建筑材料-防火材料課件

第一章、建筑防火材料

在人類(lèi)歷史發(fā)展進(jìn)程中，火對(duì)人類(lèi)文明的進(jìn)步發(fā)揮了極其重要作用，但是火是一把雙刃劍，它在造福人類(lèi)的同時(shí)，也經(jīng)常帶來(lái)災(zāi)難。當(dāng)火在時(shí)間或空間上失去控制，可能頃刻間燒毀房屋、交通中斷、生產(chǎn)停頓等。給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)巨大的危害。建筑防火成為建筑設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本要求，對(duì)延長(zhǎng)建筑物使用壽命、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

一、建筑材料的防火性能燃燒時(shí)的毒性：材料在火災(zāi)中受熱發(fā)生熱分解，釋放出的熱分解產(chǎn)物和燃燒產(chǎn)物對(duì)人體的毒害作用。統(tǒng)計(jì)表明，火災(zāi)中傷亡人員，主要是中毒所致，或先中毒昏迷而后燒傷窒息或死亡，直接燒死的只占少數(shù)。燃燒時(shí)的發(fā)煙性：材料在燃燒或熱解作用下，所產(chǎn)生的懸浮在大氣中的可見(jiàn)固體和液體微粒。固體微粒就是碳粒子，液體微粒主要指一些煤焦油。材料燃燒發(fā)煙大小，直接影響能見(jiàn)度而進(jìn)一步影響人的逃生和火災(zāi)的撲救工作常用材料的高溫?fù)p傷臨界溫度材料溫度/℃注解普通粘土磚砌體500最高使用溫度普通鋼筋混凝土200最高使用溫度普通混凝土200最高使用溫度頁(yè)巖陶?；炷?00最高使用溫度普通鋼筋混凝土500火災(zāi)時(shí)最高允許溫度預(yù)應(yīng)力混凝土400火災(zāi)時(shí)最高允許溫度鋼材350火災(zāi)時(shí)最高允許溫度木材260火災(zāi)時(shí)危險(xiǎn)溫度花崗石575相變發(fā)生急劇膨脹溫度石灰石、大理石750開(kāi)始分解溫度三、建筑材料燃燒性及檢測(cè)分級(jí)通常分為四級(jí)；

不燃性建筑材料：不起火，不微燃、難碳化，如：磚、瓦、玻璃、灰漿、石材、鋼材、鋁材等。難燃型建筑材料：難起火，難微燃、難碳化，如：石膏板、石棉板、難燃膠合板、纖維板等可燃性建筑材料：起火，微燃，如：木材及大部分有機(jī)材料易燃建筑材料：立即起火，燃燒、火焰?zhèn)鞑ニ俣群芸?，如：有機(jī)玻璃、賽璐珞、泡沫塑料等

國(guó)標(biāo)《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB8624-2006，建筑材料及制品燃燒性能劃分為A1、A2、B、C、D、E、F七個(gè)等級(jí)。建筑防火材料及其原理

燃燒必須具備三個(gè)條件：

1.可燃物質(zhì)2.助燃劑(空氣、氧氣、氧化劑)3.熱源（火焰、高溫等）

只有這三個(gè)條件同時(shí)存在并相互接觸才能發(fā)生燃燒。若阻止燃燒，至少需要將其中一個(gè)因素隔絕開(kāi)來(lái)。常用防火材料防火材料構(gòu)成：粘合劑；填料無(wú)機(jī)粘合劑：主要有水玻璃、石膏、磷酸鹽、水泥等；耐火的礦物質(zhì)填料：氧化鋁、石棉粉、碳酸鈣、珍珠巖、太白粉等；難燃型有機(jī)樹(shù)脂：主要有聚氯乙烯、過(guò)氯乙烯、氯化橡膠、氯丁橡膠乳液、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等。難燃防火添加劑：主要有含磷、鹵素、氮的有機(jī)化合物（氯化石蠟、磷酸三丁酯、十溴聯(lián)苯醚），和硼系（硼酸、硼酸鋅、硼酸鋁）、銻系、鋁系、鋯系等無(wú)機(jī)化合物。

