對鋼結構防火保護板的相關探討

摘要：文章針對鋼結構防火保護板的特性和相關防火性能作出了相關的淺述。

關鍵詞：鋼結構；防火；保護板

0前言

近年來， 國外一些工業發達國家如英國、德國、日本、丹麥等國較多采用無機防火板材對大型鋼構件進行箱式包裹。防火保護板能鋸能切， 可任意切割組裝，還可以制成異型件， 用于各類鋼結構的防火保護。它將防火材料和飾面材料合二為一， 與復合結構相比大大地節省了空間， 適用于結構體積大且形狀簡單的鋼結構的防火保護， 特別適合在多工種交叉施工、不允許濕作業的工程中使用， 因而具有廣闊的應用前景。

1 防火板

與采用鋼結構防火涂料相比， 防火板這種防火保護方式具有耐久性好、外觀光滑平整、無環境污染， 施工周期短、不受季節和氣候的影響等諸多優點， 質量也比較容易得到控制， 但它對形狀復雜的鋼構件施工包覆有一定的困難。

1.1 防火保護板特性

根據密度和使用厚度， 可將防火保護板分為防火薄板和防火厚板二大類[ 5] 。它們均為A 級不燃性材料， 受火時不爆裂、不產生皺紋， 高溫下具有低的收縮率。

防火薄板使用厚度大多在6～ 15 mm之間， 密度在800～ 1 800 kgPm3之間， 主要用作鋼柱、鋼梁經防火涂料涂覆后的裝飾面板。這類板材包括各種短纖維增強的水泥壓力板、纖維增強的普通硅酸鈣板以及各種玻璃布增強的無機板。

防火厚板的特點是密度?。ㄒ话阍?00 kgPm3 以內） 、導熱系數低、耐高溫（ 使用溫度可達1 000 e 以上） ， 其使用厚度可根據耐火極限的要求確定， 大致在12～ 50 mm之間， 由于本身具有優良的耐火隔熱性能， 可直接用于鋼結構的防火保護， 提高結構的耐火極限。防火厚板主要有硅酸鈣防火板及膨脹蛭石防火板二種。

當采用防火板進行鋼結構防火保護時， 生產廠家應提供產品對相應構件的耐火性能檢驗報告， 并且提供產品的導熱系數、密度和比熱等參數。常用防火板主要技術性能可按表2 采用。

表2 常用防火板主要技術技能

項目

常用外形尺寸（mm）

長×寬×高

密度（kg/m3）

最高使用溫度

導熱系數（W/（m.K））

蛭石防火板

1000×610×（20～65）

430

1000

0.11

硅酸鈣防火板

1220×2440×（12～50）

400～900

1000～1200

0.06～0.23

1. 2 構造結構

根據鋼構件的種類、外形、安裝部位、防火要求的不同， 需要有不同的設計結構和施工方法。科學、合理地設計安裝結構， 對其耐久性能至關重要。國外的先進經驗是： 用防火板材保護鋼構件時， 防火保護板材不緊貼鋼構件翼緣。這樣能減少直接通過防火板向鋼構件傳導的熱量， 較大程度地延緩鋼構件到達臨界溫度失去穩定性的時間， 可有效地提高鋼構件的耐火極限[ 6] 。

總的來說， 采用防火板保護鋼結構時， 其結構構造和施工方法必須與進行耐火極限檢驗時的條件基本一致， 并應注意做好板與板的連接部位的處理。若此處處理不當， 一旦遇火極易形成熱橋， 使局部溫升加快，從而影響鋼構件整體的防火性能。

采用防火板的防火保護構造基本有如下幾種：

（ 1） 利用板材自身厚度進行相互連接， 見圖2；

（ 2） 采用龍骨固定板材的方式， 見圖3；

（ 3） 完全利用高溫耐火黏結劑， 進行板材相互連接；

（4） 采用自身材料為固定塊（ 底材） 輔以高溫耐火黏結劑見圖4；

（5） 在鋼構件上預埋鋼釘， 進行板材固定的方法，見圖5；

（ 6） 板材本身不固定， 利用外面覆層咬合而成的固定方式， 見圖6；

（ 7） 采用復合結構的防火構造（ 以防火涂料或柔性隔熱材料為防火材料， 以防火板為護面板） 。

5 結束語

目前， 在對鋼結構進行防火保護時， 涂覆防火涂料和包覆鋼結構防火保護板是應用最廣泛的， 前景最廣闊的兩種方法。

鑒于這兩種防火保護方式的特點， 在實際應用中應綜合考慮結構類型、耐火極限要求、工作環境等因素合理地進行選擇。建議對于外露的柱、梁等大型構件采用防火保護板進行保護， 以提供美觀、持久的防火保護； 對于網架、桁架等裸露的形狀復雜的結構型式以及截面尺寸小的構件， 采用薄型和超薄型防火涂料進行保護， 以保留建筑優美的造型； 對于室內隱蔽鋼結構、高層等性質重要的建筑， 宜選用厚涂型鋼結構防火涂料。當構件的耐火極限要求超過215 h 時， 應選用厚型鋼結構防火涂料和防火保護板； 耐火極限要求115 h以下時， 可選用超薄型鋼結構防火涂料。

對于大型辦公、商用、住宅等人員密集場所的鋼結構的防火保護來說， 除了具有穩定持久的防火性能要求外， 還應具有較好的環保性能和裝飾性能。因此， 建議將這兩種鋼結構防火保護方式有機地結合起來。在工程應用中， 綜合使用防火板和厚型鋼結構防火涂料。即將防火涂料涂覆于鋼構件表面， 再用防火板采用箱式包敷的方式制成防火保護層， 起到防火隔熱作用， 并且可在防火板上直接進行裝修， 以滿足建筑產業化的需求。

參考文獻：

[1] 于永忠， 吳啟鴻， 葛世成. 阻燃材料手冊. 北京： 群眾出版社， 1997. 657.

[2] 徐曉楠， 周政懋. 防火涂料。北京： 化學工業出版社， 2004.84.

[3] 李引擎. 建筑防火工程. 北京： 化學工業出版社， 2004. 343.

[4] 朱春玲， 黃琦. 膨脹型鋼結構防火涂料配方與應用技術的探討. 消防技術與產品信息， 2001， （ 7） ： 18- 21.

[5] DGPTJ 08_008_2000， 建筑鋼結構防火技術規程.

[6] 邊福利， 陳棟梁， 商德民. 鋼結構防火保護新技術. 消防技術與產品信息. 2001， （ 7） ： 15_17.