耐火性試驗的定義是:當材料阻擋火焰的通過并且其暴露的表面垂直于火焰時,在表面上測得火焰擴散速率。此特性可提供火災的量度。在這火災中如果某種材料能將火焰限制住,而另一材料在完全相同的條件下被燒穿,可見前者所提供的防護更好,對耐火性的測定還包括穿透時間和耐火程度。
耐火性試驗對完整系統(tǒng)的考慮比對單獨材料的考慮重要,因為普遍認為組成一個系統(tǒng)的若干單獨的材料的效能不一定體現(xiàn)出整個系統(tǒng)的效能。效能的定義是:耐受標準火焰暴露的時間,這段時間是在觀察列變化過程中第一個臨界點前消逝。此效能用時間的長短來表示,例如2小時和4小時。
建筑耐火材料:
鋼筋
突發(fā)火災對建筑具有災難性,要求鋼材的耐火性比普通鋼材勝一籌。鋼材在熱循環(huán)下會出現(xiàn)以下現(xiàn)象:屈服強度降低,頸縮后受拉桿件的斷面削弱,框架幾何變形的影響,桿件變形的影響。
說到底,是鋼的高溫屈服強度的問題。一般認為,200℃以上鋼的彈性模量明顯下降,300℃以上鋼的屈服強度開始下降。為了防止火災給鋼結構造成破壞,提高鋼材自身耐火性,遠比采用防火涂料和防火屏蔽要省工省料、增加有效使用面積、減少環(huán)境污染。
對耐火鋼的制定標準σs600℃,1~3h>2/3σsRT。鋼結構混凝土構件承受兩種高溫作用:一種是經(jīng)常性的正常使用溫度,一般在60~300℃,如鋼鐵廠冶煉和熱加工廠房、煙囪以及更普通的壓力容器等;另一種是諸如火災一類的事故性高溫沖擊,結構表面溫度可在短時間內達到900℃。結構都是在載荷和高溫雙重作用之下,尤其是對于超靜定結構,高溫下變形受到約束會產(chǎn)生溫度內力,進而會影響隨后的溫度變形和應力分布。
陶瓷纖維
在陶瓷工業(yè)窯爐經(jīng)受高溫氣氛的區(qū)段的耐火物表面常涂以莫來石、氧化鋁等顆粒為主要成分,添加粘土或水玻璃等粘結劑而成的耐火性涂劑,以防止耐火物表面與窯爐內燒成物相互熔附和耐火物表面損害。然而在耐火物表面涂以上述涂劑時,涂劑中的水玻璃粘結劑會玻璃化,與耐火物基體產(chǎn)生熱膨脹差,形成裂紋而導致涂層剝落,不能充分發(fā)揮保護耐火物基體的功能,而且隔熱性降低,抗熱沖擊效果減弱,使耐火物使用壽命縮短,這就需要頻繁的維護和修補,又無疑加大了耐火材料和施工的費用。為了克服這些缺陷,一種元剝落、耐氧化、抗熱沖擊,能有效保護耐火物的耐火性防護涂劑研制成功。