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鋼材是一種不會(huì)燃燒的建築材料,它具有抗震,抗彎等特性。在實際應用中,鋼(gāng)材既可以(yǐ)相對增加建築物的荷載能力,也可以滿足建(jiàn)築設計美(měi)感造型的(de)需要;還避免了混凝土等建築材料不能彎曲,拉伸的缺陷。因此鋼材受到了建築行業(yè)的青睞,單層(céng),多層,摩(mó)天大樓,廠房(fáng),庫房,候車室,候機廳等采用鋼材都很(hěn)普(pǔ)遍。但是,鋼材作為(wéi)建築材料在防火方麵(miàn)又存在一些(xiē)難以避免的缺陷,它的機械性能,如屈服點,抗拉及彈性模量等均(jun1)會因溫度的升高而急劇下降。
鋼結構通常(cháng)在(zài)450~650℃溫度中就會失去承載能力、發生很大的形變、導致鋼柱、鋼梁彎(wān)曲,結果因過大的形(xíng)變而不能繼續使(shǐ)用,一般不加保護的鋼結構的耐火極限(xiàn)為15分鍾左右。這一時間的長短還與構件吸熱的速度有(yǒu)關
1.超薄型結構防火塗(tú)料
超薄型鋼結構(gòu)防火塗料是指塗層厚度3 mm(含3 mm)以內,裝飾效果較好,高溫時(shí)能膨脹發(fā)泡,耐火(huǒ)極(jí)限一般在2 h以內的鋼結構防火(huǒ)塗料。該類鋼結構防火塗料一般為(wéi)溶(róng)劑型體係(xì),具有優越的黏結強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點(diǎn);在受火時緩慢膨脹發泡(pào)形成致密堅硬的防火隔熱層,該防火層具有很強的耐火衝擊性(xìng),延緩了鋼材的溫升,有(yǒu)效保護鋼構件。超薄膨脹型(xíng)鋼結(jié)構防(fáng)火塗料施工可采用噴塗、刷塗(tú)或輥塗,一般使用在耐火極限要求在2 h以內的建築鋼結構上(shàng)。已出現了耐火性能達到或超過2 h的超薄型鋼結構防火(huǒ)塗料新品種,它主要是以特殊結構的聚甲(jiǎ)基丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂與氨基樹脂、氯化石蠟等複(fù)配作為基料粘合劑,附以高聚合度聚磷(lín)酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺等為防火阻燃(rán)體係,添(tiān)加鈦白粉、矽(guī)灰石等無機耐火材料,以200#溶劑油為溶劑(jì)複合而成。各種輕鋼結構、網架(jià)等多采用該類型防(fáng)火塗料進行防火保護。由(yóu)於該類防火塗料塗層超薄,使得使用量較厚型、薄型鋼結構防火(huǒ)塗料大大減少,從(cóng)而降低了工程總費用,又使鋼結構得到了有效(xiào)的防火保(bǎo)護,防火效(xiào)果很好。
2.薄型鋼結構防火塗料
薄(báo)塗型鋼結構防(fáng)火塗料是指塗層厚度大於3mm,小於等於7 mm,有一定(dìng)裝飾效果,高溫時膨脹增厚,耐火極限在2 h以內的(de)鋼結構防火塗料。這類鋼結構防火塗料一般是用合適的水性聚合物作基料,再配以(yǐ)阻燃劑複合體係、防火添加劑、耐火纖(xiān)維等組成,其防火原理同超薄(báo)型。對這類防火塗料,要求選(xuǎn)用的水(shuǐ)性聚合物必須對鋼基材有良(liáng)好(hǎo)的附著力、耐久性(xìng)和(hé)耐水性。其裝飾性(xìng)優於厚型(xíng)防火塗料,遜色(sè)於超薄型鋼結構(gòu)防火塗料,一般(bān)耐火極限在2 h以內。因此常用(yòng)在小於2 h耐火極(jí)限的鋼結構防火保護工程中,常采用噴塗施工。在一個時期占有很大的比例,但隨著超薄型鋼(gāng)結構防火塗料的出現,其市場份額逐漸被替代。
3.厚(hòu)型(xíng)鋼結構防火塗料
厚(hòu)型鋼結構防火塗料是指塗層(céng)厚度大於7 mm,小(xiǎo)於等於45 mm,呈粒狀麵,密度較小(xiǎo),熱導率低,耐火(huǒ)極限在2 h以上(shàng)的鋼結構防火塗料。由(yóu)於厚型防火塗料的(de)成(chéng)分多為無機材料,因此其防火性能穩定,長(zhǎng)期使用效果較好,但其塗料組分的顆粒較大,塗層外觀不(bú)平整,影響建築的整體美觀,因(yīn)此大多用於(yú)結(jié)構隱蔽工程。該(gāi)類防(fáng)火塗料在火災中利用材料粒狀表麵,密度較小,熱導率(lǜ)低或塗層中材料的吸熱性,延緩了鋼材的溫升,保護鋼材(cái)。這類防火塗料是(shì)用合適的無機膠結料(如水玻璃、矽溶膠(jiāo)、磷酸(suān)鋁(lǚ)鹽、耐(nài)火水泥(ní)等(děng)),再配以無(wú)機輕質(zhì)絕(jué)熱骨料材料(如膨脹珍珠岩、膨脹蛭石、海抱石、漂珠、粉煤灰等(děng))、防火添加劑、化學藥(yào)劑(jì)和增強材料(如(rú)矽酸鋁纖維、岩(yán)棉、陶瓷纖維、玻璃纖維等)及填料等(děng)混合(hé)配製而成,具有成本較低的優點。施工常采用噴塗,適用於耐(nài)火極(jí)限要求在(zài)2 h以上的室內(nèi)外(wài)隱蔽鋼結構、高層全鋼結(jié)構及(jí)多層廠房(fáng)鋼結構(gòu)。如:高層民用建築的(de)柱、一(yī)般工業與民用建(jiàn)築中支承多層的柱的耐火極限均應(yīng)達到3 h,需采用該厚型防火塗(tú)料保護。
