃性能的保持趋势。

典型应用场景

典型应用场景

阻燃配方研发与阻燃剂添加量优化、保温与装饰材料来料批次一致性核查、线缆料与泡沫制品的出厂比对、老化或浸水处理后阻燃性能保持率评估、以及与其他燃烧试验组合形成材料性能档案等。

常见问题解答

问：氧指数 LOI 到底表示什么？

答：它表示在规定的室温、向上氧氮气流与顶端点燃条件下，材料刚好能维持有焰燃烧的最低氧气体积分数，以百分数表示。空气氧含量约 21%，LOI 明显高于 21% 的材料在静止空气中通常较难维持燃烧，但这是特定试验条件下的相对量。

问：单点试验怎么判断「燃」还是「不燃」？

答：按现行 GB/T 2406.2，若试样燃烧时间超过 180 秒或燃烧长度超过 50mm，即记为「燃」；否则记为「不燃」。正式阈值与试样类型应按现行有效文本和产品标准核对。

问：为什么要用升降法而不是一次测出数值？

答：临界浓度无法用单点直接读出，需要根据上一次的「燃/不燃」结果按标准步长增减氧浓度、每次用新试样反复逼近，再按规定的统计方法计算；完整浓度-响应序列也是结果可追溯的依据。

问：试样一定要调节 88 小时吗？

答：常用状态调节条件为 23±2℃、50%±5% 相对湿度、调节至平衡或不少于 88 小时，具体以现行标准和产品标准为准。吸湿性材料对含湿状态很敏感，调节后应尽快测试并记录实际时长。

问：LOI 高是不是就等于建筑材料燃烧性能等级高？

答：不是。GB 8624 的分级依据是不燃性、可燃性、单体燃烧、热释放与产烟等规定的试验组合；LOI 只反映特定小尺度条件下的维持燃烧能力，不能单独换算或替代燃烧性能等级。

问：氧指数可以用于不同厚度的试样直接比较吗？

答：不建议。厚度、密度与取向都会改变散热与热解条件，数据应分组报告；跨厚度合并平均或把某厚度结果外推到另一厚度，会造成明显偏差。

问：高温氧指数和室温氧指数能混算吗？

答：不能。不同试验温度下的结果必须分别报告并注明温度与装置；室温 LOI 不能直接外推到高温工况，高温数据也不应与室温数据合并统计。

问：报告里必须写清哪些信息？

答：材料名称与批次、执行标准版本与试样类型、尺寸厚度与取向、状态调节条件与时长、氧浓度分析仪与流量计校准信息、气体总流量与环境条件、点燃方式、完整升降法序列与计算得到的 LOI，以及熔滴与炭化现象描述。

本文围绕相关产品标准与强制性安全标准的公开资料与工程实践进行梳理，用于说明不合格项目的试验方法、判定逻辑、成因分析与整改方向，不构成对任何具体产品的合格结论，也不替代适用法规、客户规范或经签署的试验大纲。正式标准编号、版本、限值与试验程序均以委托方提供的现行有效文本及技术协议为准；检测结论与合规判断应分别表述。