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　　1A414032 建筑防火材料的特性與應(yīng)用

　　一、物體的阻燃和防火

　　燃燒是一種同時(shí)伴有放熱和發(fā)光效應(yīng)的劇烈的氧化反應(yīng)。放熱、發(fā)光、生成新物質(zhì)是燃燒現(xiàn)象的三個(gè)特征�？扇嘉�、助燃物和火源通常被稱(chēng)為燃燒三要素。這三個(gè)要素必須同時(shí)存在并且互相接觸，燃燒才可能進(jìn)行。也就是說(shuō)，要使燃燒不能進(jìn)行，只要將燃燒三要素中的任何一個(gè)因素隔絕開(kāi)來(lái)即可。例如，用難燃或不燃的涂料將可燃物表面封閉起來(lái)，避免基材與空氣的接觸，可使可燃表面變成難燃或不燃的表面。

　　根據(jù)燃燒理論可知，只要對(duì)燃燒三要素中的任何一種因素加以抑制，就可達(dá)到阻止燃燒進(jìn)一步進(jìn)行的目的。材料的阻燃和防火即是這一理論的具體實(shí)施。

　　物體的阻燃是指可燃物體通過(guò)特殊方法處理后，物體本身具有防止、減緩或終止燃燒的性能。物體的防火則是采用某種方法，使可燃物體在受到火焰侵襲時(shí)不會(huì)快速升溫而遭到破壞�？梢�(jiàn)，阻燃的對(duì)象是物體本身，如塑料的阻燃，是使塑料本身由易燃轉(zhuǎn)變?yōu)殡y燃材料;而防火的對(duì)象是其他被保護(hù)物體，如通過(guò)在鋼材表面涂覆一層難燃涂層實(shí)現(xiàn)了鋼材的防火，涂層本身最終還是會(huì)燒毀。由此可見(jiàn)，阻燃和防火兩者并不是一回事。但阻燃和防火的目的都是使燃燒終止，這就使它們有了一定的共性。阻燃通常是通過(guò)在物體中加入阻燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，防火則通常是采用在被保護(hù)物體表面涂覆難燃物質(zhì)(如防火涂料)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而難燃物質(zhì)中通常也加入阻燃劑或防火助劑。從這一角度看問(wèn)題，阻燃和防火的原理是類(lèi)似的。

　　二、阻燃劑

　　目前已工業(yè)化的阻燃劑有多種類(lèi)型，主要是針對(duì)高分子材料的阻燃設(shè)計(jì)的。

　　按使用方法分類(lèi)，阻燃劑可分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑兩類(lèi)。添加型又可分為有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑。添加型阻燃劑是通過(guò)機(jī)械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的;反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)聚合物材料使用性能影響較小，阻燃性持久。

　　按所含元素分類(lèi)，阻燃劑可分為磷系、鹵素系(溴系、氯系)、氮系和無(wú)機(jī)系等幾類(lèi)。

　　三、防火涂料

　　防火涂料是指涂覆于物體表面上，能降低物體表面的可燃性，阻隔熱量向物體的傳播，從而防止物體快速升溫，阻滯火勢(shì)的蔓延，提高物體耐火極限的物質(zhì)。

　　防火涂料主要由基料及防火助劑兩部分組成。除了應(yīng)具有普通涂料的裝飾作用和對(duì)基材提供的物理保護(hù)作用外，還需要具有隔熱、阻燃和耐火的功能，要求它們?cè)谝欢ǖ臏囟群鸵欢〞r(shí)間內(nèi)形成防火隔熱層。因此，防火涂料是一種集裝飾和防火為一體的特種涂料。

　　防火涂料的類(lèi)型可用不同的方法來(lái)定義：

　　1.按所用基料的性質(zhì)分類(lèi)

　　根據(jù)防火涂料所用基料的性質(zhì)，可分為有機(jī)型防火涂料、無(wú)機(jī)型防火涂料和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型三類(lèi)。有機(jī)型防火涂料是以天然的或合成的高分子樹(shù)脂、高分子乳液為基料;無(wú)機(jī)型防火涂料是以無(wú)機(jī)膠粘劑為基料;有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合型防火涂料的基料則是以高分子樹(shù)脂和無(wú)機(jī)膠粘劑復(fù)合而成的。

　　2.按所用的分散介質(zhì)分類(lèi)

