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鋼材的機(jī)械強(qiáng)度隨溫度的升高而降低.當(dāng)鋼材的溫度升高到某一值,而使其失去支撐能力,這一溫度值定義為該鋼材的臨界溫度.

一般常用建筑鋼材的臨界溫度為540℃.對(duì)于建筑物火災(zāi),火場(chǎng)溫度大多在800～1200
℃之間,在火災(zāi)發(fā)生的10分鐘內(nèi),火場(chǎng)溫度即可高達(dá)700℃以上.對(duì)裸露的鋼構(gòu)件,在這樣的火災(zāi)溫度下,也只有幾分鐘其溫度就可上升到500℃而達(dá)到其臨界值,進(jìn)而失去承載能力,導(dǎo)致建筑物垮塌.因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)勢(shì)在必行.對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)有多種多樣的形式和措施,其中使用防火涂料是一種比較理想的方法.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料噴涂在鋼構(gòu)件表面,起防火隔熱保護(hù)作用,防止鋼材在火災(zāi)中迅速升溫而降低強(qiáng)度,避免鋼結(jié)構(gòu)失去支撐能力而導(dǎo)致建筑物垮塌.早在70年代,國(guó)外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和應(yīng)用就開展了積極的工作并取得了較好的成效.80年代初,國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)得到應(yīng)用.隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展,各種建筑象雨后春筍,日益增多,各部門對(duì)使用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料作鋼材防火保護(hù)的要求也日益增加,鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究,生產(chǎn)及推廣應(yīng)用正逐漸進(jìn)入高
潮.

鋼材
（1）鋼材在高溫下的熱物理性質(zhì)
①熱學(xué)性質(zhì)。鋼材的密度。熱傳導(dǎo)率、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)，是決定火災(zāi)條件下鋼材溫度上升速度和鋼結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力的重要參數(shù)。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)大、比熱小是被火燒以后迅速升高溫度的根本原因。
②力學(xué)性質(zhì)。溫度升高，鋼材的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，變化的大小取決于溫度的高低和鋼材的種類。一般溫度較高時(shí)，沒有一個(gè)明顯的屈服點(diǎn)，因?yàn)殇摬牡膽?yīng)力——應(yīng)變曲線沒有水平部分，而是繼續(xù)迅速上升，直到應(yīng)力超過最大值而發(fā)生斷裂。預(yù)先經(jīng)過冷拔或熱處理等的鋼材，其強(qiáng)度大大高于低碳鋼。
③鋼材的彈性模量是應(yīng)力與應(yīng)力引起變形的比率。它是度量鋼材，抵抗變形能力的。在給定應(yīng)力的條件下，鋼材的彈性模量越大，變形就越小。鋼材的彈性模量，一般是隨著溫度的增加而迅速減小。
④鋼材的線脹系數(shù)是表示鋼材由于加熱而產(chǎn)生的膨脹或收縮的特性。溫度升高，鋼材的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，其膨脹系數(shù)是正的；縮短時(shí)，其系數(shù)是負(fù)的。各種鋼材的線脹系數(shù)，根本不取決于鋼的含碳量。鋼隨溫度增加而產(chǎn)生的膨脹，只有在約700°C以下時(shí)才顯得有些規(guī)律，而在700°C以上時(shí)鋼材實(shí)際上己失去了它的所有強(qiáng)度。
⑤蠕變。與荷載作用到材料上去的同時(shí)，出現(xiàn)變形。當(dāng)荷載長(zhǎng)期作用時(shí)，變形也隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。這種隨時(shí)間變化的變形稱為蠕變。鋼材的蠕變率取決于負(fù)荷后的時(shí)間、材料的溫度和材料承受的壓力。由于構(gòu)件類型的差別而變化很大，并且也為荷載和加熱速度強(qiáng)烈地影響著。此外，火災(zāi)以后結(jié)構(gòu)是否能繼續(xù)使用，也影響允許蠕變和鋼材的溫度。一般說(shuō)來(lái)，冷拔鋼的蠕變溫度比低碳鋼的蠕變溫度低。

