火災(zāi)是當(dāng)今世界上常發(fā)性災(zāi)害中發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害,又是時(shí)空跨度上最大的一種災(zāi)害,火災(zāi)不僅可以發(fā)生在有人類(lèi)活動(dòng)的生活、生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi),也可以發(fā)生在礦井下,海洋上,森林中。
隨著經(jīng)濟(jì)飛躍發(fā)展,建筑行業(yè)也突飛猛進(jìn),高樓大廈遍地開(kāi)花,隨之而來(lái)在消防安全上也出現(xiàn)了新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。統(tǒng)計(jì)表明,建筑火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的79%,死傷占82%。2010年11月15日上海市靜安區(qū)一棟28層的教師公寓發(fā)生火災(zāi),截止目前已有58人遇難,初步查明是由于電焊工違章作業(yè)引起保溫層燃燒從而造成火災(zāi)。
2009年元宵夜央視大樓配樓發(fā)生火災(zāi),持續(xù)燃燒6 h,西、南、東側(cè)外墻裝修材料幾乎全部燒盡,過(guò)火面積達(dá)10萬(wàn)m2,7人受傷,其中一名消防員犧牲。該樓外墻保溫材料為擠塑板,也是釀成大火的罪魁禍?zhǔn)住V挥姓莆崭鞣N建筑防火材料的性質(zhì)和用途,科學(xué)合理的選用建筑防火材料,才能保證建筑物的消防安全,最大限度減少發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。
建筑防火材料種類(lèi)很多,從燃燒性能角度分為不燃材料(A級(jí)) 和難燃材料(B1 級(jí)),用途上可分為建筑防火板材和建筑防火涂料,下面重點(diǎn)介紹施工常用防火材料的燃燒性能和特征。
1 建筑防火板材
由于建筑板材有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)施工便捷、迅速、具有較好的綜合性能,因而被廣泛使用于建筑物的頂棚、墻面、地面等多種部位。近年來(lái),為滿(mǎn)足防火、隔音、保溫及裝飾等功能的要求,新的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。
1.1 石膏板
石膏制品質(zhì)輕,具有一定保溫隔熱、吸聲性能,且耐火性好。各種石膏板材均是以無(wú)機(jī)質(zhì)材料石膏為主體的復(fù)合材料。硬化后的二水石膏含21%的結(jié)晶水,遇到火災(zāi)時(shí),會(huì)脫出結(jié)晶水并吸收大量熱能,蒸發(fā)出來(lái)的水在石膏制品表面形成水蒸氣氣幕,能阻止火勢(shì)蔓延。脫水后的無(wú)水石膏仍是熱的不良導(dǎo)體和阻燃物。
石膏板材有紙面石膏板、纖維石膏板、石膏裝飾板、石膏吸聲板、石膏空心條板、石膏珍珠巖空心板、石膏硅酸鹽空心條板、石膏刨板等。由于石膏具有良好的防火特性,現(xiàn)代各種建筑物,尤其是高層建筑的墻體和吊頂,都是用石膏制品。
1.2 纖維增強(qiáng)水泥板材
纖維增強(qiáng)水泥板材是指以水泥為基本材料和膠粘劑,以石棉或玻璃纖維為增強(qiáng)材料而制成的板材。它具有厚度小、質(zhì)量輕、抗拉強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度高、耐冷熱、不受氣候變化影響、不燃燒等特點(diǎn),可加工性好,可用作各種墻體及復(fù)合墻體。常用的纖維增強(qiáng)水泥板材種類(lèi)有TK 板、GRC 板、不燃埃特板、石棉水泥平板、穿孔吸聲石棉水泥板、水泥木屑板、水泥刨花板等。
1.3 鋼絲網(wǎng)夾芯復(fù)合板材
鋼絲網(wǎng)夾芯復(fù)合板是以輕質(zhì)板材為覆面板或用混凝土作面層和結(jié)構(gòu)層,輕質(zhì)保溫材料作芯材所構(gòu)成的復(fù)合板材,它充分發(fā)揮了各種材料的特性,使墻體的厚度減薄,墻體的重量大大減輕。
鋼絲網(wǎng)夾芯復(fù)合板按所用的輕質(zhì)芯材可分為:鋼絲網(wǎng)架泡沫塑料夾芯板,以阻燃型聚苯乙烯泡沫為主作芯材;鋼絲網(wǎng)架巖棉夾芯板,用半硬質(zhì)巖棉板作芯材。
1.4 金屬板材和金屬?gòu)?fù)合板材
常用的金屬板材和金屬?gòu)?fù)合板材有金屬板材、金屬微穿孔吸聲板、金屬?gòu)?fù)合板材。金屬?gòu)?fù)合板材有聚氨酯夾芯復(fù)合板、聚苯乙烯復(fù)合夾芯板(EPS 板)、巖棉夾芯復(fù)合板、鋁塑復(fù)合板等。金屬板材有彩色壓型鋼板和鋁及鋁合金波紋板等,均屬于不燃板材。其中按照一定工藝和要求做成的復(fù)合板材燃燒性能會(huì)提高,且耐火性能也較好,能達(dá)到難燃材料的要求,有的甚至能夠達(dá)到《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》GB8624 中規(guī)定的復(fù)合A 級(jí)要求,但復(fù)合A 級(jí)材料在施工時(shí),其預(yù)制方法和現(xiàn)場(chǎng)安裝施工等對(duì)其燃燒性能都有較大影響,而且在火災(zāi)中受火時(shí)間和溫度作用的環(huán)境復(fù)雜,其完整性及產(chǎn)煙情況還有待進(jìn)一步研究,嚴(yán)格的說(shuō)這種復(fù)合A 級(jí)材料不能在建筑中的重要部位和構(gòu)件中作為不燃材料使用。
1.5 礦棉裝飾吸音板
礦棉裝飾吸音板是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑材料,具有密度低、強(qiáng)度高、吸聲隔熱、防火防水等優(yōu)良性能。其使用溫度可達(dá)650度,阻燃性要優(yōu)于阻燃性塑料貼面板。適用于建筑內(nèi)部吊頂、墻面裝修及保溫隔音材料。