按防火機(jī)理：膨脹型防火涂料和非膨脹型防火涂料按涂料的燃燒性能：難燃型防火涂料和不燃型防火涂料。按基料組成成分：為無(wú)機(jī)防火涂料和有機(jī)防火涂料。無(wú)機(jī)防火涂料用無(wú)機(jī)鹽作基料，有機(jī)防火涂料則用合成樹(shù)脂作基料。按使用的分散介質(zhì)：水溶性防火涂料和溶劑型防火涂料。無(wú)機(jī)防火涂料以及乳膠防火涂料，一般用水作分散介質(zhì)，一些有機(jī)防火涂料則用有機(jī)溶劑作分散介質(zhì)。按涂覆的基材：鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料、木結(jié)構(gòu)防火涂料等。按防火涂料的主要用途和使用對(duì)象：飾面型防火涂料、電纜防火涂料、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、混凝土防火涂料等。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料又可細(xì)分為厚涂型、薄涂型、超薄型及室內(nèi)用、室外用等類(lèi)型。防火涂料分類(lèi)防火機(jī)理大致可歸納為以下幾點(diǎn)：(1)防火涂料本身具有難燃性或不燃性，使被保護(hù)基材不直接與空氣接觸而延遲物體著火和減小燃燒的速度。(2)防火涂料除本身具有難燃或不燃性外，它還具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，可以延遲火焰溫度向被保護(hù)基材的傳遞。(3)防火涂料受熱分解出不燃的惰性氣體，沖淡被保護(hù)物體受熱分解出的可燃性氣體，使之不易燃燒或燃燒速度減慢。(4)含氮的防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團(tuán)，與有機(jī)游離基化合，中斷連鎖反應(yīng)，降低溫度。(5)膨脹型防火涂料受熱膨脹發(fā)泡，形成碳質(zhì)泡沫隔熱層，封閉被保護(hù)的物體，延遲熱量向基材的傳遞，阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強(qiáng)度下降。一、非膨脹型防火涂料防火機(jī)理

非膨脹型防火涂料是一種由難燃性或不燃性的樹(shù)脂及難燃劑、防火填料等組成的，涂層具有效好的難燃性，能阻止火焰蔓延的特種建筑涂料。組成：

非膨脹型防火涂料的主要成膜物質(zhì)是難燃性的樹(shù)脂，一般為含鹵素、磷、氯之類(lèi)的高分子合成樹(shù)脂，如鹵化的醇酸樹(shù)脂、聚酯、環(huán)氧酚醛、氯化橡膠、氯丁橡膠乳液、聚丙烯酸酯乳液等，它們與難燃劑配合可以實(shí)現(xiàn)涂層的難燃化；此外如水玻璃、硅溶膠、磷酸鹽等無(wú)機(jī)質(zhì)材料亦可以作為防火涂料的成膜物質(zhì)，由它們組成的涂料涂層具有不燃性、不發(fā)煙和無(wú)毒性等特點(diǎn)。二、膨脹型防火涂料防火機(jī)理

膨脹型防火涂料是由難燃樹(shù)脂、難燃劑及成碳劑、脫水成碳催化劑、發(fā)泡劑等組成的，涂層在火焰或高溫作用下會(huì)發(fā)生膨脹，形成比原來(lái)涂層厚度大幾十倍的泡沫碳質(zhì)層，能有效地阻擋外部熱源對(duì)底材的作用，從而起到能阻止燃燒發(fā)生的一種建筑防火特種涂料。注意：膨脹型防火涂料阻止燃燒的效果大于非膨脹型防火涂料

膨脹型防火涂料的主要成膜物質(zhì)是合成樹(shù)酯，主要有：聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-乙烯乳液、不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚氨酯、環(huán)氧-聚硫等。它們與有機(jī)難燃劑相結(jié)合，使涂層既具有良好的常溫使用性，又具有良好的難燃性。三、飾面型防火涂料飾面型防火涂料是指涂于可燃材料（木材、纖維板、紙板、及其制品）表面，能夠形成具有防火阻燃保護(hù)及一定裝飾作用涂膜的防火涂料。防火涂料的質(zhì)量要求：

