[摘要]钢结构防火涂料耐火性能试验中基材挠度与温度的关系
通过研究钢结构防火涂料耐火性能试验中 基材挠度与温度的关系,以此考虑通过基材温度达到耐火极限温度的时间作为耐火极限判定条件
钢结构防火涂料耐火性能试验中基材挠度与温度的关系
通过研究钢结构防火涂料耐火性能试验中 基材挠度与温度的关系,以此考虑通过基材温度达到耐火极限温度的时间作为耐火极限判定条件,评价钢结构防火涂料的耐火性能。试验过程中记录基材挠度与温度的变化情况。乌鲁木齐防火涂料厂家表示当挠度达到30mm后每隔20mm记录一次平均温度,当钢梁失去承载能力时终止实验。在耐火试验前期,基材挠度随温度的变化速率较慢,在耐火试验试验后期,挠度随温度的变化速率较快。4次试验温度随挠度的变化趋势基本一致,可以考虑通过基材温度达到耐火极限温度时间作为耐火极限判定条件,评价其耐火性能。
钢结构指由钢材制成的钢梁、钢桁架、钢柱等结构。钢结构具有强度高、密度小、施工方便、施工周期短、环境污染小、抗震、抗弯等优点。在工程建设中,钢结构不但能够增加建筑物的荷载能力，还能满足建筑美感造型的需求，避免了混凝土等其他建筑材料不能拉伸、弯曲的缺陷，目前钢结构被广泛应用于大型建筑中,如厂房、库房、摩天大楼、候车室、候机厅等。虽然钢结构具有较多优点,但在耐火方面又存在缺陷，其机械性能会随着温度的升高而加速下降。钢结构在正常载荷情况下, 500C时就会发生较大形变、失去承载能力而不能继续使用，不加保护的钢结构的耐火极限为15min左右，而火灾场景下通常10min内温度会升到800C以上。因此火灾场景下钢结构容易出现变形或者断裂而失去承载能力,遭到破坏，从而导致建筑物坍塌。
钢结构防火涂料是指涂覆于建筑物或构筑物的钢结构表面,能够形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。除了能够提高钢结构耐火极限、阻止火焰蔓延外，钢结构防火涂料还具有装饰美观作用。钢结构防火涂料的主要组成成分为基料、填料、溶剂、阻燃剂和助剂。钢结构防火涂料由于具有耐火隔热性能好、施工方便、成本低等优点而被大量应用于大型建筑中。
1、耐火性能试验方法
将试件按照要求安装在水平燃烧试验炉上，并按荷载强度进行加载,加载按模拟均匀载荷或等弯矩四点集中加载进行;试验中试件三面受火。其耐火极限判定条件为在规定的升温条件下试件失去承载能力的时间。当试件的最大挠度达到L0/20(L0为计算跨度)时则认为试件失去承载能力。
耐火试验基材选用136b或140b工字型钢梁，根据涂料产品规定的工艺条件对基材受火面涂覆，形成试件,试件养护期满后方可进行试验。
现有标准规定的方法试验装置较为复杂，安装、加载要求高,在持续加载过程中容易发生扭曲，检测难度大.成本高、周期长,国内符合检测资质的检测机构不多,给企业造成不便,阻碍行业发展。
针对目前现状，未来需要寻求更加科学、简单的检测方法来评价钢结构防火涂料的防火性能，因此，本文研究钢结构防火涂料耐火性能试验中基材挠度与温度的关系,希望通过基材温度达到耐火极限温度时间作为耐火极限判定条件,评价其耐火性能,为后续研究其他检测方法提供参考。
2、耐火性能试验、样品
本次选用室内超薄型钢结构防火涂料作为试验样品,采用统一企业生产的同-批次样品以保证样品的- -致性。2.2试验基材
本次试验的基材按照标准要求选用136b工字型钢梁。涂料涂覆前对钢梁进行喷砂除锈及防锈处理。钢梁长度6000mm,计算跨度4600mm。2.3基材上热电偶布置
为测试试验基材的温度，在对钢梁进行涂覆前在钢梁上布置热电偶。在长度方向取3个截面,每个截面设置4只热电偶,热电偶的布置截面和在截面上的具体位置如图1所示。试验中的热电偶选用镍铬-镍硅(K型)热电偶,热电偶丝直径为0.5mm,将热电偶丝低温焊接在直径为12mm、厚度为0.2mm的圆形铜片上。
3、样品施工及养护
根据涂料施工工艺要求在基材表面涂覆涂料至规定厚度,然后将试件置于5C-~35C .50%-80%的环境下进行养护,养护时间不低于10d。2.5试验
涂层厚度测量:试件养护完成后,测量钢结构防火涂料的涂层厚度，3个受火面长度方向上每米不少于2个测量点，对所有测点的实测值求平均值作为涂层厚度。
耐火试验:测量完涂层厚度之后，按要求将试件安装在水平燃烧试验炉上。按试验程序进行试验。试验过程中记录基材挠度和各热电偶的温度变化情况。当挠度达到30mm后每隔20mm记录一次平均温度, 当钢梁失去承载能力时终止试验。当试件的最大挠度达到L/20(L。为计算跨度)时则认为试件失去承载能力。本试验中,钢梁的计算跨度为4600mm,当基材挠度达到230mm时,则认为试件失去承载能力,试验终止。
通过试验及研究分析,钢结构防火涂料耐火性能试验中基材挠度与基材温度存在对应关系，而目前通过基材挠度来判定钢结构防火涂料耐火极限的检测方法难度大、成本高、周期长，不利于企业减负和行业发展。本研究中4次试验温度随挠度的变化趋势基本-致,4次试验基材表面的平均温度为562.2C,与《钢结构防火涂料》(GB14907-2002中附加耐火性能中规定的钢梁内部临界温度538C相差4.5%。因此可以考忠通过基材温度达到耐火极限温度时间作为耐火极限判定条件,评价其耐火性能。但耐火极限温度值还需要大量数据进行验证确定。
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