摘要：火灾是当今世界上常发性灾害中发生频率较高的一种灾害，又是时空跨度上最大的一种灾害。随着经济飞跃发展，建筑行业也突飞猛进，高楼大厦遍地开花，随之而来在消防安全上也出现了新的问题和挑战。只有掌握各种建筑防火材料的性质和用途，科学合理的选用建筑防火材料，才能保证建筑物的消防安全，最大限度减少发生火灾的危险性。
关键词：防火材料；涂料；火灾预防
经济的不断发展和城市化建设的推进，促进了建筑业的不断发展，而近年来随着火灾的时有发生，建筑消防问题，日益受到人们的关注。对于防范火灾来说，除了加强管理，运用新型的消防材料，也是一项重要的举措。只有掌握各种消防材料的特质和用途，科学合理的选择和应用新型消防材料，才能提升建筑物的防火性能，最大限度减少发生火灾的危险性，降低火灾所带来的损失。统计表明，建筑火灾占火灾总数的79%，死伤占82%。2009年元宵节央视大楼配楼发生火灾，持续燃烧6小时，西、南、东侧外墙装修材料几乎全部烧尽，过火面积达10万平方米，7人受伤，其中一名消防员牺牲。该楼外墙保温材料为挤塑板，也是酿成大火的罪魁祸首。只有掌握各种建筑防火材料的性质和用途，科学合理的选用建筑防火材料，才能保证建筑物的消防安全，最大限度减少发生火灾的危险性。
1、定义
添加了某种具有防火特性基质的合成材料，或本身就具有耐高温、耐热、阻燃特性的建筑材料。
2、防火机理
2.1 凝聚相机理
凝聚相阻燃主要是指阻止有机聚合物的热分解和释放出可燃气体的作用。它可以通过以下方法来实现：
1）添加能在固相中阻止聚合物热分解产生自由基链的添加剂。
2）加入各种无机填料，由于无机填料具有较大的热容值，因而能起到蓄热的作用；同时由于它为非绝热体因而又起到导热的作用。正是由于存在着这些作用，才阻止了聚合物的升温，使他达不到热分解而产生可燃气体的温度。
3）添加吸热后可分解的阻燃剂，如水合三氧化铝等。由于这种添加剂具有吸热后分解的特点，能有效地维持聚合物处于较低温度而不致达到热分解的程度。
4）在聚合物材料表面罩以非可燃性的保护涂层，这样可以使聚合物隔热、隔氧并阻止聚合物分解出的可燃气体逸入燃烧气相。在应用实例中，膨胀型防火涂料具有代表性，由于它受火的作用后能形成大于本身几十倍甚至上百倍的碳素保护层，从而起到绝热、隔氧、保护基质的作用。
2.2 气相机理
气相阻燃对聚合物分解出来的可燃气体产物的燃烧或对火焰反应产生的组织作用。可采用以下手段来实现：
1）采用在热的作用下能释放出活性气体化合物的阻燃剂。这种活性化合物通常能对影响火焰形成或者增长的自由基产生作用。工业上常用的 卤族化合物系即是以此种方式产生作用的典型实例之一。
2）采用在聚合物燃烧过程中能形成细微烟离子的添加剂，这种烟离子能以异相对火焰的增长起作用，主要是对燃烧中自由基的结合和终止起催化作用。
3）选择分解时能释放出大量惰性气体的添加剂。大量惰性气体的存在可冲淡聚合物分解的可燃气体，同时降低聚合物分解产物的温度，因此所获得的混合物与周围的气体氧化剂不能再使火焰增长。
3）在某些情况下，加入的添加剂受热后，并不发生化学变化，而只释放出重质蒸汽。这种蒸汽可覆盖在聚合物分解出来的可燃气体上，影响他与空气和氧气的正常交换，从而窒息了火焰。
3、种类
建筑防火材料种类很多，从燃烧性能角度氛围不燃材料（A级）和难燃材料（B1级），用途上可分为建筑防火板材和建筑防火涂料，下面重点介绍施工常用防火材料的燃烧性能和特征。
3.1 建筑防火板材
由于建筑板材有利于大规模工业化生产，现场施工便捷、迅速，具有较好的综合性能，因而被广泛使用于建筑物的棚顶、墙面、地面等多种部位。近年来，为满足防火、隔音、保温及装饰灯功能的要求，新的产品不断涌现。
3.1.1 石膏板
石膏制品质轻，具有一定保温隔热、吸声性能，而耐火性好。各种石膏板材均是以无机质材料石膏为主体的复合材料。硬化后的二水石膏含21%的结晶水，遇到火灾时，会脱出结晶水并吸收大量热能，蒸发出来的水在石膏制品表面形成水蒸气气幕，能阻止火势蔓延。脱水后的无水石膏仍是热的不良导体和阻燃物。
3.1.2 纤维增强水泥板材