一般要求防火涂料在規(guī)定存放期內(nèi)，應(yīng)是均勻液態(tài)或稠狀、漿狀流體，沒(méi)有硬化、結(jié)皮或明顯的顏料、填料沉淀。允許輕微分層，但經(jīng)攪拌即可變成均勻、懸浮的體系。同時(shí)，防火涂料可用刷涂、噴涂、輥涂或刮涂中任何一種方法或多種方法方便施工，能在通常的自然環(huán)境條件下干燥、固化。成膜后表面無(wú)明顯凸凹或條痕，沒(méi)有脫粉、針孔、氣泡、泡裂、斑點(diǎn)或顏色分離現(xiàn)象，能形成平整的飾面。防火涂料在施工實(shí)干后應(yīng)沒(méi)有刺激性氣味。涂料不宜采用苯類(lèi)溶劑。鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)特性鋼材是常用的建筑材料，鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)之一，自上世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑不論是工業(yè)還是民用，如商貿(mào)大廈、體育館、圖書(shū)館、展覽館、電視塔、各類(lèi)工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)等大跨度建筑物和超高層建筑物均廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。用鋼材制作骨架建造房屋，具有強(qiáng)度高、自重輕、施工方便和節(jié)約木材等優(yōu)點(diǎn)。鋼材雖是不燃燒體，但是它都極易導(dǎo)熱、怕火燒，科學(xué)試驗(yàn)和火災(zāi)實(shí)例都表明，未加防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)溫度的作用下，只需10多分鐘，自身溫度就可達(dá)540℃以上，鋼材的機(jī)械力學(xué)性能，諸如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降；達(dá)到600℃時(shí)。強(qiáng)度則幾乎等于零。因此，在縱向壓力和橫向拉力作用下，鋼結(jié)構(gòu)不可避免地扭曲變形、跨塌毀壞。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)具有如下特點(diǎn)；

鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的必要性

鋼構(gòu)件雖是非燃燒體。但不加保護(hù)的鋼柱、鋼梁、鋼樓板等承重構(gòu)件的耐火極限僅為0.25h，要滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的1-3小時(shí)的耐火極限要求，必須實(shí)施防火保護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)的防火是建筑設(shè)計(jì)必不可少的一個(gè)方面，如不加保護(hù)，就存在潛在危險(xiǎn)性。鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的目的，就是在其表面提供一層絕熱或吸熱材料，隔離火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，阻止熱量迅速傳向鋼基材，推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升和強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間，使之達(dá)到規(guī)范規(guī)定的耐火極限要求，以行利于安全疏散和消防滅火，避免和減輕火災(zāi)損失。漢諾威世博會(huì)－意大利展館鋼結(jié)構(gòu)防火涂料LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料：該涂料由改性無(wú)機(jī)高溫粘結(jié)劑和膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、粉煤灰空心微珠等加水拌和而成。STI-A鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；SJ-I型高溫隔熱防火涂料等等…混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料

混凝土本身不會(huì)燃燒，但耐熱度有限，在建筑物火災(zāi)中，火場(chǎng)溫度5min-500℃以上；10min—700℃以上，此時(shí)混凝土水化產(chǎn)物高溫脫水，使水泥強(qiáng)度下降甚至破壞，另一方面，不同巖石成分的粗骨料受熱變形各不相同，會(huì)破壞混凝土的整體穩(wěn)定性?；炷两Y(jié)構(gòu)中的鋼筋耐火能力差，特別是預(yù)應(yīng)力筋，200℃時(shí)的屈服點(diǎn)開(kāi)始下降，300℃時(shí)預(yù)應(yīng)力幾乎全部消失，預(yù)應(yīng)力板強(qiáng)度、剛度迅速下降，無(wú)任何保護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生30min左右就可能損壞或坍塌。常用混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料

106預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火隔熱涂料：以無(wú)機(jī)和有機(jī)復(fù)合物作粘合劑，以膨脹珍珠巖、粉煤灰空心微珠、硅酸鋁纖維等多組分多功能原料，用水作溶劑和稀釋劑，經(jīng)機(jī)械攪拌混合而成，屬非膨脹型。組成是：1.粘結(jié)劑(無(wú)機(jī)和有機(jī)復(fù)合物)30-50%2.膨脹珍珠巖等骨料25-40%3.化學(xué)助劑5-10%4.自來(lái)水5-15%SB-1防火涂料,非膨脹型預(yù)應(yīng)力混凝土防火涂料，組成：1.粘結(jié)劑(有機(jī)和無(wú)機(jī)復(fù)合物)20-40%2.含SiO2-Al2O3的骨料30-60%3.化學(xué)助劑2-10%4.溶劑和稀釋劑10-20%纖維增強(qiáng)硅酸鈣板纖維增強(qiáng)硅酸鈣板1.纖維增強(qiáng)硅酸鈣板

