钢结构的泡沫防火层 - Wacker Chemie AG


钢结构的泡沫防火层

体育场馆、摩天大楼和机场航站楼等大型建筑必须满足高于正常标准的消防要求。尤其当这些建筑采用的是钢架,钢架在灾难性事故发生时会很快失去稳定性。VINNAPAS®威耐实®EZ 3112是瓦克生产的一种新型基料,有助于提高钢结构的耐热性。

巴西将于2014年和2016年先后举办世界杯和奥运会,全世界都将目不转睛地收看赛况转播。届时,成千上万的粉丝将涌入具有未来主义色彩的巨型体育场馆,一场场惊心动魄的体育赛事将在这里打响,气势磅礴的钢架和钢屋盖营造出明亮通风的馆内环境。钢架虽然自重很轻,但具有出色的承重能力。由于钢架采用了预制构件,因此能够在很短时间内轻松完成组装。钢结构自然就成为展示大厅和机场航站楼骨架结构的理想选择。这种结构方式在远东新兴城市的办公大楼群中尤为受到追捧。但是,随着人口密集度逐渐增大,除了考虑施工效率和美观性以外,安全成了核心问题之一。

打造更为复杂的建筑

瓦克聚合物乳液和树脂部门技术服务经理Wilfried Huster博士与Stefanie Werkstetter在应用技术实验室的储存区会晤。

“建筑正变得日益复杂和精巧。与此同时,建筑仍需要满足各种安全标准的规定,”瓦克聚合物乳液应用技术欧洲区负责人Wilfried Huster博士说。对于防火建筑而言,这一点尤为重要。的确,钢柱本身不易燃,但这种高度稳定的材料却有一个软肋——无法承受炙热的灼烤。当温度达到500 °C时,钢架就会快速软化,建筑就会面临坍塌的危险。“一般而言,钢材会‘漂走’,”瓦克博格豪森生产基地工艺工程师兼应急服务/消防部门负责人Niels Friede博士说。不仅如此,钢材受热后体积会大幅膨胀。“不同于尺寸变化不大的石墙乃至木质墙,钢柱会变长、变宽。如此一来,其他构件会在钢柱的作用下分崩离析,从而进一步破坏结构稳定性,”Friede补充道。

有效提升耐热性

防火涂料正在科莱恩公司实验室接受测试: 当温度上升到200至250 °C,多磷酸铵(涂料的主要成分)开始分解,并与季戊四醇发生反应,产生磷酸酯。随着温度上升,三聚氰胺成分开始分解,产生氨气和氧气,使得磷酸酯的碳磷残留物发生膨胀。

这正是为何防火性能在钢架结构中如此重要的原因。一种解决方案是通过在钢柱表面涂覆膨胀涂料的方法提高其耐火性,一旦发生火灾,这种涂料就会自行膨胀,赋予钢柱更强大的“耐受力”。与其他涂料一样,膨胀涂料的涂覆厚度从只有300微米到几毫米不等,准确厚度视应用要求而定。尽管这些隔热层相对较薄,却具有强大的保护能力。“火灾发生时,涂料会膨胀到原厚度的10倍甚至100倍,从而在钢柱周围形成隔热泡沫层,”Huster说。这种隔热性能源自高密度、超细孔泡沫。泡沫有助于降低钢柱的受热速度,大大延长了其达到临界温度500 °C的时间。“因此,建筑的耐火时间得以大大延长,从而为救援队伍挽救生命争取到更多的宝贵时间,”消防专家Friede补充道。