纤维增强水泥板材是指以水泥为基本材料和胶粘剂，以石棉或玻璃纤维为增强材料而制成的板材。它具有厚度小、质量轻、抗拉强度和抗冲击强度高、耐冷热、不受气候影响、不燃烧等特点，可加工性好，可用于各种墙体及复合墙体。常用的纤维增强水泥板材种类有TK板、GRC板、不燃埃特板、石棉水泥平板、穿孔吸声石棉水泥板、水泥木屑板、水泥刨花板等。
3.1.3 钢丝网夹芯复合板材
钢丝网夹芯复合板是以轻质板材为覆面板或用混凝土作面层和结构层，轻质保温材料作芯材所构成的复合板材，他充分发挥了各种材料的特性，使墙体的厚度减薄，墙体的重量大大减轻。
钢丝网夹芯复合板按所用的轻质芯材可分为：钢丝网架泡沫塑料夹芯板，以阻燃型聚苯乙烯泡沫为主的芯材；钢丝网架岩棉夹芯板，用半硬质岩棉板做芯材。
3.1.4 矿棉装饰吸音板
矿棉装饰吸音板是20世纪70年代发展起来的一种新型建筑材料，具有密度低、强度高、吸声隔热、防火防水等优良性能。其使用温度可达650度，阻燃性要优于阻燃性塑料贴面板。适用于建筑内部吊顶、墙面装修及保温隔音材料。
3.1.5 膨胀珍珠岩板
膨胀珍珠岩板是以珍珠岩矿石为原谅制成的一种轻质、多功能材料，具有保温隔热、防火、吸声等优点。该板安装方便，可以使用金属龙骨和木龙骨吊顶，也可使用特制专用胶，粘贴墙面或顶棚。产品规格可根据用户需要生产各种花色图案及尺寸的产品。
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3.2 建筑防火涂料
涂料是一种呈现流动状态或可液化的固体粉末状态或厚浆状态，能均匀涂覆并且能牢固附着在被涂物体表面，并且对被涂物体起到装饰作用、保护作用及特殊作用或几种作用兼而有之的成膜物质。建筑防火涂料是施用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延，或是施用于建筑构件上，用以提高构件的耐火极限的一种特殊涂料。
4.用 途
4.1新型轻质复合材料的应用
4.1.1石膏
石膏是单斜晶系矿物，其主要化学成分为硫酸钙的水合物，具有保温隔热、吸声性能，耐火等级较高，在建筑中应用十分普遍。在建筑中所应用到的各种石膏制品，大都是以无机质材料石膏为主体的复合材料。二水石膏中含有21%的结晶水，应用二水石膏的建筑，如果发生火灾，二水石膏会脱出结晶水同时吸收大量热能，结晶水在蒸发出来以后，将会在石膏制品的表面形成水蒸气气幕，这种气幕能有效阻止火灾蔓延，而且此时的二水石膏仍具有较好的防燃性。由于石膏的防火特性，在建筑消防中，对于石膏的应用较广。石膏应用到建筑中时，经过初凝5 分钟，终凝30 分钟，一周即可完全硬化，由于石膏理论加水量只有18.%，而在实际应用中时，加水量往往超过60%，因此易形成多孔结构，为提高石膏制品的强度，在其中加入石棉纤维等增强材料即可。当然石膏也存在着一定的缺陷，其防水性能较差，因此在建筑中多数只用于建筑的吊顶建设中。
4.1.2新型化工合成阻燃剂
天然纤维阻燃液ZRY是一种具有良好阻燃性能的新型阻燃剂，其无色、无毒、无味、不具有腐蚀性，而且防燃性能强，棉织物、纤维板、木材纸张、刨花板、胶合板及其他的植物纤维制品，经ZRY阻燃处理后，将能显著提升阻燃性能，它遇火不燃烧，能有效地抑制火焰的蔓延，阻止火灾的发生，其遇火不燃烧，仅呈现局部炭化，能有效抑制火焰蔓延，防止火灾的发生。在建筑中天然纤维阻燃液ZRY常应用于装修工程的木结构、窗帘、地毯、壁纸及棉布、麻布织物等易燃物的阻燃处理。
4.1.3新型防火板材
不管是从价格方面来考虑，还是从防火与环保角度来看，与传统板材相比，新型板材往往更受欢迎。建筑业的不断发展，高层建筑的增多，防火要求与高强度要求都在考验着板材的性能。新型防火板以硅质材料或钙质材料为主要原料，与一定比例的纤维材料、轻质骨料、黏合剂和化学添加剂混合，经蒸压技术制成装饰板材，其建筑中使用越来越多的一种新型材料。新型防火板材的厚度一般为0.8mm、1mm 和 1.2mm。新型防火板材的特性主要包括：保温隔热效果良好，据测算其保温、隔热性为玻璃的六倍、粘土的三倍、普通混凝土的十倍；而且由于其材质关系，轻质高性能，质量为同体积普通混凝土的 1/4、粘土砖的 1/3，比水还轻，和木材相当；耐火、阻燃，不会燃烧，即使在高温下也不会产生有害气体。在建筑中，用硅酸钙防火板材保护钢结构，具有施工方便、装饰性好、成本低、损耗小、无环境污染、不受季节和气候影响、干法施工、施工周期短。