纖維增強(qiáng)硅酸鈣扳(簡(jiǎn)稱(chēng)：硅鈣板)是用粉煤灰、電石泥等工業(yè)廢料為主，采用天然礦物纖維和其他少量纖維材料增強(qiáng)，工藝制坯，經(jīng)高壓釜蒸養(yǎng)而制成的輕質(zhì)、防火建筑板材。特點(diǎn)：該板纖維分布均勻，排列有序，密實(shí)性好，有較好的防火、防熱、防潮，不發(fā)霉變質(zhì)，不被蟲(chóng)蛀，不變形，耐老化等優(yōu)點(diǎn)。板的正表面較平整光潔。可任意涂刷各種油漆和涂料，印刷花紋，貼各種墻布、壁紙，并且與木板一樣能鋸、刨、釘、鉆等可加工性，可根據(jù)實(shí)際需要裁截。適用范圍：

硅鈣板的主要用途為一般工業(yè)和民用房屋建筑的吊頂、隔墻及墻裙裝飾，也可用于列車(chē)廂、船舶隔艙、隧道、地鐵和其他地下工程的吊頂、隔墻、護(hù)壁等。建筑防火板材2．耐火紙面石膏扳

石膏板在我國(guó)輕質(zhì)墻板使用中占有很大比重，品種包括紙面石膏板、無(wú)紙面纖維石膏板、裝飾石膏板、空心石膏板條等。其中紙面石膏板具有輕質(zhì)、表面平整、易于加工與裝配、施工簡(jiǎn)便、調(diào)濕、隔聲、隔熱、防火等優(yōu)點(diǎn)。其產(chǎn)品主要有普通紙面石膏扳、耐水紙面石膏板和耐火紙面石膏板三種。注意：耐火紙面石膏板主要用于耐火性能要求較高的室內(nèi)隔墻和吊頂及其他裝飾裝修部位。耐火紙面石膏扳4.纖維增強(qiáng)水泥平扳〔TK板〕

TK板的全稱(chēng)是中堿玻璃纖維短石棉低堿度水泥平板。TK板是以低堿度水泥為基材，并用石棉、短切中堿玻璃纖維增強(qiáng)的一種薄型、輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能的新型板材，具有良好的抗彎強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、不翹曲、不燃燒、耐潮濕等特性，表面平整光滑，有較好的可加工性。能鋸、鉆孔、刨削、敲釘和粘貼墻紙、墻布，涂刷油漆、涂料。TK板與各種材料龍骨、填充料復(fù)合后可用作多層框架結(jié)構(gòu)體系、高層建筑、舊建筑物加固等。適用范圍

層改造中的隔墻和吊頂，適用于輕型工業(yè)廠房、操縱室、實(shí)驗(yàn)室等。能適應(yīng)輕質(zhì)、防震、防火、隔熱、隔聲等多種要求，是一種新型建筑輕板。纖維增強(qiáng)水泥平扳〔TK板〕5.滯燃型膠合板

滯燃型膠合板在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能起到滯燃和自熄滅的效果，其物理力學(xué)性能和外觀質(zhì)量均符合國(guó)家II類(lèi)膠合板的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；加工性能與普通膠合板無(wú)異，無(wú)論是鋸、刨、刮、砂均不受影響。表面經(jīng)涂飾后，其漆膜的附著力均達(dá)98％以上。滯燃型膠合板與金屬接觸不會(huì)加速金屬在大氣中的腐蝕速度。采用的阻燃劑無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)污染，所以滯燃型膠合板對(duì)周?chē)h(huán)境無(wú)任何不良影響。適用范圍適用于有阻燃要求的公共和民用建筑內(nèi)部吊頂和墻面裝修，也可制成阻燃家具或其他物品。6.難燃鋁塑建筑裝飾板

