建筑材料的高温性能.

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1、第二章 建筑物耐火等级 一、建筑材料的高温性能 二、建筑构件的耐火性能 三、建筑物耐火等级 第一节 建筑材料的高温性能 一、木材的燃烧与阻燃 二、塑料的燃烧和阻燃 三、建筑钢材的高温性能 四、混凝土的高温性能 五、玻璃的高温性能 燃烧性能：着火性，火焰传播性，燃烧速度，发热量燃烧性能：着火性，火焰传播性，燃烧速度，发热量 力学性能：高温下力学性能随温度的变化关系力学性能：高温下力学性能随温度的变化关系 发烟性能：烟气生成发烟性能：烟气生成 毒性性能：毒性气体毒性性能：毒性气体 隔热性能：导热系数，热容量隔热性能：导热系数，热容量 衡量建筑材料高温性能的五个方面： 建筑材料的燃烧性能分级 建筑材

2、料的燃烧性能分级按国家标准GBB624-88建筑材料 燃烧性能分级方法 A不燃性建筑材料：在空气中受到火烧或高温作用时不 起火，不微燃，不炭化的材料。 B1难燃性建筑材料：在空气中受到火烧或高温作用时难 起火、难微燃、难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停 止的材料。 B2可燃性建筑材料：在空气中受到火烧或高温作用时立 即起火或微燃，且移走火源后仍继续燃烧或微燃的材料。 B3易燃性建筑材料 建筑材料 无机材料 有机材料 复合材料：各种功能性复合材料类 混凝土、胶凝材料类 砖、天然石材与人造石材类 建筑陶瓷、建筑玻璃类 石膏制品类 无机涂料类 建筑金属、建筑五金类 各种功能性材料类等 建筑木材类

3、建筑塑料类 装修装饰性材料类 有机涂料类 各种功能性材料类 一、 木材的燃烧与阻燃 （一）木材的组成：化学组成:C,H,O,N其它 物质组成：纤维素和半纤维素；木质素 ； 可提取物、树脂、挥发性油类；灰分 （二）木材的热分解 100C 水分蒸发，木材呈干燥状态，化学组成无明显变化。 100-260C 产生缓慢的热分解，化学成分明显改变，颜色变黑。 260C 遇明火开始燃烧。 260-450C 热分解急剧，分解物大量放出，失重明显，释放出大 量热量。 420C-460C 自行着火 （三）木材的燃烧 1、燃烧过程分两个阶段： 可燃性气体的有焰燃烧 木炭的无焰燃烧 2、着火 明火点燃：燃点240-2

4、70C 加热自燃：自燃点400-470C 受辐射起火：临界辐射强度 点燃临界辐射强度 自燃临界辐射强度 3、燃烧速度：单位时间内木材的炭化深度 0.6mm/min 影响因素： 木材的密度 含水量 木材的形状和尺寸 受火形式 （四）木材的阻燃： 1、机理： 覆盖层理论：隔绝燃烧所需的空气 吸热理论：受热分解，脱水吸热 不燃气体理论：产生大量不燃气体，稀释可燃气体 脱水催化理论：强烈脱水，促进纤维素炭化 2、常用阻燃剂 （1）磷氮系阻燃剂 （2）硼系阻燃剂 （3）卤素阻燃剂 （4）含铝镁锑等金属氧化物和氢氧化物阻燃剂 （5）其它阻燃剂 3、木材阻燃的处理方法 涂覆和浸注 （1）常压浸注 1）浸泡法

5、 2）热冷浸注法 （2）外加压浸注 1）满细胞法 前真空阶段；加压阶段；卸压、排药阶段；后真空阶段； 干燥阶段 2）双真空法：低压浸注，操作过程同前，压力低 二、塑料的燃烧和阻燃 （一）塑料的燃烧过程 1、加热： 热固性塑料 热塑性塑料 2、分解：不燃性气体，可燃性气体，炭化残渣 3、着火燃烧 （二）塑料的燃烧特点 1、发热量高 2、火焰温度高 3、燃烧速度快 4、发烟量和毒性大 （三）塑料的阻燃机理 （1）受热时释放出大量的水蒸气或其它不 燃气体 （2）促进碳的形成，降低含碳气体的浓度 （3）形成玻璃状的隔热层 （4）分解出自由基终止剂 三、 建筑钢材的高温性能 建筑钢材 钢结构用钢材 钢筋

