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消防检测维修|不会燃烧的钢结构为什么还需要防

  • 作者:www.zmxf119.com
  • 发布时间:2020-06-21 14:54
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消防检测维修|不会燃烧的钢结构为什么还需要防火保护?

钢材是一种不会燃烧的建筑材料。跟混凝土相比,钢材具有抗震、抗弯等诸多优点。所以在现代建筑中,钢结构被广泛应用,不仅仅可以相对增加建筑物的荷载能力,也可以满足建筑设计美感造型的需要,如各种单层或多层厂房、摩天大楼、库房、候车室、候机厅等都普遍采用钢结构设计。

虽然钢材不会燃烧,但钢材遇到高温会发生变形,导致结构坍塌。

钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷。

一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。通常在450~650℃温度中就会失去承载能力,发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲甚至于结构坍塌。

911恐怖袭击-双子塔

双子楼被飞机直接撞击的若干个楼层,立即发生了严重的结构破坏,包括局部的坍塌。但除了这个局部之外的其它部位,结构保持完好。但是,由于飞机撞击大楼,导致飞机上的航空燃料被点燃。撞击产生的巨大火球瞬间消耗了一部分燃油。剩下的燃油沿着楼层流到电梯井和管道井里,在整个建筑的上半部分引发了大火。随着大火的蔓延,主体钢结构的承载能力被逐渐削弱,最终导致了大楼的整体坍塌。

一定意义上,防火问题是钢结构的阿喀琉斯之踵。结构钢材在摄氏600度左右时,强度已经下降到50%左右,事实上的承载力可能已经低于实际的负荷;温度达到1200~1400度时,钢材丧失全部的结构强度。建筑物上部的重量压下来,就像多米诺骨牌一样,造成建筑结构的整体逐层垮塌。虽然世贸双塔采取了消防保护措施,但在这样的灾难面前,实在是杯水车薪。

要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火处理,其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落,其措施是多种多样的,关键是要根据不同情况采取不同方法,如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法,其原理是一致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护措施。

(1)外包层。就是在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层,砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。

(2)充水(水套),空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施,这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度、水在钢结构内循环、吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环、或由管道引入凉水来取代受热的水。

(3)屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内,或将构件包藏在两片墙之间的空隙里,只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。

(4)膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件,这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点,一般不需要添加辅助设施,且涂层质量轻,还有一定的美观装饰作用,属于现代的先进防火技术措施。

(5)喷涂防火涂料。这是目前我国广泛采用的钢构件防火措施,钢结构防火涂料由于其防火隔热性能好,施工不受结构几何形体限制、易于施工等优点,得到了广泛的应用。

钢结构防火涂料法就是在钢结构上喷涂防火涂料以提高其耐火极限。目前,我国钢结构防火涂料主要分为薄涂型和厚涂型两类,即薄型(B类,包括超薄型)和厚型(H类)。薄型涂层厚度在7mm以下,在火灾时能吸热膨胀发泡,形成泡沫状炭化隔热层,从而阻止热量向钢结构传递,延缓钢结构温升,起到防火保护作用。其主要优点是:涂层薄,对钢结构负荷轻,装饰性较好,对小面积复杂形状的钢结构表面的工比厚型要容易;厚型涂层厚度为8-50mm,涂层受热不发泡,依靠其较低的导热率来延缓钢结构温升,起到防火保护作用。两者具有不同的性能特点,分别适用于不同场合,但是,无论那种产品均应通过国家检测机构检测合格,方可选用。

必须指出的是,防火涂料只是半成品,必须得通过涂覆施工将涂料涂覆在被保护钢结构的表面,形成耐火隔热保护层,才能实现防火涂料的功能。如果涂覆施工过程不能得到有效的控制,钢结构仍得不到合格的保护涂层。因此,要求钢结构防火保护工程的施工队伍一定要经过专业培训并具有较高的管理水平,才能得到高质量的耐火隔热保护涂层。

涂膜的质量直接影响装饰效果和使用价值,而涂膜的质量又决定于涂料和施工的质量。劣质的防火涂料自然不能得到优质的涂膜,而优质的防火涂料如果施工不当也不能得到性能优异的涂膜。因此要达到预期的装饰和防火保护效果,必须采用正确的施工方法,并在实践中改进和完善,形成规范并严格执行。

施工工艺条件对涂料的综合性能有着重要的影响。防火涂料的施工应由经过培训并取得资质的专业施工队进行。施工中的安全和劳动保护应符合国家现行的有关规定。施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度、施工方案等文件予以支持。

钢结构在建筑上的应用越来越广泛,钢结构耐火极限低,一旦发生火宅,防火处理不到位,以钢结构为主要承重构件的建筑物就会迅速坍塌下来,给人民生命财产将造成不可估量的损失。目前的钢结构防火处理方法基本能满足规范规定耐火时限要求,但是新的防火方法还有待于研究。

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