探讨建筑施工中防火材料的应用

时间：2024-04-25

史云龙

辽宁省检验检测认证中心（辽宁省产品质量监督检验院）辽宁沈阳 110000

为适应规模化、大型化、现代化的建筑发展趋势，近年来我国建筑防火材料的性能和质量不断提升，技术标准不断更新，各类新型建筑防火材料也在不断涌现。为保证防火材料较好服务于建筑工程，本文围绕建筑施工中防火材料应用开展具体研究。

1 建筑防火材料分类

1.1 有机防火材料

有机防火材料，以酚醛防火材料为例，其阻燃效果好，发烟度也比较低，顺应当前社会经济的发展要求。此外，酚醛还具有很好的耐热性、耐高温性，因此，在选择酚醛灭火时，不会发生变形，且氧指数很高，在此种情况下，当发生火灾时，燃烧难度会加大，同时，酚醛发烟量有所限制，能大大提高现场人员的生命安全[1]。

1.2 喷射防火材料

以往的喷射防火材料在我国的使用数量比较少，而新型喷射防火材料主要是借助喷射方法来把防火材料喷射到基础材料之上，旨在实现对基础材料的防火处理，能有效保护基础材料。通过研究与实验，新型喷射防火材料具有质地轻、阻燃、吸收噪音、隔热性情况与烟量少等多种优势。因此，应用此种防火材料之后，一旦发生火灾，就不会出现脱落或开裂等现象，因此，其被广泛的应用到建筑消防系统中。

1.3 SiO2 气凝胶

气凝胶（aerogel）是一种纳米多孔网状结构的固体材料，在热学、光学、电学、力学、声学等领域具备突出性能，是具有巨大应用价值的军民两用技术。气凝胶根据成分共分为二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶等四种类型。当前，二氧化硅气凝胶因为拥有绝佳的绝热性能而备受关注，技术也最为成熟，市场对于气凝胶产业的主要关注点由二氧化硅气凝胶的绝热应用展开，也是目前生产工艺最成熟，价格最低廉的气凝胶材料[2]。

SiO2 气凝胶（SA），具有高比表面积（500m2/g-1200m2/g）、高孔隙率（80%-99.8%）、低密度（0.003g/cm3-0.5g/cm3）、低导热率（0.005W/（m·K）-0.1W/（m·K）等优异的性能2，这些优异的性能使得SiO2 气凝胶在隔热保温、吸音等方面有所应用。

由于SiO2 气凝胶非常脆、力学性能较差（弯曲强度只有0.018MPa）、吸湿性较强等缺点。通过引入柔性链段和添加纳米纤维等，将硅气凝胶与纤维复合可改善硅气凝胶的力学性能，同时保持其良好的阻燃性能；以水玻璃为硅源，TMCS 和HMDS 为输水改性剂，可以制备具有良好疏水性的SiO2 气凝胶，使其同时具有极好的防水性能。SiO2 气凝胶具有熔点温度极高，不燃耐火的特性，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39 倍，其应用于防火电缆的前景也值得探讨。

为了提高电气线路的安全水平，越来越多的人开始关注电缆的阻燃问题。然而，当火灾实际发生时，电缆由于其管道里的金属很容易发生燃烧断电，但民用建筑内发生火灾时，人员的疏散指示系统、消防应急照明、火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统以及其他应急设施的启动和维持正常工作均需要电力的供应。

1.4 硅酸钙防火涂层

涂层表面均光滑、平整，无裂缝或孔洞出现。燃烧后，普通涂层起泡大、排列松散，炭层有脱落现象；含针状硅酸钙的涂层起泡多、排列紧密均匀，无脱落现象，颜色比普通涂层深。一方面，普通涂层起泡更大，说明它的膨胀度更优，但起泡有脱落迹象，说明它的粘结强度更低；另一方面，含针状硅酸钙涂层起泡致密均匀，颜色较深，说明其内部阻燃物质的分布更均匀，能阻止涂层连续燃烧，生成物多为未充分氧化的黑色物质。普通涂层被引燃的时间更早，热释放速率峰值、总热释放量、产烟量和烟气生成速率更大。可见含针状硅酸钙的涂层在燃烧过程中的阻燃性能更优，猜测这与它能形成隔热性更好的炭层有关。与试验后的照片相互印证，充分说明加入针状硅酸钙能令涂层在燃烧过程中表面受热膨胀，起泡均匀致密，更有效地延缓了燃烧的进程。。针状硅酸钙促使聚磷酸铵的表面均匀地包覆了一层纳米尺寸的三聚氰胺。在火焰燃烧的条件下，每一个聚磷酸铵的反应点都有气源三聚氰胺与之协同反应，形成致密均匀的炭层。该炭层可对涂层内部的可燃物质形成密封，使其内部可燃气体难以逸出，外部热量和氧气难以到达涂层内部，从而提高阻燃效果。

1.5 碳酸钙防火材料

碳酸钙防火材料属于A 级不燃烧材料，其具有高度的隔火与隔热特征。此种材料既有一定的防火吸收噪音的优势，还能达到一定的防水防潮目的，基于此，该材料的应用优势极其明显。另外，硅酸钙施工操作也比较便捷，耗费成本也比较低，耗损也比较小，清洁无污染，也不会受到气候与季节等因素的影响。同时，碳酸钙防火材料的施工周期很短，耗时短，能有效加快工程进度。由此可见，硅酸钙属于消防工程建设中不可或缺的重要材料，其主要被用于制造防火板，以更好的设置出风道，可让钢结构外部包裹一层防火层，还能借助硅酸钙来设置吊顶与防火隔板，能大大提高钢结构的保温性能、防火性能与隔热性能。当前，硅酸钙新型防火材料的应用范围越来越广，这就说明硅酸钙防火材料在建筑消防系统中的发展前景十分广阔[3]。