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氯氧镁材料防火特性浅析
来源:青海镁业 | 作者:pmoa809fde2 | 发布时间: 2016-07-11 | 3021 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

材料的防火与耐火是社会生活与生产十分关切的问题。作为人类赖以生存的建筑就要求房屋建筑材料具有不燃性或阻燃性好的防火性能,否则就会在火灾中危及人身安全和财产损失。在经济建设中的钢铁冶金、建材水泥、玻璃、陶瓷生产以及国防军工基础材料的生产中,都要求由具有耐火材料筑成各式窑炉,否则就维系不了正常的生产。作为防火与耐火材料,通常都是无机材料(聚氟和氟碳材料除外),它们间的性能有共性也有质和量的差异,其共性都是不燃性材料,是指防火与耐火材料在空气中受到火焰或高温作用时不起火,不微燃,不炭化材料,具有防止起火和火势扩大的作用。其差异是火焰温度和耐火时间(也即耐火极限)的不同,耐火材料具有高于防火材料的高温性能。在工业上定义耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。而且在高温长时间的作用下保持有一定的高温力学性能和体积安定性及材料稳定性,诸如:硅质砖、镁质砖、钢玉质材料含碳耐火材料及含锆材料都称之为耐火材料。

作为耐火材料的形成工艺基本上都是烧结而成,不可能是气凝性和水硬性固结的无机质非金属材料,诸如:水泥基、石膏基、水玻璃、氯氧镁水泥、石灰基等无机胶凝材料形成的固结体是形成不了耐火材料的。人们熟知的镁质耐火砖就是以烧结镁砂与含Al2O3和SiO2的材料混合经压制成型在1500℃~1600℃下烧结制成。

因此作为气凝性的氯氧镁材料是防火材料而不是耐火材料,但它又是防火材料中最突出且具有一定的耐火防高温性能的材料。

从氯氧镁材料的结构组成和组成物成份浅析防火抗温性。在室温至50℃的范围内,氯氧镁材料中的MgO与MgCl2及水的相互作用所形成的硬化体内的结构相主要产物是:

5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O和一定量的3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O和Mg(OH)2的混合物,结晶相内含有8个结晶水,是高于所有气凝性和水硬性无机胶凝材料硬化体的含结晶水量。熟知的石膏硬化体:CaSO4·2H2O仅含二个结晶水;硅酸钙:5CaO·6SiO2·5H2O含5个结晶水;水泥硬化体:3CaO·SiO2·3H2O和2CaO·SiO2·2H2O其结晶水总合也就是5个。当氯氧镁材料受到火焰热源作用时,首先是火焰热源将结晶相中的水缓慢释放为水蒸汽,有效的延迟了火焰热量从热源到被保护构件的传递,由于氯氧镁材料的结晶相含水量远高于其他无机胶凝材料,所以它的防火阻热作用也高于其他组成物。

此外结晶相的组成物中含有MgCl2,Cl2是卤系阻燃剂,氯有较好的耐热性和耐光性,也增加了氯氧镁材料的防火防热性。在组成中的Mg(OH)2是MgO水解的产物,MgO是高温金属氧化物,MgO的耐火度2800℃,居所有耐火常用氧化物之首,因此氯氧镁材料具有防火防高温的性能。但是氯氧镁材料又不可能如同硅砖、硅酸铝质、钢玉质、镁质、锆质耐火材料那样形成耐高温的耐火材料。因为在持续高温作用下,当结晶水汽化完毕,结晶水作用丧失,结晶水不可以在胶凝体之间起到桥梁连接作用,使其逐渐散开,逐渐化解成散松状态(表现为粉化),从而失去强度,不构成耐火材料的要求。

以水泥为基料的混凝土构件在低于350℃以下使用时强度基本无损失,若超越600℃强度急剧降低,失去使用安全性。这就是结构中的结晶水丧失,致使强度丧失的原因。

氯氧镁材料的燃烧性能与建筑耐火极限的相关规范要求。在GB8624标准中,材料的性能分级为:A-不燃材料、B1-难燃材料、B2-可燃性材料、B3-易燃性材料。

不燃性材料是指在空气中受到火焰或高温作用时不起火、不微燃、不碳化。难燃性材料是指在空气中受到火焰或高温作用时,难起火、难碳化、难微燃。当火源撤走以后,燃烧或微燃立即停止。可燃性材料是指在空气中受到火焰或高温作用时可起火、可碳化,当火源移走后仍能燃烧或微燃。易燃:立即起火,而且火焰传布速度很快。

氯氧镁材料从组成物和组成结构而言都不具有可燃烧的基本条件,在以镁水泥为基料,外加植物纤维为增强材料所形成的轻体隔墙。经国家耐火构件质量监督检验中心检测,在燃烧炉内按平均升温≤50℃情况下,隔墙板无持续燃烧现象,试体质量损失率为46%,属于A级不燃材料。在GA160-2004《不燃无机复合板》标准中采用镁水泥制造的玻镁板列入不燃性材料。

在GBJ16-2001《建筑设计防火规范中》,把建筑材料的耐火等级分为四级:

某企业采用镁水泥为基料的植物纤维为增强材料所形成的"植物纤维复合空心隔墙板"经国家建材测试中心测得耐火极限为1.5h,福建龙岩测得的耐火极限>1h;江西南昌测得为1.18小时,按照GBJ16-2001标准,氯氧镁材料作为非承重的建筑构件,用于隔墙板和吊顶板,屋面承重构件是完全能满足规范要求的。

作为用于建筑构件的氯氧镁材料,除了满足燃烧性能属A级不燃材料外,还应满足建筑耐火极限的要求,按照GB/T9978《建筑构件耐火试验方法》,所谓耐火极限是指:在标准耐火试验条件下,建筑构件、配件或结构从受火的作用时起,到失去稳定性、完整性或隔热时止的这段时间。

通俗的理解为材料或制品从受到火灾作用起,到失去支持能力或发生穿透裂缝或背面温度升到180℃时止,这段时间称为耐火极限。

作为燃烧系统可采用轻柴油、天然气、煤气或丙烷作燃料系统的燃料。燃料由储油(气)罐通过管道输送到喷嘴与高压鼓风机送来的空气混合,喷入炉内燃烧。燃烧产生的烟气经烟道闸板进入烟囱。

至于燃烧温度是以实际火灾相似的火焰温度为依据。

对于进行耐火极限试验时,在急速升温过程中,当试体湿度大于(体积含水率)5%或密度含水率大于2%~3%,往往会出现试体的爆裂,这样就产生了试体穿透裂缝而达不到耐火极限的要求,但这并没有真实反映试体材料的耐火极限。所以进行耐火检验时,试体材料一定要注意含水率的严格控制。

对于材料的防火与耐火性能要求要根据实际的使用要求和火灾热源的不同而异,不能千篇一律。例如:防火门根据GBT45标准,可分为甲级防火门(耐火极限1.2h),乙级防火门(耐火极限0.9h),丙级防火门(耐火极限0.6h)。

总之,氯氧镁材料是突出的防火材料和具有一定的耐火防高温性能,但不是耐火材料,因此需扬长避短发挥它应有的功能作用。

    
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