　　根據(jù)防火涂料所用的分散介質(zhì)，可分為溶劑型防火涂料和水性防火涂料。溶劑型防火涂料的分散介質(zhì)和稀釋劑采用有機(jī)溶劑，存在易燃、易爆、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，其應(yīng)用日益受到限制。水性防火涂料以水為分散介質(zhì)，其基料為水溶性高分子樹(shù)脂和聚合物乳液等。生產(chǎn)和使用過(guò)程中安全、無(wú)毒，不污染環(huán)境，因此是今后防火涂料發(fā)展的方向。其中，乳液型防火涂料更為世人所關(guān)注。但就目前的技術(shù)水平看，水性防火涂料的總體質(zhì)量不如溶劑型防火涂料，因此在國(guó)內(nèi)的使用目前尚不如溶劑型防火涂料廣泛。

　　3.按涂層的燃燒特性和受熱后狀態(tài)變化分類(lèi)

　　按涂層受熱后的燃燒特性和狀態(tài)變化，可將防火涂料分為非膨脹型防火涂料和膨脹型兩類(lèi)。

　　非膨脹型防火涂料又稱(chēng)隔熱涂料。這類(lèi)涂料在遇火時(shí)涂層基本上不發(fā)生體積變化，而是形成一層釉狀保護(hù)層，起到隔絕氧氣的作用，從而避免、延緩或中止燃燒反應(yīng)。這類(lèi)涂料所生成的釉狀保護(hù)層熱導(dǎo)率往往較大，隔熱效果差。因此，為了取得較好的防火效果，涂層厚度一般較大。即使如此，與膨脹型防火涂料相比，非膨脹型防火涂料的防火隔熱的作用也很有限。

　　膨脹型防火涂料涂層在遇火時(shí)涂層迅速膨脹發(fā)泡，形成泡沫層。泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因?yàn)槠滟|(zhì)地疏松而具有良好的隔熱性能，可有效延緩熱量向被保護(hù)基材傳遞的速率。同時(shí)涂層膨脹發(fā)泡過(guò)程中因?yàn)轶w積膨脹等各種物理變化和脫水、碳化等各種化學(xué)反應(yīng)也消耗大量的熱量，因此有利于降低體系的溫度，故其防火隔熱效果顯著。

　　4.按使用目標(biāo)分類(lèi)

　　按防火涂料的使用目標(biāo)來(lái)分，可分為飾面性防火涂料、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、電纜防火涂料、預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火涂料、隧道防火涂料、船用防火涂料等多種類(lèi)型。其中，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料根據(jù)其使用場(chǎng)合可分為室內(nèi)用和室外用兩類(lèi)，根據(jù)其涂層厚度和耐火極限又可分為厚質(zhì)型、薄型和超薄型三類(lèi)。

　　厚質(zhì)型防火涂料一般為非膨脹型的，厚度為7～45mm，耐火極限根據(jù)涂層厚度有較大差別;薄型和超薄型防火涂料通常為膨脹型的，前者的厚度為3～7mm，后者的厚度為小于等于3mm。薄型和超薄型防火涂料的耐火極限一般與涂層厚度無(wú)關(guān)，而與膨脹后的發(fā)泡層厚度有關(guān)。

　　四、水性防火阻燃液

　　水性防火阻燃液又稱(chēng)水性防火劑、水性阻燃劑，2011年公安部頒布的公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水基型阻燃處理劑》GA 159—2011中則將其正式命名為水基型阻燃處理劑。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的定義，水性防火阻燃液(水基型阻燃處理劑)是指以水為分散介質(zhì)，采用噴涂或浸漬等方法使木材、織物或紙板等獲得規(guī)定的燃燒性能的阻燃劑。

　　根據(jù)水性防火阻燃液的使用對(duì)象，可分為木材阻燃處理用的水性防火阻燃液、織物阻燃處理用的水性防火阻燃液及紙板阻燃處理用的水性防火阻燃液三類(lèi)。木材阻燃處理用的水性防火阻燃液可處理各種木材、纖維板、刨花板、竹制品等，經(jīng)處理后使這些木竹制品由易燃性材料成為難燃性材料;織物阻燃處理用的水性防火阻燃液可處理各種純棉織物、化纖織物、混紡織物及絲綢麻織物等，使之成為難燃性材料;紙和紙板阻燃處理用的水性防火阻燃液則可處理各種紙張、紙板、墻紙、紙面裝飾頂棚、紙箱等易燃材料，可明顯改變它們的燃燒性能，使其成為阻燃材料。經(jīng)水性防火阻燃液處理后的材料一般具有難燃、離火自熄的特點(diǎn)。此外用防火阻燃液處理材料后，不影響原有材料的外貌、色澤和手感，對(duì)木材、織物和紙板還兼具有防蛀、防腐的作用。