4.1.4金属复合板材料
金属复合板又被称作是金属夹心板，由上下两面薄金属板组成，金属复合板的芯材具有低强度、高刚度、高承载，良好的保温效果，通过自动化生产线进行专门加工，可制成金属板材、金属复合板材、金属微穿孔吸声板。金属复合板材料在建筑中，主要应用于钢结构的外墙、屋顶，体育馆的轻质屋顶,洁净厂房的内部隔断、洁净区顶板，冷库的箱体或分隔板材,建筑工地的办公和建筑工人集体宿舍，抗震救灾临时安置房，同时还可将复合材料用于车间、办公、客房甚至手术室的隔断。
4.2新型轻质无机消防材料的应用
4.2.1硅酸钙
硅酸钙属于A级不燃材料，其是由纤维、硅质材料和钙质材料为主制成的轻质板材，其防火隔热性能极佳，不仅具有防火吸声保温特点，还可耐冷热、防水防潮，因此在各种建筑环境中都具有良好的应用前景。在建筑中对硅酸钙新型防火材料的运用，主要是采用硅酸钙防火板构造风道，在夹墙中心配以轻钢龙骨，龙骨夹缝间隙处加以内填岩棉填充，再在外围安装上硅酸钙防火板，再以高强度自攻螺栓高密度定点嵌入，保证防火板整体的可靠性和防水防潮性；利用硅酸钙板做防火隔板或吊顶；钢结构外包防火层，以提高钢结构的耐火性能，保证具有良好的保温、防火、隔热效果。
4.2.2硅酸铝纤维
硅酸铝纤维，也被称为陶瓷棉、耐火纤维，是一种新型的轻质耐火材料，其主要是以天然焦宝石为原料制成的棉丝状无机纤维耐火材料，其主要优点有耐高温，抗压强度好，能够在施工中反复使用，施工较为方便，并且价格较为便宜，而其最大特点在于受热膨胀后自身易开裂，焊缝错动，因此在建筑中，硅酸铝纤维制品主要用于制作各种防火门的芯材、玻璃幕墙、吊顶板材等，起防火隔热作用。
4.3其他新型消防材料的应用
4.3.1酚醛FRP型
与其他材料相比，酚醛类FRP型有机防火材料，氧指数更高，耐火性强，在遇到火灾时，发烟量极小，不会产生大量有毒、有害气体，可以有效地保护火灾现场人员的生命安全。酚醛F R P 成型方法与一般玻璃钢成型方法相同，主要有手糊、喷射、热压、拉挤、S M C、BM C、缠绕等成型方法。酚醛类FRP型有机防火材料，在建筑中主要应用在了高层建筑顶棚及墙壁上，酚醛类FRP型有机防火材料可以大大改进让建筑材料的防火性，减少了建筑物火灾的荷载量，延缓火势蔓延，并且其低烟无有害气体产生的特性，能够为火场人员的逃生疏散带来有利条件，在建筑的消防系统，尤其是高层建筑消防系统里酚醛类FRP型有机防火材料大受欢迎，有效提高了建筑安全可靠性。
4.3.2喷射型防火材料
喷射型防火材料，指该材料能够喷射到要保护的建筑基材表面进行防火保护，喷射型防火材料主要包括喷射水泥类及喷射纤维类的防火材料两种。喷射水泥类的防火材料是由集料、粘结剂及纤维所组成的，在与水混合后形成泥浆，经过管道到达喷嘴口，再被压缩空气打散喷送到所需保护基材上，在建筑上，这种工艺被称为湿混的喷射法；而喷射纤维类的防火材料主要由集料、粘结剂及纤维所组成，通过低压空气流的管道到达喷嘴口，与雾化的水混合喷送到所需保护基材上，相应地这种工艺被称为干混的喷射法。与其他防火材料相比，喷射型防火材料体积小、热容小。在建筑中，喷射型防火材料主要用于防火、隔热、吸声，有助于防止建筑基材表面遇火。
5、结语
随着科技的不断进步，市场上出现了越来越多的新型消防材料，而新型防火材料的各种性能和优势，使得其在建筑消防系统中广泛运用，大大提升了建筑消防系统的安全性和可靠性。新型消防材料在建筑消防中的广泛运用，也给新型防火材料带来了巨大的发展机遇。
参考文献：
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[3]李利君.从消防展看我国防火材料发展趋势[J]消防技术与产品信息,2009(06)
论文作者:郑大晓
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/6
标签：材料论文; 建筑论文; 板材论文; 石膏论文; 火灾论文; 聚合物论文; 性能论文; 《基层建设》2019年第15期论文;