4.礦物棉類建築防火隔熱塗料
礦物棉類建(jiàn)築防火隔熱塗料是繼厚塗型建築防火塗料— 珍(zhēn)珠岩係列,氯氧鎂水泥係(xì)列防火塗料之後的又一重要防火(huǒ)塗料係列,尚屬空白,它與珍珠岩類防(fáng)火塗料相比,其主(zhǔ)要特點是作為隔熱填料的礦物纖維對塗層強度可起到增(zēng)強作用,可應用(yòng)於地震多(duō)發的地(dì)區或常受震動的建築物,並能起到防火、隔熱、吸音之作用。礦(kuàng)物棉類建築防火隔熱塗料主要有礦物纖維防火隔熱塗料、隔熱填料,其主要成分是礦物棉、粘結材料一般是水泥,在現(xiàn)場采用幹法噴塗施工,即纖維(wéi)經分散後與粘結材料一起(qǐ)用(yòng)高壓空氣輸送至噴口處,然後與分布於噴口(kǒu)周圍的高霧化水混合噴射至待塗表(biǎo)麵。能夠獲得密度(dù)較小(xiǎo)的塗層,從而能減輕整個建築物的重量,降低建築物負荷。國外已廣(guǎng)泛使用快幹型礦物棉類防火塗料,在施工條(tiáo)件差的建築工地使用時,具有施工方便、成(chéng)本(běn)低、幹燥時間短等優點。
不(bú)足之處
編輯
要使(shǐ)鋼(gāng)結構材料在實際應用中克服防火(huǒ)方麵的不足,必須進行防(fáng)火處理,其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規範規定的極限範圍。防止鋼結構在火災中迅速(sù)升溫發生形變塌落,其措施是多種多樣的,關鍵是要根據不同情況采取不同方法,如采用絕熱、耐火材料阻(zǔ)隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫(wēn)升、強度變(biàn)弱的時間(jiān)等。但無論采取(qǔ)何種方法,其原理是一致的。下麵介紹(shào)幾種不同鋼結構的防火保護(hù)措施。
一、外包層。就是在鋼結構外表添加外包(bāo)層,可以(yǐ)現澆成型,也可以采(cǎi)用噴塗(tú)法。現(xiàn)澆成型的實體混凝土(tǔ)外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強,以限製收縮裂縫,並保證外殼(ké)的強度(dù)。噴(pēn)塗法(fǎ)可以在施工現場對鋼結構表麵塗抹砂泵以形(xíng)成保護層,砂泵可以是(shì)石灰水泥或是石膏砂漿,也可以摻入珍珠岩或石棉。同(tóng)時外(wài)包層也可以用珍珠岩、石棉、石膏或(huò)石(shí)棉水泥、輕混(hún)凝土做成預製板,采用膠(jiāo)粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。
二、充水(水套),空心(xīn)型鋼結構內充水是(shì)抵禦火災最有效的防護措施,這(zhè)種方法能使鋼結構在火災中保持較低的溫度、水在鋼結構內循環、吸收材料本身受熱的熱(rè)量。受熱的水(shuǐ)經冷卻後可以進行再循環、或由管道引入涼(liáng)水來(lái)取代受(shòu)熱的水。
三、屏蔽。鋼結構設置在耐火材料組成的牆體(tǐ)或頂棚(péng)內,或將構件包藏在兩片牆之間的(de)空隙裏,隻要增加少許(xǔ)耐火材料或不增加即能(néng)達到防火的目的。這是一種最(zuì)為經濟的防火方法。
四、膨脹材料。采用鋼結構防(fáng)火塗料保護構件,這種方(fāng)法具有防火隔熱性能(néng)好、施工不受鋼結構幾何形體限製等優點,一般不需要(yào)添加輔助設施(shī),且塗層質量輕(qīng),還有一定的美觀裝飾作用,屬於現代的(de)先進防火技(jì)術措施。
高層鋼結構建築日趨增多,尤(yóu)其是一些超高層建築,采用鋼結構材料更為廣泛(fàn)。高層建築一旦發生火災事故,火不是在短時間內就能撲滅(miè)的,這(zhè)就要求我們在建(jiàn)築設計(jì)時,加大對建(jiàn)築材料的防火保(bǎo)護,以增強其耐(nài)火極限(xiàn),並在建築(zhù)內部製訂必要的應急方案,以減少人員傷亡和財產(chǎn)損(sǔn)失。