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1、东南大学课外研学报告浅谈建筑防火材料 摘要:建筑防火材料是决定建筑自身安全的重要因素,直接关系到人民生命财产安全。本文对建筑施工中常用的防火材料进行了详细介绍与分析。关键词:建筑防火材料;燃烧性能;特征;应用。火灾是当今世界上常发性灾害中发生频率较高的一种灾害,又是时空跨度上最大的一种灾害,火灾不仅可以发生在有人类活动的生活、生产领域内,也可以发生在矿井下,海洋上,森林中。随着经济飞跃发展,建筑行业也突飞猛进,高楼大厦遍地开花,随之而来在消防安全上也出现了新的问题和挑战。统计表明,建筑火灾占火灾总数的79%,死伤占82%。2010年11月15日上海市静安区一栋28层的教师公寓发生火灾,截止目前
2、已有58人遇难,初步查明是由于电焊工违章作业引起保温层燃烧从而造成火灾。2009年元宵夜央视大楼配楼发生火灾,持续燃烧6 h,西、南、东侧外墙装修材料几乎全部烧尽,过火面积达10万m2,7人受伤,其中一名消防员牺牲。该楼外墙保温材料为挤塑板,也是酿成大火的罪魁祸首。只有掌握各种建筑防火材料的性质和用途,科学合理的选用建筑防火材料,才能保证建筑物的消防安全,最大限度减少发生火灾的危险性。建筑防火材料种类很多,从燃烧性能角度分为不燃材料(A级) 和难燃材料(B1 级),用途上可分为建筑防火板材和建筑防火涂料,下面重点介绍施工常用防火材料的燃烧性能和特征。1 建筑防火板材由于建筑板材有利于大规模工业
3、化生产,现场施工便捷、迅速、具有较好的综合性能,因而被广泛使用于建筑物的顶棚、墙面、地面等多种部位。近年来,为满足防火、隔音、保温及装饰等功能的要求,新的产品不断涌现。1.1 石膏板石膏制品质轻,具有一定保温隔热、吸声性能,且耐火性好。各种石膏板材均是以无机质材料石膏为主体的复合材料。硬化后的二水石膏含21%的结晶水,遇到火灾时,会脱出结晶水并吸收大量热能,蒸发出来的水在石膏制品表面形成水蒸气气幕,能阻止火势蔓延。脱水后的无水石膏仍是热的不良导体和阻燃物。石膏板材有纸面石膏板、纤维石膏板、石膏装饰板、石膏吸声板、石膏空心条板、石膏珍珠岩空心板、石膏硅酸盐空心条板、石膏刨板等。由于石膏具有良好的
4、防火特性,现代各种建筑物,尤其是高层建筑的墙体和吊顶,都是用石膏制品。1.2 纤维增强水泥板材纤维增强水泥板材是指以水泥为基本材料和胶粘剂,以石棉或玻璃纤维为增强材料而制成的板材。它具有厚度小、质量轻、抗拉强度和抗冲击强度高、耐冷热、不受气候变化影响、不燃烧等特点,可加工性好,可用作各种墙体及复合墙体。常用的纤维增强水泥板材种类有TK 板、GRC 板、不燃埃特板、石棉水泥平板、穿孔吸声石棉水泥板、水泥木屑板、水泥刨花板等。1.3 钢丝网夹芯复合板材钢丝网夹芯复合板是以轻质板材为覆面板或用混凝土作面层和结构层,轻质保温材料作芯材所构成的复合板材,它充分发挥了各种材料的特性,使墙体的厚度减薄,墙体
5、的重量大大减轻。钢丝网夹芯复合板按所用的轻质芯材可分为:钢丝网架泡沫塑料夹芯板,以阻燃型聚苯乙烯泡沫为主作芯材;钢丝网架岩棉夹芯板,用半硬质岩棉板作芯材。1.4 金属板材和金属复合板材常用的金属板材和金属复合板材有金属板材、金属微穿孔吸声板、金属复合板材。金属复合板材有聚氨酯夹芯复合板、聚苯乙烯复合夹芯板(EPS 板)、岩棉夹芯复合板、铝塑复合板等。金属板材有彩色压型钢板和铝及铝合金波纹板等,均属于不燃板材。其中按照一定工艺和要求做成的复合板材燃烧性能会提高,且耐火性能也较好,能达到难燃材料的要求,有的甚至能够达到建筑材料燃烧性能分级方法GB8624 中规定的复合A 级要求,但复合A 级材料在
6、施工时,其预制方法和现场安装施工等对其燃烧性能都有较大影响,而且在火灾中受火时间和温度作用的环境复杂,其完整性及产烟情况还有待进一步研究,严格的说这种复合A 级材料不能在建筑中的重要部位和构件中作为不燃材料使用。1.5 矿棉装饰吸音板矿棉装饰吸音板是20世纪70年代发展起来的一种新型建筑材料,具有密度低、强度高、吸声隔热、防火防水等优良性能。其使用温度可达650度,阻燃性要优于阻燃性塑料贴面板。适用于建筑内部吊顶、墙面装修及保温隔音材料。1.6 膨胀珍珠岩板膨胀珍珠岩板是以珍珠岩矿石为原料制成的一种轻质、多功能材料,具有保温隔热、防火、吸声等优点。该板安装方便,可以使用金属龙骨或木龙骨吊顶,也
