消防工程学---第6-9章-建筑材料与构件讲解学习.ppt

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1、消防工程学---第6-9章-建筑材料与构件建筑材料高温性能→建筑物火灾危险性大小和发生火灾后火势扩大蔓延速度。结构材料：火灾高温作用下力学强度降低→建筑物的安全。研究建筑材料在火灾高温下各种性能，在建筑防火设计中科学合理地选用建筑材料，以减少火灾损失燃烧性能包括着火性、火焰传播性、燃烧速度和发热量等。力学性能高温作用下，力学性能(如强度性能)随温度变化关系。保证结构材料在火灾高温作用下保持一定强度。发烟性能燃烧生烟－危害人身，妨碍人员疏散和消防扑救，烟气窒息。研究建筑材料高温下的性能包括以下五个方面毒性性能材料燃烧或热解中产生毒气。建筑火灾人员80％因中毒死，

2、研究材料潜在毒性。隔热性能材料导热系数和热容量最重要；材料膨胀、收缩、变形、裂缝、熔化、粉化等影响隔热性能。高温下材料性能：根据材料种类、使用目的和作用等确定侧重研究的内容。例如：砖、石、混凝土、钢材等－无机材料（不燃），侧重高温下物理力学性能及隔热性能。塑料、木材等－有机材料（可燃），建筑中装修和装饰，侧重高温性能时燃烧性能、发烟性能及潜在毒性性能。本章着重介绍钢材、混凝土等建筑材料的高温性能，以及建筑材料燃烧性能分级及试验方法。6.2钢材的高温性能建筑用钢材：钢结构用钢材(各种型材、钢板)和钢筋混凝土结构用钢筋两类。严格技术控制下生产的材料。优点：强度大、

3、塑性和韧性好、品质均匀、可焊可铆、制成的钢结构重量轻。防火：钢材－不燃性材料，耐火性能很差。6.2.1钢的冶炼与分类钢的冶炼主要成分：铁和碳，含碳量2％以下。冶炼：熔融生铁高温氧化→碳含量降低到预定范围→杂质含量降低到允许范围。冶炼方法分类：空气转炉炼钢法、氧气转炉炼钢法和平炉炼钢法。冶炼过程注意：铁被氧化成氧化铁，影响钢材质量，→脱氧。根据脱氧程度的不同钢可分：沸腾钢(脱氧不完全)、镇静钢(完全脱氧)和半镇静钢(脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间)。钢的分类按化学成分:碳素钢和合金钢。碳素钢主体为铁、碳，含碳量小于2％。含碳量<0.25％-低碳钢；0.25~0.

4、6％-中碳钢；>0.6％-高碳钢。合金钢普通低碳钢基础+少量合金元素(硅、锰、铬、钛、钒等）－保证钢的良好塑性、韧性，提高钢强度。低合金钢合金元素总含量<5％；中合金钢合金元素总含量为5％~10％；高合金钢合金元素总含量>10％。6.2.3建筑钢材的高温性能强度随温度↑而↓，降低的幅度因钢材温度高低和钢材种类而不同。广泛使用普通低碳钢力学性质随温度升高的变化特性如图6—1所示。由图可见：<250℃，极限强度比常温时略提高；温度>250℃，下降；温度=500℃时强度降低约50％，600℃时降低约70％。钢材屈服点随温度升高逐渐降低，在500℃时约为常温的50％。

5、导热系数在常温下导热系数为58W／(m·℃)，约为混凝土的38倍。随着钢材温度升高，导热系数逐渐减小，当温度达到750℃时，导热系数几乎变成了常数，约为30W／(m·℃)。钢材导热系数大是造成钢结构在火灾条件下极易破坏的主要原因之一。6.3混凝土的高温性能组成：胶凝材料、水和粗、细骨料－拌合物－一定时间硬化→人造石材。分类：按照表观密度大小：重混凝土(密度>2600kg/m3)、普通混凝土(1900-2500kg／m3)、轻混凝土(800~1900)。重混凝土:骨料－重晶石、铁矿石，屏蔽X/Y射线。普通混凝土:骨料－天然砂、石子，应用最广（桥梁承重、道路路面等

6、）。轻混凝土：轻骨料混凝土、多孔混凝土及无砂大孔混凝土，有保温隔热要求的墙体、屋面等，标号高的轻骨料混凝土也用于承重结构。混凝土的高温力学性质强度：抗压强度等在此略混凝土构件在火灾时升温速度及内部温度分布，－混凝土热学性质和构件的截面尺寸、形状等。导热系数普通混凝土常温下导热系数1.63W／(m·℃)，随T升高而减小；>500℃时为常温80％，1000℃时常温的50％。比热温度升高时比热缓慢↑，火灾高温下混凝土比热取常值921J／(kg·℃)。密度升温条件下，混凝土因内部水分蒸发和发生热膨胀，密度降低。普通混凝土密度随其温度变化关系为：ρ＝2400－0.56T

7、(6-1)ρ－普通混凝土在高温下的密度；T-混凝土温度。混凝土的热学性质6.4其它建筑材料的高温性能石材粘土砖砂浆石膏石棉水泥材料玻璃防火隔热材料无机纤维材料：矿渣棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝纤维。粉状和粒状材料：膨胀珍珠岩等第7章建筑构件的耐火试验7.1建筑构件耐火性能建筑物：建筑构件组成。耐火能力取决于建筑构件抵抗火的能力。包括：组成构件材料的燃烧性能、构件耐火极限。构件的燃烧性能1)不燃性材料：火烧或高温－不起火、不微燃、不炭化。如钢材、混凝土、砖、砂浆、石材、陶瓷棉砖、石膏板、石棉瓦等。2)难燃性材料：火烧或高温－难起火，火源移走－燃烧停止。阻燃处理木材、

8、塑料、板条抹灰隔墙等。3)可燃性材料：