- 相關(guān)推薦
噴射纖維防火護層材料闡述論文
摘要：本文在介紹噴射無機纖維防火護層材料的歷史，組成以及特點的基礎上闡述了噴射無機纖維防火護層材料的隔熱原理。并最后提出了噴射無機纖維防火護層材料的發(fā)展方向與建議。
關(guān)鍵詞：噴射無機纖維防火護層材料防火隔熱原理發(fā)展前景
0引言
火災給人類的生命財產(chǎn)帶來了極大的損失，特別是近年來，由于建筑物高層化、大規(guī)模化及用途的復合化，火災發(fā)生的因素也隨之增加、火災規(guī)模也日趨擴大。為避免或減少建筑物在火災中發(fā)生垮塌，建筑物的耐火性能這個概念應運而生。耐火性能是材料或組件承受火災并且保持其結(jié)構(gòu)功能和(或)將火災限制在一定空間的性能。因此從概念上講，耐火性能的應用是在建筑物可能暴露于火災的情況下，通過采用防火墻和耐火屋面板等方式防止成片的城市區(qū)域被火災燒毀。為達到該目標，承重或非承重的建筑構(gòu)件都必須設置防火保護并能阻擋火災蔓延。目前，最廣泛使用的隔熱材料是礦物纖維涂覆材料，統(tǒng)稱為噴射耐火材料。
1噴射無機纖維防火護層材料的歷史
噴射無機纖維防火護層材料，歐美在20世紀50年代就開采用。日本在20世紀60年代曾大量采用噴射石棉無機纖維防火護層作為鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火被覆材料，后由于石棉粉塵會癌的問題，而被禁止使用。為此，人們用人造無機纖維作為石的替代品。1972年，美國材料與試驗協(xié)會制定了有關(guān)礦物纖維噴射技術(shù)及施工規(guī)范標準。在2000年修訂的ASTM準中，把這種材料稱為SFRM翻譯為噴射防火(或阻抗火)材料，定義為噴射到基材上以提供對基材進行防火保護的材料。它包括噴射纖維類材料和噴射水泥類材料這2大類。我國一般稱之為噴射無機纖維防火保護材料。
2噴射無機纖維防火護層材料的組成及特點
噴射無機纖維防火護層是將粒狀無機纖維通過噴射施工方式，噴打在被附著表面(基面)上，生成的粒狀棉與粒狀棉再相互聚集，而成附著在基面上有一定形狀的纖維層材料。為使粒狀棉與粒狀棉之間相互結(jié)合緊密形成一體，牢固地附著在基材表面，除了噴射打擊以外，還需配上粘接劑。噴射無機纖維防火護層材料具有以下優(yōu)點:
�、賹︿�、混凝土和木材有很好的附著力。
�、趯崧实�，尤其是在火場高溫下。
�、圪|(zhì)量輕，所增加的質(zhì)量不大，在結(jié)構(gòu)可承受的范圍內(nèi)。
�、茉诟邷鼗饒鲋校穸葲]有明顯變化，護層不熔化、不脫落，能夠使被保護構(gòu)件達到sh以上的耐火極限。
�、莓a(chǎn)品經(jīng)濟，材料費、生產(chǎn)費和施工費的總費用低。
⑥安全性好，在火場中不產(chǎn)生有毒有害氣體。
�、吣秃蛐院茫荛L時間經(jīng)受晝夜溫差和四季溫差以及紫外線的侵襲。
�、嘣诮Y(jié)構(gòu)表面附著的防火護層材料，其表面可進行第2次裝飾處理。
3噴射無機纖維防火護層材料的防火隔熱原理
3.1在一個物體內(nèi)部的傳遞熱隔熱層的作用是防止熱量傳入被除卻的空間，其應具有的特性是:導熱系數(shù)小、容重小、耐高溫性好。
平壁所需隔熱層厚度見式(1):λ=δ[(TZ-TB)α]/(TB-TW)(1)
式中:λ為隔熱層導熱系數(shù)；α為空氣對隔熱層外表面的放熱系數(shù)；TW為隔熱物體的溫度；TZ周圍環(huán)境溫度；δ為隔熱層厚度；TB為隔熱層外表面溫度。
單層平壁導熱速率的工作方程式見式(2):Q=Ka×（t2-t1/b）=△t/R(2)
式中:Q為傳遞熱量；A為傳熱面積；△t溫度差稱為傳熱推動力；b為單層平壁厚度；R為導熱熱阻。導熱系數(shù)k是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一。其值的大小反映物質(zhì)導熱能力的強弱，其值越大，導熱能力越強。通常根據(jù)導熱系數(shù)的數(shù)值來選擇合適的導熱材料，需要減小導熱速率的場合選用導熱系數(shù)小的材料。
也可用式(3)表示:Q=A·λ·△T/L(3)
式中:△T為熱源與基材的溫度差；L為傳熱距離。
3.2在兩個完全接觸的物體內(nèi)傳熱在兩個完全接觸或是一個物體的不同部分，因為溫度梯度的關(guān)系而引起內(nèi)能交換的現(xiàn)象，熱傳導可以定義為熱流與溫度梯度的比值。熱能傳導時與每單位面積的熱傳導速率q以及溫度梯度成正比，有:q/A=αT/αx
設定k為比例常數(shù)，可得式(4):q″=q/A=-kx(αT/αx)(4)
式中:q″為熱流通量；A為熱流量面積；αT/αx為熱流方向的溫度梯度；由此可計算出單位時間所傳導的能量。
4研究的方向及建議
4.1該種材料與其它相似厚型、薄型防火涂料相比，最突出的性能是由無機成份組成，耐候性好、耐火性能穩(wěn)定持久、多年使用不影響其防火性能、耐火時間高。但是該種材料是一層疏松的隔熱防火體系，不能把它歸結(jié)為防火涂料。最確切的歸類應為噴射無機材料類，在消防領域開辟這個新型防火保護品種，發(fā)展該行業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)對發(fā)展我國經(jīng)濟，保護人民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。
4.2急需出臺噴射無機纖維防火保護材料的產(chǎn)品行業(yè)標準。由于消防產(chǎn)品需要消防產(chǎn)品合格評定中心對生產(chǎn)設備、檢測設備等進行驗收，但由于在我國該產(chǎn)品還處于推廣應用階段，沒的統(tǒng)一的驗收標準，合格評定中心也沒法開展相應的評定工作。制定相應的標準時不我待。
4.3對防火保護隔熱材料的類型和厚度的選擇不應孤立進行，而應該結(jié)合建筑、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟、建設的需求和實踐、產(chǎn)品的適用性以及合理的尺寸增長等因素進行選擇。通常，這些實際的因素促成了整個建筑防火保護設計的連貫性和合理的一致性，并能盡量減少不同構(gòu)件的差別。
5結(jié)語
隨著經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，大跨度、超高層建筑越來越多，噴射無機纖維防火護層材料有著獨特的優(yōu)點，噴射無機纖維防火護層材料這種結(jié)構(gòu)防火保護新材料的研制成功，使得我國結(jié)構(gòu)防火保護的措施更加多樣化和環(huán)�；�。
【噴射纖維防火護層材料闡述論文】相關(guān)文章：
碳纖維復合材料制備及電容性能研究論文07-26
聚丙烯高纖維材料用于混凝土防滲的研究論文10-30
橋梁工程中纖維增強復合材料的應用研究論文06-30