　　五、防火堵料

　　防火堵料是專(zhuān)門(mén)用于封堵建筑物中各種貫穿物，如電纜、風(fēng)管、油管、氣管等穿過(guò)墻壁、樓板等形成的各種開(kāi)孔以及電纜橋架等，具有防火隔熱功能且便于更換的材料。

　　根據(jù)防火封堵材料的組成、形狀與性能特點(diǎn)可分為三類(lèi)：以有機(jī)高分子材料為膠粘劑的有機(jī)防火堵料;以快干水泥為膠凝材料的無(wú)機(jī)防火堵料;將阻燃材料用織物包裹形成的防火包。這三類(lèi)防火堵料各有特點(diǎn)，在建筑物的防火封堵中均有應(yīng)用。

　　有機(jī)防火堵料又稱(chēng)可塑性防火堵料，它是以合成樹(shù)脂為膠粘劑，并配以防火助劑、填料制成的。此類(lèi)堵料在使用過(guò)程長(zhǎng)期不硬化，可塑性好，容易封堵各種不規(guī)則形狀的孔洞，能夠重復(fù)使用。遇火時(shí)發(fā)泡膨脹，因此具有優(yōu)異的防火、水密、氣密性能。施工操作和更換較為方便，因此尤其適合需經(jīng)常更換或增減電纜、管道的場(chǎng)合。

　　無(wú)機(jī)防火堵料又稱(chēng)速固型防火堵料，是以快干水泥為基料，添加防火劑、耐火材料等經(jīng)研磨、混合而成的防火堵料，使用時(shí)加水拌合即可。無(wú)機(jī)防火堵料具有無(wú)毒無(wú)味、固化快速，耐火極限與力學(xué)強(qiáng)度較高，能承受一定重量，又有一定可拆性的特點(diǎn)。有較好的防火和水密、氣密性能。主要用于封堵后基本不變的場(chǎng)合。

　　防火包又稱(chēng)耐火包或阻火包，是采用特選的纖維織物做包袋，裝填膨脹性的防火隔熱材料制成的枕狀物體，因此又稱(chēng)防火枕。使用時(shí)通過(guò)壘砌、填塞等方法封堵孔洞。適合于較大孔洞的防火封堵或電纜橋架防火分隔，施工操作和更換較為方便，因此尤其適合需經(jīng)常更換或增減電纜、管道的場(chǎng)合。

　　六、防火玻璃

　　目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的建筑用防火玻璃品種很多，歸納起來(lái)主要可分為兩大類(lèi)，即非隔熱型防火玻璃和隔熱型防火玻璃。非隔熱型防火玻璃又稱(chēng)為耐火玻璃。這類(lèi)防火玻璃均為單片結(jié)構(gòu)的，其中又可分為夾絲玻璃、耐熱玻璃和微晶玻璃三類(lèi)。

　　隔熱型防火玻璃為夾層或多層結(jié)構(gòu)，因此也稱(chēng)為復(fù)合型防火玻璃。這類(lèi)防火玻璃也有兩種產(chǎn)品形式，即多層粘合型和灌漿型。

　　(1)多層粘合型防火玻璃是將多層普通平板玻璃用無(wú)機(jī)膠凝材料粘結(jié)復(fù)合在一起，在一定條件下烘干形成的。此類(lèi)防火玻璃的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、透明度好，遇火時(shí)無(wú)機(jī)膠凝材料發(fā)泡膨脹，起到阻火隔熱的作用;缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低。無(wú)機(jī)膠凝材料本身堿性較強(qiáng)、不耐水，對(duì)平板玻璃有較大的腐蝕作用。使用一定時(shí)間后會(huì)變色、起泡，透明度下降。這類(lèi)防火玻璃在我國(guó)目前有較多使用。

　　(2)灌漿型防火玻璃是由我國(guó)首創(chuàng)的。它是在兩層或多層平板玻璃之間灌入有機(jī)防火漿料或無(wú)機(jī)防火漿料后，然后使防火漿料固化制成的。其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率較高。產(chǎn)品的透明度高，防火、防水性能好，還有較好的隔聲性能。

　　七、防火板材

　　防火板材品種很多，主要有纖維增強(qiáng)硅酸鈣板、耐火紙面石膏板、纖維增強(qiáng)水泥平板(TK板)、GRC板、泰柏板、GY板、滯燃型膠合板、難燃鋁塑建筑裝飾板、礦物棉防火吸聲板、膨脹珍珠巖裝飾吸聲板等。防火板材廣泛用于建筑物的頂棚、墻面、地面等多種部位。