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木材阻燃技术丢份儿应用和存在的问题

发布日期:2012-03-04 18:24 作者:admin 点击:

   木材在建筑业中广泛应用。但其固有的易燃性,限制了其应用范围。在国家颁布的《建筑设计防火规范》中将其火灾危险性列为丙类,即可燃固体,而按照《建筑内部装修设计防火规范》,其燃烧性能等级为B2级,即可燃性,若不经阻燃处理,则不能作为建筑顶棚的装修材料,在墙面装修使用中也受到很大限制。为了控制木材火灾危险性,扩大应用范围,必须对其进行阻燃处理。

  一、木材阻燃处理技术的发展

  我国在5000年前已采用木柱外面涂泥土的方法来防火。后来采用将木质巨大梁柱用漆布包缠后再涂以黏土、石膏等难燃性物质。在沿海地区,早就用海水处理过的木材用于建造灯塔。20世纪60年代,我国研制成功非膨胀防火漆,如过氧乙烯防火漆等。在20世纪70~80年代,先后研制成功膨胀型防火涂料,如氨基树脂型防火涂料,用作木质材料的饰面型防火保护层。20世纪80年代以后,我国许多大学、研究所相继开展了木材阻燃处理研究工作。公安部1990年将《我国阻燃技术现状及其相关政策研究》列入消防科技发展规划,责成四川消防科研所为项目负责人,并由北京理工大学等6所高校和院所参加,立项进行研究。1994年4月,提出了课题研究报告。目前我国市场上出现了一大批木材阻燃产品,大多采用聚磷酸铵或者以氨基树脂固定阻燃剂。

  二、木材阻燃剂的阻燃原理

  阻燃剂的阻燃途径有:抑制木材高温下的热分解;抑制热传递;抑制气相及固相的氧化反应。以上阻燃途径不是孤立的,而是相辅相成、相互补充、互为因果的。一种阻燃剂往往具有一种以上的阻燃作用,并有自己的侧重面。因而木材阻燃剂配方中一般都选用两种以上复合成分,各成分相互补充,相互加强阻燃效果,产生协同作用。

  木材阻燃处理按照处理工艺可分为表面涂覆处理和浸渍处理两种。表面涂覆是在后加工成型的木材及其制品表面上,涂覆阻燃剂或阻燃涂料,或者在其表面黏贴不燃性物质,通过这层保护达到隔热隔氧的阻燃目的。表面涂覆的优点是能有效控制火势蔓延、药剂量较少,对木材物理力学性质影响小,操作方便,设备简单。缺点是一旦保护层破损,阻燃性能随即消失。

  木材涂覆用的防火涂料按防火涂料阻燃功能分为非膨胀型防火涂料和膨胀型防火涂料。

  非膨胀型防火涂料通过涂料本身的难燃性或不燃性,或者通过涂层在火焰下释放出不燃气体并在表面形成釉状物的绝氧隔热膜来保护基材。非膨胀型防火涂料又分为有机和无机两类。非膨胀型无机防火涂料有较好的耐热性、不燃性、不发烟,原料易得,价格优惠,施工方便。但涂料附着力差,不耐潮湿,易龟裂。非膨胀型有机防火涂料有醇酸树脂防火涂料、聚氨酯防火涂料、环氧防火涂料、聚氯乙烯防火涂料等。

  膨胀型防火涂料较非膨胀型防火涂料品种多,性能优越,是世界防火涂料发展方向。膨胀型防火涂料受热后,首先是涂料中基料发生软化熔融,然后达到分解温度的发泡剂释出不燃气体,使其膨胀,形成泡沫层。同时,脱水碳化催化剂发生分解,生成强酸性物质,它与泡沫层物质发生缩合反应,熔体黏度不断增加时,泡沫层高度随之增加,并发生进一步交联反应。当泡沫层体积达到大时,泡沫层产生凝固和炭化,形成多孔性海绵状炭化层结构,含碳泡沫层具有很好的隔氧隔热保护作用。

  膨胀型防火涂料由基料、阻燃体系、助剂和分散介质组成,有溶剂型膨胀型防火涂料、水性膨胀型防火涂料。

  木材阻燃处理的另一种方法是浸渍处理,使用的阻燃剂有磷酸胍阻燃剂、硼酸锆阻燃剂、聚磷酸铵阻燃剂等。阻燃处理分为常压法和真空—加压法两种。常压法是在常压下将木材浸泡在黏度较低的阻燃药剂中。加压法是将木材置于高压罐内,先抽成真空,然后加压将阻燃药剂压入木材内部。浸渍处理后的木材阻燃效果取决于药剂的吸药量,吸药量大小取决于4个因素,一是木材的构造特性,二是阻燃剂的性能,三是处理的木才的含水率,四是阻燃处理方法,阻燃药剂浸入木材内部的深度取决于阻燃处理方法。

  三、木材阻燃技术的应用及存在问题

  阻燃木材主要应用于:

  1. 工业建筑和民用建筑的阻燃建筑结构材料和构件。如承重柱、屋顶支架,防火门框等。

  2. 用作建筑内部装饰材料。《建筑内部装修设计防火规范》规定,天然木材的燃烧性能等级为B2级,不能作为各种场所的顶棚装修材料,而对其进行阻燃处理能够解决装修材料燃烧等级不够的问题,即能满足现实需要,又不降低整体安全性能。

  3. 用作车辆和船舶的内部装修材料。

  4. 用在军事部门,如军火弹药的木制包装箱。

  5. 用于地下建筑,如作为矿井中的坑道支架。

  木材阻燃技术已得到广泛运用,但使用中仍存在一些问题,一是目前市场销售的防火涂料种类繁多,使用单位不按使用基材选用涂料,如将钢结构防火涂料用在木材上,不但达不到防火要求,而且耗资耗时,隐患依存。二是片面宣传防火涂料功能,有意夸大防火用途,同时使用中存在错误认识,比如认为木材涂刷防火涂料后燃烧性能等级能够达到A级(不燃性),能够在任何场所中使用,而实际上即使经过阻燃处理的木材燃烧性能等级也只能做为B1级装修材料使用,并不适用于所有场所。三是在施工过程中,不按程度作用,如装修工程中常将其它材料贴附在天然木材上后,再对外露的木材涂刷或喷涂防火涂料,而不涂隐蔽部位。另外,施工单位偷工减料,不按操作规程,不懂喷涂技术,随意估算涂层厚度,不按规定的涂覆比进行涂刷喷涂,或涂刷次数不够,或不按规定的干燥时间复涂。而公安消防机构在监督检查中也缺乏必要的质检手段和统一的验收技术标准,不能对其阻燃程度加以定量分析衡量,影响了防火阻燃处理的效果。

  解决上述存在问题,需要通过强化质检工作,对建筑装修工程所使用的木制材料,按规范规定的等级要求进行抽样检验。加大宣传教育力度,使建设、施工单位选用符合消防要求的阻燃剂。加强对木材阻燃材料市场的规范管理等方面入手。
 

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