大型鋼結(jié)構(gòu)建筑建設工期短，收益快，是建造廠房、庫房、商場等的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。根據(jù)統(tǒng)計資料，我國建成的100幢超高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)占了7％，如北京的國貿(mào)中心和京城大廈，上海的金茂大廈，深圳的地王大廈等。可以預測，隨著城市規(guī)模的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑業(yè)的應用具有非常廣闊的前景。
鋼結(jié)構(gòu)建筑具有耐火性能差的致命弱點。在未進行防火處理的情況下，其本身雖然不會起火燃燒，但火災時，強度會迅速下降，一般結(jié)構(gòu)溫度達到350C、500C、600C時，強度分別下降1／3、l／2、2／3。據(jù)理論計算，在全負荷情況下，使鋼結(jié)構(gòu)失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為500?C左右，而一般火場溫度達到800～1000?C，在這樣高的溫度下，裸露的鋼結(jié)構(gòu)會很快出現(xiàn)塑性變形，產(chǎn)生局部破壞，造成鋼結(jié)構(gòu)整體倒塌失效。
2．結(jié)構(gòu)防火保護方法
對于鋼結(jié)構(gòu)防火保護材料，無論采取何種方法都應具備以下幾點：（1）安全無毒；（2）易于與鋼構(gòu)件結(jié)合；（3）在預期的耐火極限內(nèi)可有效地保護鋼結(jié)構(gòu)；（4）在鋼構(gòu)件受火后發(fā)生允許變形時，防火保護材料應不至破壞而仍能保持原有的保護作用：（5）經(jīng)濟合理。
2．1 噴涂法
目前，我國在大型鋼結(jié)構(gòu)防火工程中常采用噴涂法，這種方法有利于梁柱結(jié)點及桁架的處理，但施工時對環(huán)境略有污染。防火涂料包括以無機材料為主的厚型非膨脹涂料，或以有機材料為主的薄型、超薄型膨脹涂料。厚型防火涂料的噴涂厚度一般在10～40ann，耐火極限可達0.5h，甚至更長時間。由于厚型防火涂料的成分多為無機材料，因此其防火性能穩(wěn)定，長期使用效果較好，但其單位重量較大，涂料組分的顆粒較大，涂層外觀不平整，影，向建筑的整體美觀，因此大多用于結(jié)構(gòu)隱蔽工程。而薄型、超薄型防火涂料的噴涂厚度一般1～10mm，耐火極限亦可達0.5～2h，有些性能較好的涂料即使很薄也可達到1.0-1.5h的耐火極限。因此某些結(jié)構(gòu)需要暴露、荷載量要求苛刻的鋼結(jié)構(gòu)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極限不長，對于耐火極限要求超過2.0h的鋼構(gòu)件，其使用受到限制。而且薄型、超薄型防火涂料多屬于有機膨脹型，由于有機材料的老化而導致涂料防火性能的降低也是一個不容忽視的問題，因此薄型防火涂料長期使用的防火穩(wěn)定性需進行深入的研究。
2．2包敷法
鋼結(jié)構(gòu)防火保護技術(shù)中用普通粘土磚、混凝土作鋼結(jié)構(gòu)防火保護層，因保護層太厚，增加了建筑物荷載， 目前采用的比較少。國外一些工業(yè)發(fā)達國家，如英國、丹麥、德國、日本等國較多采用無機防火板材對大型鋼構(gòu)件進行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、無石棉硅酸鈣隔熱板等，包板的厚度根據(jù)耐火極限的要求而定。這種方法具有施工方便、裝修面平整光滑、成本低、損耗小、無環(huán)境污染、施工周期短、耐老化等優(yōu)點，推廣前景好，是鋼結(jié)構(gòu)防火保護新的發(fā)展方向。
我國從80年代中期著手研究無石棉硅酸鈣制品,目前生產(chǎn)的硅酸鈣保溫材料主要有三類，一類是托背莫來石（5CaO·6SiO2·6H2O）型硅酸鈣保溫材料，zui高使用溫度為650℃；另一類是硬硅鈣石（6CaO·6SiO2·H2O）型硅酸鈣保溫材料，其zui高使用溫度為1100?C。zui后一類是托背莫來石和硬硅鈣石混合晶型的制品，zui高使用溫度介于650～1100?C之間。由于硬硅鈣石型硅酸鈣保溫材料可以耐1000?C以上的高溫，因而使用硬硅鈣板對鋼構(gòu)件進行包敷是一種理想的鋼結(jié)構(gòu)防火保護新技術(shù)。
3．硬硅鈣板的生產(chǎn)工藝及技術(shù)性能
3．1生產(chǎn)工藝
硬硅鈣板的原料主要有硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料。可用作硅質(zhì)原料的有粉狀石英砂、硅藻土、硅灰、膨潤土、稻殼灰等；鈣質(zhì)原料包括生石灰、消石灰及電石渣等。
生產(chǎn)硬硅鈣板，一般先將硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料在高溫（200?C）、高（2MPa）條件下經(jīng)過動態(tài)水熱反應制備成硬硅鈣石活性漿料，反應過程為
6SiO2+6Ca（OH）2=6CaO·6SiO2·H2O+5H2O
然后在料漿中加入耐堿玻璃纖維、棉紙漿纖維等增強材料，攪拌均勻后壓濾成型。再將成型后的濕坯烘干，制成容重小、導熱系數(shù)低的硬硅鈣板。
4．鋼構(gòu)件的防火保護結(jié)構(gòu)
根據(jù)鋼構(gòu)件種類、外形、安裝部位、防火要求的不同，需要有不同的設計結(jié)構(gòu)和施工方法，科學、合理地設計安裝結(jié)構(gòu)，對耐候性能有很大的影響。即使同一種板材，保護相同的鋼構(gòu)件，設計結(jié)構(gòu)不同，會得到迥然不同的結(jié)果，科學的鋼結(jié)構(gòu)防火保護會大大提高鋼結(jié)構(gòu)的耐候性能。
5．結(jié)論
硬硅鈣板是代表90年代先進水平的理想鋼結(jié)構(gòu)耐火保護新型裝飾防火板材，特別適用于高層（超高層）寫字樓、賓館、大型商業(yè)中心、娛樂中心、計算機房、大型工業(yè)廠房、庫房等鋼結(jié)構(gòu)建筑及防火重點區(qū)域的防火保護和裝飾工程。
硬硅鈣板以CaO和SiO2為主要原料，經(jīng)高溫高壓水熱反應，配以增強纖維壓制成型，具有質(zhì)輕、強度高、隔熱性能好、尺寸穩(wěn)定等特點，可任意鋸、釘、鉆、削、刨等加工，可直接在工廠或現(xiàn)場鋸裁，現(xiàn)場拼接組裝，施工方便。該板材無毒，不含石棉，在高溫或發(fā)生火災時不產(chǎn)生有害氣體。其主要成分為硬硅鈣石，理化性能穩(wěn)定，可長期使用，為半*性材料，可確保耐火性能幾十年基本不變，它的耐候性能是鋼結(jié)構(gòu)防火涂料所*的。
用硬硅鈣板保護鋼結(jié)構(gòu)具有施工方便、損耗少、效率高、不受季節(jié)和氣候影響、無環(huán)境污染、施工費用低、耐久等優(yōu)點，必將成為設計部門、施工單位和用戶的方案之一，推廣應用前景看好。
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