7、可使用特制专用胶,粘贴墙面或顶棚。产品规格可根据用户需要生产各种花色图案及尺寸的产品。2建筑防火涂料 涂料是一种呈现流动状态或可液化的固体粉末状态或厚浆状态,能均匀涂覆并且能牢固附着在被涂物体表面,并且对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用或几种作用兼而有之的成膜物质。建筑防火涂料是施用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,或是施用于建筑构件上,用以提高构件的耐火极限的一种特殊涂料。防火涂料本身是不燃的或难燃的,不起助燃作用,其防火原理是涂层能使底材与火隔离,从而延长了热侵入底材和到达底材另一侧所需的时间,即延迟和抑制火焰的蔓延作用。侵入底材所需的时间越长,涂层
8、的防火性能越好,因此,防火涂料的主要作用应是阻燃,在起火的情况下,防火涂料就能起防火作用。防火涂料的组成除一般涂料所需的成膜物质、颜料、溶剂以及催干剂、增塑剂、固化剂、悬浮剂、稳定剂等助剂以外,还需要添加一些特殊阻燃、隔热材料。防火涂料可分为饰面型防火涂料和钢结构防火涂料两种。2.1饰面型防火涂料 涂于可燃基材(如木材、塑料、纸板、纤维板)表面,能形成具有防火阻燃保护和装饰作用涂膜的防火涂料,称其为饰面型防火涂料。防火涂料在施工中使用的稀释剂是易挥发、易燃易爆液体,具有很大的火灾危险性。在保管时要注意包装不能破损,如有损坏要及时修补好,库房应干燥、阴凉、通风,静止明火。开桶时不能用金属器械猛力
9、敲击,以免产生火花。2.2钢结构防火涂料钢材虽是不燃物, 但极不耐火。由于其导热快,比热小,随着温度的升高,钢材的机械力学性能迅速下降( 失效临界温度540度)。未加防火保护的钢结构, 遭遇火灾只需十几分钟时间, 自身温度就可达540度以上,力学性能如屈服点、抗拉强度、弹性模量及载荷能力等都将急剧下降;达到600度时,在纵向压力和横向拉力作用下,钢结构将发生扭曲变形甚至垮塌损毁。为了满足建筑钢结构1 3 h的耐火极限要求,必须对钢结构实施防火保护。2.2.1 厚型钢结构防火涂料厚型钢结构防火涂料是一种低密度硅酸盐隔热材料, 由片状云母, 硅酸盐纤维, 普通建筑水泥及特殊添加剂, 少量合成水性粘
10、结胶料组成。主要用于大跨度重型钢结构建筑的承重钢结构件的防火涂覆保护。该涂层低密度、低导热率、高机械强度。可抗长达3 h 以上的强热气流剪切, 不脱落、不变形, 有效阻止热量往底材传递。可用于苛刻环境条件下承重钢结构构件的防火涂覆保护。2.2.2薄型钢结构防火涂料薄型钢结构防火涂料主要由聚磷酸氨, 三聚氰胺, 季戊四醇, 氯化石蜡, 耐火纤维及丙烯酸乳液, 聚醋酸乳液等粘合剂组成。该产品不但耐火性能好, 而且涂层薄, 表面光滑, 色彩鲜艳。既能防火又能起美观的装饰效果。广泛适用于学校、影剧院、购物广场、体艺馆、宾馆和工矿企事业单位的钢结构建筑。同时能适用于纺织漂染、化工行业的钢结构厂房及建筑等
11、特殊环境的要求。解决了在潮湿空气中所引起的涂层脱落的难题, 与传统的钢结构防火涂料相比更具有使用价值。3小结火给人类送来了温暖和光明,推动了社会进步和发展。但是当火在时间和空间上失去了控制,又将罹难人类。所以我们要研究抗御火灾的对策,以提高人类社会的综合抗灾能力,从而保持社会经济实力和社会抗灾保障实力的同步协调发展。发展建筑防火材料就是途径之一。参考文献:【1】李丽丹,浅析建筑防火材料的应用(J),辽宁建材,2010 年第3 期。【2】王学谦,建筑防火手册(M)北京:中国建筑工业出版社。【3】霍曼琳,建筑材料学(M)重庆:重庆大学出版社。【4】邓钫印,建筑材料实用手册(M)北京:中国建筑工业出版社。【5】张相悦,防火材料在钢结构上的应用(J),浙江建筑, 第27卷, 第8期, 2010年8月。【6】马保国,建筑功能材料(M)武汉:武汉理工大学出版社。3