2 烴類火實(shí)驗(yàn)
??? 已經(jīng)進(jìn)行過氣體爆炸實(shí)驗(yàn)和沒有進(jìn)行氣體爆炸實(shí)驗(yàn)的對(duì)照試樣上都裝上熱電偶。在對(duì)照試樣上也涂上相同的膨脹型涂料,干膜厚度為進(jìn)行過爆炸實(shí)驗(yàn)試樣的5%以內(nèi)。
??? 將這兩種試樣進(jìn)行同樣的火災(zāi)實(shí)驗(yàn),加熱條件按照1987版BS476標(biāo)準(zhǔn)第20部分附錄D的規(guī)定進(jìn)行。這里規(guī)定了一個(gè)模擬烴類燃料燃燒過程溫度變化的溫度曲線。這個(gè)溫度曲線介于精確測(cè)定的烴類溫度曲線和實(shí)際燃燒室中的溫度曲線之間。也可以將這個(gè)溫度曲線看作是已進(jìn)行過爆炸實(shí)驗(yàn)試樣和其對(duì)照試樣溫度曲線的平均值。所有的Fire-tex膨脹型防火涂料也都進(jìn)行烴類火實(shí)驗(yàn)。
??? 做過爆炸實(shí)驗(yàn)的試樣,51 min后平均溫度達(dá)到了550℃,對(duì)照試樣53min后也達(dá)到了同樣的溫度。所以,可以這樣認(rèn)為,氣體爆炸對(duì)Firetex膨脹型防火涂料性能的影響可以忽略不計(jì),經(jīng)歷過氣體爆炸的涂料與未經(jīng)過爆炸的具有同樣的性能。
??? 烴類火一般比纖維素火更猛烈(見圖1),這一點(diǎn)從BS476標(biāo)準(zhǔn)第20部分的曲線中也可以看出。
?? 還必須注意一點(diǎn),那些設(shè)計(jì)用于纖維素火的防火涂料的性能還是非常有效的。在烴類火實(shí)驗(yàn)中,這些材料的有效性達(dá)到了在纖維素火中的60%左右。
3? Firetex M78在大規(guī)模自然火災(zāi)中的性能
??? 這里要介紹一種膨脹型防火涂料(Firetex M78)噴涂在鋼柱上,暴露在幾種自然火災(zāi)中所表現(xiàn)出的性能。這些性能要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來描述,實(shí)驗(yàn)按照BS476標(biāo)準(zhǔn)第21部分的規(guī)定進(jìn)行。
??? 長(zhǎng)度1m的203X 203uc 52kg的鋼柱,涂上膨脹型防火涂料,涂料平均厚度2.35 mm。將這種試樣與涂有其他涂料的鋼材試樣一起放人防火分區(qū)中。
??? 為了便于直接對(duì)比,還要放人一個(gè)未加涂料的試樣。在試樣中間高度位置的腹板和翼板上固定熱電偶。
??? 防火分區(qū)地面為11 mX 7m,高度約為4m。建筑南側(cè)面上的窗戶提供通風(fēng)。為限制氧氣的進(jìn)入量,進(jìn)而延長(zhǎng)火的持續(xù)時(shí)間,將長(zhǎng)度為2.77 m的窗戶,減小為1.27 m。從地板到天花板下方500mm處的墻壁用灰泥板圍起來。墻頂和組合樓板之間的縫隙用可壓縮纖維堵塞,以適應(yīng)上面樓板的較大變形。
??? 實(shí)驗(yàn)火按照最新版歐洲規(guī)范火災(zāi)部分(BS EN1991—1—2:2002,Eurocode 1:Actions On structures)規(guī)定的參數(shù)設(shè)計(jì)?;馂?zāi)荷載為地板面積每平方米40 kg木材,相當(dāng)于720 MJ/m2的火災(zāi)荷載密度。理論預(yù)測(cè)溫度與實(shí)際測(cè)量溫度的差,與0.043 m-1的通風(fēng)系數(shù)(Av√h/At)和隔墻的熱性能(b系數(shù)=√(pc入)=714J/m2Sl/2K)有關(guān)。
??? 多年來,我們一直根據(jù)暴露在標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線中的相應(yīng)時(shí)間,用時(shí)間當(dāng)量法評(píng)定自然火強(qiáng)度。這種方法是使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在一種自然火中達(dá)到的最高溫度與在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)火中達(dá)到相同溫度所需要的時(shí)間建立關(guān)系。設(shè)計(jì)人員和規(guī)范制定部門都清楚,為了保護(hù)鋼結(jié)構(gòu),這種方法已擴(kuò)展了其適用范圍,并制定了與耐火時(shí)間有關(guān)的性能指標(biāo)。在本實(shí)驗(yàn)中,這個(gè)時(shí)間當(dāng)量預(yù)測(cè)是72min,所以給鋼柱試樣涂上能提供90 min火災(zāi)保護(hù)的涂料厚度,認(rèn)為是合適的。
??? 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是,這個(gè)時(shí)間當(dāng)量接近100min,而不是預(yù)計(jì)的72min。沒有涂料保護(hù)的試樣達(dá)到這個(gè)通常所說的“極限”溫度的時(shí)間,不到30 min,在幾乎整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)過程中,這個(gè)試樣的平均保護(hù)溫度低于極限溫度,只有一處比極限溫度高出10℃。
??? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用在該實(shí)驗(yàn)中試樣所涂的FiretexM78涂料涂過的鋼構(gòu)件,可以在自然火持續(xù)過程中維持其承載量,并能在相應(yīng)的火災(zāi)強(qiáng)度中保持將近100min。
4? 結(jié)束語(yǔ)
??? 總之,上述用Firetex膨脹型防火涂料所作的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),這種防火涂料不僅能針對(duì)劇烈的自然纖維素火提供保護(hù),還能對(duì)爆炸和烴類火進(jìn)行保護(hù)。