由于钢结构的耐火性能较差,在高温作用下很快就会失效、倒塌。耐火极限仅为15分钟。如果采取措施保护钢结构,使火灾时温升不超过临界温度,钢结构将无法在火灾中幸存。可以保持结构的稳定性。钢结构采取的防护措施原则上可分为截流法和窜流法两种。
1. 拦截方法
拦截法的原理是拦截或阻断火灾产生的热流向构件的传递,使构件的温升在规定的时间内不超过其临界温度。其方法是在元件表面设置一层保护材料。火灾产生的高温首先传导到这些防护材料上,然后防护材料再转移到元件上。由于所选材料导热系数小、热容量大,可以很好地阻挡热流向元件的传递,从而起到保护作用。拦截方法分为喷雾法、封装法、屏蔽法和喷水法。
一个。喷涂方式
喷涂法是利用喷涂机将阻燃涂料直接喷涂在构件表面,形成保护层。钢结构防火涂料按所用粘合剂可分为有机防火涂料和无机防火涂料。按镀层厚度分为薄镀层型和厚镀层型。薄涂钢结构涂料的涂层厚度一般为2~7mm,具有一定的装饰效果。涂层在高温下膨胀增厚,具有防火、隔热作用。耐火极限可达0.5~1.5小时。这种涂料也称为结构膨胀型防火涂料。厚涂钢结构防火涂料厚度一般为8~20毫米,表面呈颗粒状,密度低,导热系数低,耐火极限为0.5~3.0小时。该涂料又称钢结构阻燃隔热涂料。
钢结构防火涂料的防火原理有三个:一是涂料在钢基材上起屏蔽作用,防止钢结构直接暴露在火焰高温下。二是涂层吸热后部分材料分解放出的水蒸气或其他不燃气体,起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。第三,涂层本身多孔质轻,受热时形成炭化泡沫层,阻止热量快速传递到钢基材,延缓钢基材强度的下降,从而提高了防火极限。钢结构。
薄涂钢结构防火涂料主要品种有:LB、SG-1、SB-2、SS-1钢结构膨胀型防火涂料。厚涂钢结构防火涂料主要品种有:LG钢结构阻燃隔热涂料、STI-A、JG276、ST-86、SB-1、SG-2钢结构防火涂料, ETC。
钢结构喷涂防火涂料时,喷涂厚度必须达到设计值,节点部位应适当加厚。当出现下列情况之一时,应在涂层内安装与钢结构连接的钢丝网,以保证涂层牢固。
——承受冲击振动的梁
——设计层厚大于40mm
——附着力小于0.05MPa的涂料
——腹板高度大于1.5m的梁
喷涂法适用范围广,施工方法简单。可用于任何类型钢构件的防火。目前国内钢结构建筑大多采用这种方法。
b.封装方式
封装法是在钢结构表面制作一层防火保护层,将构件封装起来。具体方法是:
1、采用现浇混凝土作为耐火保护层。所用材料包括混凝土、轻质混凝土和加气混凝土。这些材料既不燃又具有很大的热容。当用作耐火保护层时,它们可以减缓部件的温升。由于混凝土在高温下表层容易剥落钢结构防火涂料sb-2,因此可在钢材表面添加钢丝网,进一步提高其耐火性能。
2、用砂浆或砂浆作为耐火保护层。所使用的材料一般包括砂浆、轻质岩浆、珍珠岩砂浆或灰水泥、蛭石砂浆或石灰水泥等。上述材料具有良好的耐火性,施工方法往往是将上述材料涂敷在金属网上。
3.使用矿物纤维。其材料有石棉、岩棉、矿渣棉等。具体施工方法是将矿物纤维和水泥混合,然后用专用喷枪和喷水同时喷洒在基层上,形成海绵状覆盖层,然后抹平或留凹凸不平。上述方法可以直接喷涂在钢构件上,也可以喷涂在其上的金属网上,后者效果更佳。
4、采用轻质预制板作为防火保护层。所用材料有轻质混凝土板、泡沫混凝土板、硅酸钙成型板、石棉成型板等,其方法是用上述预制板覆盖构件,板之间的连接可用钉子、粘接等方式。该施工方法施工简单,建设周期短,有利于工业化。同时,对承重(钢结构)和防火(预制板)的功能划分明确。火灾后修复容易,不影响主体结构功能,具有良好的恢复性能。
这些方法的构建都比较复杂。主要缺点是增加了钢结构的荷载。同时,它不能用于钢网架结构钢结构防火涂料sb-2,因此钢结构厂家很少使用。
c.屏蔽方式
屏蔽法是将钢结构隐藏在耐火材料制成的墙体或天花板内,并在钢梁、钢屋架下方制作防火天花板。一旦发生火灾,可大大延缓钢梁、钢屋架的温升,大大提高钢结构的耐火性能。而且这种方法还可以增加房间的美观,但要注意的是天花板的接缝和孔洞要严密,以防火灾。
d.喷水法
喷水法是在构筑物顶部设置喷头供水管网。当发生火灾时,自动(或手动)启动喷水,在构件表面形成连续流动的水膜,从而起到保护作用。
由上可见,这些方法的共同特点是尽量减少传递到元件的热流,因此称为拦截法。
2. 导流方法
与拦截方法不同,通道方法允许热量传递到组件,然后尝试将热量传导走或消耗掉。它还可以防止元件温度上升到临界温度,从而起到保护作用。
目前的疏浚方法主要是充水冷却保护法。这种方法是将空心封闭截面(主要是柱体)注满水。火灾期间,该组件将从火灾现场吸收的热量传递到水中。它依靠水的蒸发来消耗热量或通过循环将热量带走。元件温度可维持在100°C。 ℃左右。从理论上讲,这是保护钢结构最有效的方法。系统工作时,该组件相当于一个盛满水的容器,被加热,工作原理类似于开水器。只要补充水源并保持足够的水位,而水的比热和汽化热较大,元件吸收的热量就会不断消耗或传导走。
从以上几种钢结构防火方法可以看出,不同的方法有不同的用途和不同的使用条件。这就要求我们根据不同钢结构的特点,选择合适的钢结构防火方法,不仅要满足防火要求的要求,还必须满足结构和建筑美观的要求。