钢结构防火保护新技术论文.doc

钢结构防火保护新技术［摘要］ 随着大型钢结构建筑的日益增多，钢结构的防火保护越来越受到人们的关注。硬硅钙板包敷 钢构件的防火保护方法具有强度高、隔热性能好、施工方便、无环境污染、耐久等优点，是 一种理想的钢结构耐火保护方式。本文介绍了硬硅钙板的生产工艺、技术性能及施工方法， 探讨了这种防护方法的特点及推广前景。［关键词］ 硬硅钙板钢结构防火施工方法 1前言 大型钢结构建筑建设工期短，收益快，是建造厂房、库房、商场等首选的建筑结构形式之一 。据1995年的统计资料，我国建成的100幢超高层建筑中钢结构占了7%，如北京156.4米高 的国贸中心，183.5米高的京城大厦，上海365米高的金贸大厦，深圳310米高的地王大厦等 。可以预测，随着城市规模的发展，钢结构在我国建筑业的应用具有非常广阔的前景。 钢结构建筑具有耐火性能差的致命弱点。在未进行防火处理的情况下，其本身虽然不会起火燃烧，但火灾时，强度会迅速下降，一般结构温度达到350℃、500℃、600℃时，强度分别下降1/3、1/2、2/3。据理论计算，在全负荷情况下，使钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右，而一般火场温度达到800～1000℃，在这样高的温度下，裸露的钢结构会 很快出现塑性变形，产生局部破坏，造成钢结构整体倒塌失效。 2 钢结构防火保护方法 对于钢结构防火保护材料，无论采取何种方法都应具备以下几点：(1)安全无毒；(2)易于与 钢构件结合；(3)在预期的耐火极限内可有效地保护钢结构；(4)在钢构件受火后发生允许变形时，防火保护材料应不至破坏而仍能保持原有的保护作用；(5)经济合理。 2.1喷涂法目前，我国在大型钢结构防火工程中常采用喷涂法，这种方法有利于梁柱结点及桁架的处理 ，但施工时对环境略有污染。防火涂料包括以无机材料为主的厚型非膨胀涂料，或以有机材 料为主的薄型、超薄型膨胀涂料。厚型防火涂料的喷涂厚度一般在10～40 mm，耐火极限可 达05～3 h，甚至更长时间。由于厚型防火涂料的成分多为无机材料，因此其防火性能稳 定，长期使用效果较好，但其单位重量较大，涂料组分的颗粒较大，涂层外观不平整，影响 建筑的整体美观，因此大多用于结构隐蔽工程。而薄型、超薄型防火涂料的喷涂厚度一般1 ～10 mm，耐火极限亦可达0.5～2 h，有些性能较好的涂料即使很薄也可达到1.0～1.5 h的耐火极限。因此某些结构需要暴露、荷载量要求苛刻的钢结构建筑常采用薄型、超薄型 防火涂料。但薄型、超薄型防火涂料的耐火极限不高，对于耐火极限要求超过2.0 h的钢构 件，其使用受到限制。而且薄型防火涂料多属于有机膨胀型，由于有机材料的老化而导致涂 料防火性能的降低也是一个不容忽视的问题，因此薄型防火涂料长期使用的防火稳定性需进 行深入的研究。 2.2包敷法 钢结构防火保护技术中用普通粘土砖、混凝土作钢结构防火保护层，因保护层太厚，增加了 建筑物荷载，目前采用的比较少。国外一些工业发达国家，如英国、丹麦、德国、日本等国 较多采用无机防火板材对大型钢构件进行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、无石棉硅酸钙隔热 板等，包板的厚度根据耐火极限的要求而定。这种方法具有施工方便、装修面平整光滑、成 本低、损耗小、无环境污染、施工周期短、耐老化等优点，推广前景好，是钢结构防火保护 新的发展方我国从80年代中期着手研究无石棉硅酸钙制品，目前生产的硅酸钙保温材料主要有三类，一 类是托背莫来石(5CaO·6SiO2·6H2O)型硅酸钙保温材料，最高使用温度为650℃；另一 类是硬硅酸钙石(6CaO·6SiO2·H2O)型硅酸钙保温材料，其最高使用温度为1100℃；最 后一类是托背莫来石和硬硅钙石混合晶型的制品，最高使用温度介于650～1100℃之间。由 于硬硅钙石型硅酸钙保温材料可以耐1000℃以上的高温，因而使用硬硅钙板对钢构件进行包 敷是一种理想的钢结构防火保护新技术。3 硬硅钙板的生产工艺及性能 3.1 生产工艺 .... 硬硅钙板的原料主要有硅质原料和钙质原料。可用作硅质原料的有粉状石英砂、硅藻土、硅 灰、膨润土、稻壳灰等；钙质原料包括生石灰、消石灰及电石渣等。 .... 生产硬硅钙板，一般先将硅质原料和钙质原料在高温(200℃)、高压(2MPa)条件下经过动态 水热反应制备成硬硅钙石活性浆料，反应过程为 6SiO2+6Ca(OH)2=6CaO·6SiO2·H2O+5H2O?然后在料浆中加入耐碱玻璃纤维、棉纸浆纤维等增强材料，搅拌均匀后压滤成型。再将成型 后的湿坯烘干，制成容重小、导热系数低的硬硅钙板。 硬硅钙板的生产工艺路线如下： 3.2 国内外主要产品的技术性能 ①硬硅钙板技术性能指标 ②国内外主要产品的技术性能 ... 从上表可见，目前国内生产的硬硅钙板已达到国际先进水平，可满足