（2）鋼結(jié)構(gòu)的臨界溫度
①鋼梁的臨界溫度。一般來(lái)說(shuō)，大的荷載可使工型鋼梁的耐火極限降低。鋼梁的破壞則必須等到整個(gè)截面全面到達(dá)屈服點(diǎn)，這需要較高的溫度，而且還取決于其截面的形狀。相對(duì)來(lái)說(shuō)，超靜定梁比靜定梁的；臨界溫度要高，而且上梁底的溫度一般都高于梁頂?shù)臏囟?。下緣和上緣的溫度差可達(dá)100～200°C。當(dāng)有溫度梯度時(shí)，梁的承載能力將低于溫度均布（上下緣平均溫度）時(shí)的荷載能力。
②鋼柱的臨界溫度。它取決于荷載和鋼的性質(zhì)以外，絕大部分還取決于柱子的細(xì)長(zhǎng)比。長(zhǎng)的柱于，在彈性變形的條件下就被壓彎了。所以，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，長(zhǎng)柱子（入≥100）的臨界溫度采用520°C，短柱子（入 <100）的臨界溫度采用420°C。
（3）鋼構(gòu)件的防火保護(hù)
①鋼構(gòu)件的防火保護(hù)方法一般可采取設(shè)置阻火屏障、在鋼構(gòu)件表面澆注混凝土、用不燃材料包覆鋼構(gòu)件和在管材內(nèi)充水，以及在鋼構(gòu)件表面噴涂膨脹原漿防火物、無(wú)機(jī)纖維材料、無(wú)機(jī)防火隔熱涂料等方法。
②噴涂施工與質(zhì)量檢查。防火涂料采用特制的噴涂機(jī)械，將配好的涂料噴涂在鋼構(gòu)件上，根據(jù)耐火等級(jí)要求，噴涂相應(yīng)的厚度。施工過程中則應(yīng)注意必須按照指定機(jī)構(gòu)的防火實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和廠家的建議進(jìn)行施工。噴涂前要清除構(gòu)件表面的油污、灰塵及其它影響粘附力的物質(zhì)，并把安裝在構(gòu)件上的吊架、支撐等先安裝好，而導(dǎo)線、氣管、水管等要在噴涂后再安裝。為了保證質(zhì)量，常要由專門培訓(xùn)的人員施工，由消防監(jiān)督機(jī)關(guān)會(huì)同施工單位抽樣檢測(cè)、驗(yàn)收。

鋼材的物理性質(zhì)：鋼材在正溫范圍內(nèi)，溫度約在200℃以上時(shí)，隨著溫度的升高，鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)和彈性

模量都有變化，總的趨勢(shì)是強(qiáng)度降低、塑性增大；溫度在250℃左右，鋼材的抗拉強(qiáng)度略有提高，而塑性卻降低，因而

鋼材呈現(xiàn)脆性，在此區(qū)域?qū)︿摬脑偌訜幔摬目赡墚a(chǎn)生裂逢。此外，當(dāng)溫度達(dá)到250-350℃范圍內(nèi)時(shí)。鋼材將產(chǎn)生徐變

現(xiàn)象，鋼材的性能受到不同程度的損傷。據(jù)一些專家對(duì)鋼材進(jìn)行溫度試驗(yàn)分析，當(dāng)鋼材在升溫1h，恒溫加熱1小時(shí)后進(jìn)

行檢測(cè)，結(jié)果是有屈服臺(tái)階的16Mn鋼筋在900℃以下時(shí)的強(qiáng)度和延伸率變化很小，溫度達(dá)到1000℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度下降10

％；無(wú)屈服臺(tái)階的冷拔低碳鋼絲經(jīng)過2h升溫至600℃以下，則強(qiáng)度受到影響不大；而溫度在600℃以上時(shí)的極限強(qiáng)度下降

達(dá)40％。據(jù)有關(guān)專家對(duì)大多數(shù)火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)中構(gòu)件鋼筋的測(cè)試結(jié)果表明，混凝土保護(hù)層爆落的預(yù)應(yīng)力板鋼絲受熱溫度超

過600℃，梁柱構(gòu)件鋼筋溫度低于600℃，因而，在一般情況下，火災(zāi)對(duì)鋼筋的影響較比混凝土小，對(duì)于I、II級(jí)鋼筋在

溫度達(dá)到900℃以上時(shí)才有明顯的影響，由于鋼筋構(gòu)件混凝土保護(hù)層的作用，通常構(gòu)件中的鋼筋溫度低于此值，可以說(shuō)

火災(zāi)一般對(duì)I、II級(jí)鋼筋的影響不很大。但是，在600℃以上的高溫卻使冷卻后的冷拔低碳鋼絲強(qiáng)度大幅下降40％左右，

從中可以說(shuō)明火災(zāi)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土板的影響較大，由于建筑荷載大部分承重在板上，從而破壞結(jié)構(gòu)的整體性，造成

更大的危害。