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。根据统计资料，我国建成的100幢超高层建筑中钢结构占了7％，如北京的国贸中心和京城大厦，上海的金茂大厦，深圳的地王大厦等。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350oC、500oC、600oC时，强度分别下降1／3、l／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500oC左右，而一般火场温度达到800～1000oC，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、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10～40ann，耐火极限可达0.5h，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，向建筑的整体美观，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1～10mm，耐火极限亦可达0.5～2h，有些性能较好的涂料即使很薄也可达到1.0-1.5h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长，对于耐火极限要求超过2.0h的钢构件，其使用受到限制。而且薄型、超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向。 

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℃；另一类是硬硅钙石(6CaO·6SiO2·H2O)型硅酸钙保温材料，其最高使用温度为1100oC。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650～1100oC之间。由于硬硅钙石型硅酸钙保温材料可以耐1000oC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。