突发火灾对建筑具有灾难性,要求钢材的耐火性比普通钢材胜一筹。钢材在热循环下会出现以下现象:屈服强度降低,颈缩后受拉杆件的断面削弱,框架几何变形的影响,杆件变形的影响。
说到底,是钢的高温屈服强度的问题。一般认为,200℃以上钢的弹性模量明显下降,300℃以上钢的屈服强度开始下降。为了防止火灾给钢结构造成破坏,提高钢材自身耐火性,远比采用防火涂料和防火屏蔽要省工省料、增加有效使用面积、减少环境污染。
对耐火钢的制定标准σs600℃,1~3h>2/3σsRT。钢结构混凝土构件承受两种高温作用:一种是经常性的正常使用温度,一般在60~300℃,如钢铁厂冶炼和热加工厂房、烟囱以及更普通的压力容器等;另一种是诸如火灾一类的事故性高温冲击,结构表面温度可在短时间内达到900℃。结构都是在载荷和高温双重作用之下,尤其是对于超静定结构,高温下变形受到约束会产生温度内力,进而会影响随后的温度变形和应力分布。
在陶瓷工业窑炉经受高温气氛的区段的耐火物表面常涂以莫来石、氧化铝等颗粒为主要成分,添加粘土或水玻璃等粘结剂而成的耐火性涂剂,以防止耐火物表面与窑炉内烧成物相互熔附和耐火物表面损害。然而在耐火物表面涂以上述涂剂时,涂剂中的水玻璃粘结剂会玻璃化,与耐火物基体产生热膨胀差,形成裂纹而导致涂层剥落,不能充分发挥保护耐火物基体的功能,而且隔热性降低,抗热冲击效果减弱,使耐火物使用寿命缩短,这就需要频繁的维护和修补,又无疑加大了耐火材料和施工的费用。为了克服这些缺陷,一种元剥落、耐氧化、抗热冲击,能有效保护耐火物的耐火性防护涂剂研制成功。