難燃鋁塑建筑裝飾板是一種新型建筑裝飾材料，它具有難燃、質(zhì)輕、吸音、保溫、耐水、防蛀等優(yōu)點(diǎn)。性質(zhì)優(yōu)于鈣塑泡沫裝飾板。適用范圍該材料可廣泛用于影劇院、賓館飯店、醫(yī)院、空調(diào)車(chē)廂、重要機(jī)房、船艇倉(cāng)室等的吊頂及墻面吸音板，該裝飾板圖案新穎，美觀大方，施工方便。7.礦棉防火裝飾吸音板礦棉防火裝飾吸音板是以不燃材料礦棉(巖棉)為主要原料，加入適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑、防潮劑、防腐劑、增加劑等，采用濕法生產(chǎn)，經(jīng)烘干加工而成，礦棉防火裝飾吸音板化學(xué)穩(wěn)定性好，無(wú)毒。防蟲(chóng)蛀，不易腐蝕，不吸潮，能保濕隔熱，降低能耗，能阻止火災(zāi)蔓延，減少損失。特點(diǎn)由于礦棉的燒結(jié)溫度為750℃，使用溫度可達(dá)650℃，所以用其制成的裝飾吸音板具有優(yōu)良防火性能．其阻燃性要優(yōu)于阻燃型塑料貼面板。并由于礦棉纖維的直徑在6um左右，其制成板材的導(dǎo)熱系數(shù)要低于軟質(zhì)纖維板，而吸聲效果又優(yōu)于軟質(zhì)纖維板，所以礦棉裝飾吸音板不僅有良好的保濕性能，而且還是—種防治噪聲污染的良好材料，裝于室內(nèi)能使聲音更為悅耳動(dòng)聽(tīng)，并起到調(diào)節(jié)室溫的作用。適用范圍；適用于公共、民用建筑內(nèi)部吊頂、墻面裝修及保溫吸音材料，特別適用于賓館、禮堂、影劇院、體育館、候機(jī)候船室、車(chē)站、廣播電臺(tái)、電話間、教室、地下室等各類(lèi)建筑的內(nèi)部裝飾。起到防火、消聲、隔音、隔熱和調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫作用；礦棉防火裝飾吸音板8.新型防火巖棉吸音板新型巖棉吸聲板是以?xún)?yōu)質(zhì)玄武巖和高爐礦渣為原料，配以焦炭，經(jīng)高溫?zé)齐x心成型的優(yōu)質(zhì)吸聲板材，具有耐高溫，無(wú)毒、不燃、無(wú)味、不霉、不刺激皮膚等優(yōu)點(diǎn)。適用范圍；表觀密度輕、保溫、吸音、防火、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，是較理想的建筑內(nèi)裝飾材料，可廣泛用于建筑物的吊頂、貼壁、隔壁等內(nèi)部裝修，尤其用于播音室、錄音錄像室、影劇院、艦艇、公共建筑走廊、商場(chǎng)、工廠車(chē)間、民用建筑及要求安靜場(chǎng)所?？梢愿纳剖覂?nèi)音質(zhì)，降低室內(nèi)噪音，調(diào)節(jié)室溫，改善勞動(dòng)條件和生活環(huán)境。9.膨脹珍珠巖裝飾吸聲板膨脹珍珠巖裝飾吸音板具有輕質(zhì)、吸音、保溫、隔熱、防火等特點(diǎn)，防火性能最佳。適用范固該板主要用于影劇院、禮堂、錄音室、會(huì)議室及工業(yè)建筑、地下工程中，作為音質(zhì)處理和表面裝飾之用，還可用于紡織廠、空調(diào)機(jī)房等強(qiáng)噪聲環(huán)境，吸音效果明顯。阻燃壁紙及阻燃織物紙是纖維素基質(zhì)材料，十分易燃，早在20世紀(jì)以前阻燃紙已問(wèn)世，各種類(lèi)型的阻燃紙有著廣泛的應(yīng)用。如電氣絕緣中的阻燃牛皮紙；飛船的登月艙的阻燃紙制品；包裝材料工業(yè)采用的阻燃紙板箱；建筑工業(yè)中采用的阻燃壁紙及其建筑構(gòu)件；用以保存有價(jià)值的文史資料的阻燃檔案袋等