6、混凝土结构用钢筋 （一）钢的冶炼与分类 1、钢的冶炼 空气转炉法、氧气转炉法、平炉炼钢法 2、钢的分类 （1）按脱氧程度不同： 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 （2）按材料成份 1）炭素钢：低炭钢、中炭钢、高碳钢 2）合金钢：在低碳钢的基础上，加入少量合金元素（硅、铬等） ，保证钢的良好塑性、韧性、提高钢的强度 低合金钢、中合金钢、高合金钢 （二）常用建筑钢材 1、普通碳素钢（1）分类：甲类、乙类、特类 （2）序号：17 2、低合金结构钢：具有较高强度、良好的塑性和冲击韧性 ，耐锈蚀，用于大型结构和荷载较大的结构。 （三）建筑钢材的高温性能 1、强度 冷加工钢丝 高强钢丝 2、弹性模量：t,弹性模量

7、 3、变形性能： t，伸长率和截面收缩率蠕变 4、导热系数：常温下58w/m.C 四、混凝土的高温性能 （一）概述 1、混凝土：由胶凝材料、水和粗细骨料按适当比例配 合，拌成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。 2、分类 （1）按表观密度：重混凝土、普通混凝土、轻混凝土 （2）按功能：结构混凝土、防火混凝土、耐热混凝土 、耐酸混凝土 3、特点 （1）可根据不同要求配制不同性质的混凝土。 （2）在凝结前具有良好的塑性，可以浇制成各种形状和大 小的构件或结构物。 （3）混凝土与钢筋有牢固的粘结力，能制作钢筋混凝土结 构和构件。 （4）经硬化后有抗压强度高与耐久性良好的特性。 （5）组成材料中砂石

8、等地方材料占80%以上，符合就地取材 原则。 4、混凝土立方体试件抗压强度 边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度为20 ， 相对湿度90%以上）下，养护到28天龄期，测得的抗压强度 称混凝土立方体试件抗压强度。 分十二个等级 （二）高温力学性质 1、强度 （1）抗压强度:t300C时，t,抗压强度降低 原因：组成材料的热膨胀不同；水泥石内部物理化学变化 ；骨料内部的不均匀膨胀和热分解。 影响因素：加热温度，混凝土的组成材料，消防射水 （2）抗拉强度： t，抗拉强度 （3）粘结强度： t，粘结强度 2、弹性模量： t，弹性模量 （三）混凝土的热学性质 1、导热系数：常温下1.63w/m

9、. C 2、比热:火灾高温下为921J/kg . C 3、密度:=2400+0.56T （四）混凝土的爆裂 1、定义：在火灾初期，混凝土构件受热表面层发生的块状 爆炸性脱落现象。 2、产生原因：蒸汽压锅炉效应理论，热应力理论，石英晶 格转变 3、影响因素： 混凝土的含水率，密实性，骨料的性质，加热的速度，构件 施加预应力情况，约束条件 4、防止爆裂的措施 （1）设置阻火屏障 （2）在物体表面喷涂料或涂抹水泥沙浆，并在内设钢丝网 （3）避免使用石英骨料，粒径不宜过大 （4）防止构件断面突变 五、玻璃：以石英砂、纯碱、长石和石灰石等为原料，在1550- 1600C烧至熔融，再经急冷而得的一种无定形

10、硅酸盐物质。 （一）普通平板玻璃：用于建筑的门窗，火灾条件下250C左右 因变形自行破裂。 （二）防火玻璃： 1、分类： 按用途：建筑用防火玻璃、船用防火玻璃 按结构：复合防火玻璃（FFB），单片防火玻璃（DFB） 按耐火性能：A类：同时满足耐火完整性隔热性要求 B类：同时满足耐火完整性、热辐射强度要求 C类：满足耐火完整性要求 按耐火等级：一级：90min 二级：60min 三级：45min 四级：30min 2、复合防火玻璃 由两层或两层以上玻璃复合而成或由一层玻璃和有机材料复合 而成，并满足相应耐火等级要求的一种玻璃。 防火夹层玻璃：复合型防火玻璃、灌注型防火玻璃 薄涂型防火玻璃 防火夹丝玻璃 普通的玻璃遇火1 分钟炸裂，钢化 玻璃遇火5-8min 炸裂。 火灾通过缺口向周 围外墙玻璃扩散 周围外墙玻璃炸 裂引燃室内物品 思考与作业题： 1、建筑材料的高温性能主要从哪几个方面来衡量？ 2、建筑材料的燃烧性能分为哪几种？ 3、如何改变木材的燃烧性能？ 4、钢结构为什么不耐火？如何提高钢结构的耐火性能？ 5、什么是混凝土的爆裂？其对混凝土构件有何影响？