1.6 膨脹珍珠巖板
膨脹珍珠巖板是以珍珠巖礦石為原料制成的一種輕質(zhì)、多功能材料,具有保溫隔熱、防火、吸聲等優(yōu)點(diǎn)。該板安裝方便,可以使用金屬龍骨或木龍骨吊頂,也可使用特制專(zhuān)用膠,粘貼墻面或頂棚。產(chǎn)品規(guī)格可根據(jù)用戶(hù)需要生產(chǎn)各種花色圖案及尺寸的產(chǎn)品。
2.建筑防火涂料
涂料是一種呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)或可液化的固體粉末狀態(tài)或厚漿狀態(tài),能均勻涂覆并且能牢固附著在被涂物體表面,并且對(duì)被涂物體起到裝飾作用、保護(hù)作用及特殊作用或幾種作用兼而有之的成膜物質(zhì)。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、阻滯火災(zāi)的迅速蔓延,或是施用于建筑構(gòu)件上,用以提高構(gòu)件的耐火極限的一種特殊涂料。
防火涂料本身是不燃的或難燃的,不起助燃作用,其防火原理是涂層能使底材與火隔離,從而延長(zhǎng)了熱侵入底材和到達(dá)底材另一側(cè)所需的時(shí)間,即延遲和抑制火焰的蔓延作用。侵入底材所需的時(shí)間越長(zhǎng),涂層的防火性能越好,因此,防火涂料的主要作用應(yīng)是阻燃,在起火的情況下,防火涂料就能起防火作用。
防火涂料的組成除一般涂料所需的成膜物質(zhì)、顏料、溶劑以及催干劑、增塑劑、固化劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑等助劑以外,還需要添加一些特殊阻燃、隔熱材料。
防火涂料可分為飾面型防火涂料和鋼結(jié)構(gòu)防火涂料兩種。
2.1飾面型防火涂料
涂于可燃基材(如木材、塑料、紙板、纖維板)表面,能形成具有防火阻燃保護(hù)和裝飾作用涂膜的防火涂料,稱(chēng)其為飾面型防火涂料。防火涂料在施工中使用的稀釋劑是易揮發(fā)、易燃易爆液體,具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。在保管時(shí)要注意包裝不能破損,如有損壞要及時(shí)修補(bǔ)好,庫(kù)房應(yīng)干燥、陰涼、通風(fēng),靜止明火。開(kāi)桶時(shí)不能用金屬器械猛力敲擊,以免產(chǎn)生火花。
2.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
鋼材雖是不燃物, 但極不耐火。由于其導(dǎo)熱快,比熱小,隨著溫度的升高,鋼材的機(jī)械力學(xué)性能迅速下降( 失效臨界溫度540度)。未加防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu), 遭遇火災(zāi)只需十幾分鐘時(shí)間, 自身溫度就可達(dá)540度以上,力學(xué)性能如屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、彈性模量及載荷能力等都將急劇下降;達(dá)到600度時(shí),在縱向壓力和橫向拉力作用下,鋼結(jié)構(gòu)將發(fā)生扭曲變形甚至垮塌損毀。為了滿(mǎn)足建筑鋼結(jié)構(gòu)1~ 3 h的耐火極限要求,必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施防火保護(hù)。
2.2.1 厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是一種低密度硅酸鹽隔熱材料, 由片狀云母, 硅酸鹽纖維, 普通建筑水泥及特殊添加劑, 少量合成水性粘結(jié)膠料組成。主要用于大跨度重型鋼結(jié)構(gòu)建筑的承重鋼結(jié)構(gòu)件的防火涂覆保護(hù)。該涂層低密度、低導(dǎo)熱率、高機(jī)械強(qiáng)度。可抗長(zhǎng)達(dá)3 h 以上的強(qiáng)熱氣流剪切, 不脫落、不變形, 有效阻止熱量往底材傳遞。可用于苛刻環(huán)境條件下承重鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火涂覆保護(hù)。
2.2.2薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要由聚磷酸氨, 三聚氰胺, 季戊四醇, 氯化石蠟, 耐火纖維及丙烯酸乳液, 聚醋酸乳液等粘合劑組成。該產(chǎn)品不但耐火性能好, 而且涂層薄, 表面光滑, 色彩鮮艷。既能防火又能起美觀的裝飾效果。廣泛適用于學(xué)校、影劇院、購(gòu)物廣場(chǎng)、體藝館、賓館和工礦企事業(yè)單位的鋼結(jié)構(gòu)建筑。同時(shí)能適用于紡織漂染、化工行業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)廠房及建筑等特殊環(huán)境的要求。解決了在潮濕空氣中所引起的涂層脫落的難題, 與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比更具有使用價(jià)值。
3.小結(jié)
火給人類(lèi)送來(lái)了溫暖和光明,推動(dòng)了社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展。但是當(dāng)火在時(shí)間和空間上失去了控制,又將罹難人類(lèi)。所以我們要研究抗御火災(zāi)的對(duì)策,以提高人類(lèi)社會(huì)的綜合抗災(zāi)能力,從而保持社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和社會(huì)抗災(zāi)保障實(shí)力的同步協(xié)調(diào)發(fā)展。發(fā)展建筑防火材料就是途徑之一。