关键词：硅凝胶；消防灭火；应用与发展
消防防火工作是一项重要的民生工作，需要广大市民群众掌握基本的灭火方法，并将各项灭火设备安装到各类生活场合。从人们日常生活与应用来看，常用灭火方法主要有冷却法、窒息法、隔离法等；常用灭火剂主要有干粉灭火剂、泡沫灭火剂、水、卤代烷灭火剂、二氧化碳灭火剂等，在此基础上进行创新与改革，不断的研发出多种新型灭火方式与灭火材料，促进我国效果行业的发展。
一、水系灭火剂
“水”具有良好的吸热性能，能够对正在燃烧的物质进行冷却、降温。水在常温下为液状，遇热发生气化，形成“水蒸气”，因水分子较大，具有一定的阻隔作用，能够阻止或者是排挤空气，避免空气中的氧气进入燃烧区，降低燃烧区的含氧量。水源是人们日常生活中的重要组成部分，来源较为广泛，与其他灭火剂相比具有较高的廉价性，对环境的污染相对较小。因此，水成为火灾急救工作的主要试剂。然而在实际应用中，水灭火既尚且存在一定的不足之处，例如水具有较强的流动性，水被喷射到火灾现场之后会迅速发生流失，或者受温度的影响，未到燃烧区就已经被气化，水资源的冷却性无法得到良好的展现。
为提升水灭火剂的灭火效率，从现阶段灭火消防的科研成果来看，主要有两种方式：其一，改变水的物理性质；其二，改变水的化学性质。其中，第二种方式是目前应用较为广泛的一种改善水灭火剂灭火效率的方式，改变水的化学性质具体操作为：在水中添加相应的化学试剂，使水与添加剂发生化学反应，增强水的黏着性、湿润性。
硅凝胶作为一种时代发展的新兴产物，在水灭火剂的基础上，适当添加一些试剂，形成“硅凝胶”，提高水遇热后的稳定性，增加水在可燃性物质上的附着时间，提升水灭火剂降温性能与隔热性能，降低水资源的运用量，加速灭火效率，保证灭火过程的安全性与可靠性。
二、硅凝胶的灭火性能
（一）加热稳定性
火灾现场的温度、灭火时间与火灾内部可燃物的燃烧值有关，若火灾内部可燃物燃烧值越大，火灾现场的温度也就越高，灭火时间越长，增加火灾现场水蒸气含量。若火灾现场具有一定的密闭性，会引发“水蒸气爆炸”，增加火灾险情，造成人员伤亡，为火灾抢险救援工作带来更大的困难。为避免该现象的发生，需要减少火灾现场水蒸气的含量，降低水资源的气化率。相关资料显示，对硅凝胶进行加热后，该物质具有较高的稳定性，避免液态水发生气化，降低空气中水蒸气的含量，避免发生“水蒸气爆炸”现象，为消防灭火工作提供可靠保证。
在水中添加硅凝胶试剂，利用烘烤箱对其进行加热处理，观看不同浓度的水与硅凝胶在不同温度、不同时间下的失水率，实验结果如图1所示。由此可见，与纯水相比，添加硅凝胶试剂后，失水率明显下降，且基料浓度与凝胶失水率之间成反比，说明在水中添加硅凝胶试剂，加热后的稳定性提升，单位时间内液态水气化速率与气化量成正比，能够有效提高灭火性能，有效克服纯水消防灭火工作中的缺陷。
（二）保水性
火灾发生如果是由具有可燃性固体所引起的，一般情况下主要运用水灭火剂。考虑到水具有较高的流动性，在灭火过程会发生流失，降低灭火效率与灭火质量。且地下建筑受水渍影响，导致火灾蔓延。为解决该问题，特对水灭火剂实施保水性实验，通过在水中添加硅凝胶添加剂，延长水在可燃物上的停留时间，达到水冷却的效果，增加热能吸收量。
（三）抗燃性
冷却灭火是水灭火剂实施消防灭火工作的主要方法。通过冷却灭火，对火势进行控制，避免火势更进一步蔓延，对周围建筑物起到保护作用，提升灭火效率。硅凝胶具有良好的抗燃性，在水添加相应的添加剂，能够降低未发生燃烧的可燃性物体的可燃性能，增加抗燃性，对火势起到良好的控制作用。
（四）热化学性能
运用示差扫描量热仪，分析硅凝胶与水的相关图谱，对硅凝胶与水的吸热能力与阻化能力进行比较，从中得知水与硅凝胶相比，硅凝胶具有良好的热保护性能，将其添加到水灭火系统中，能够提升水的灭火性能，改变阻化材料的热化学性能。
（五）活化能
活化能是指可燃基材的化学活性热力学参数，通过控制活化能的大小，能够有效对火灾险情进行控制。相关资料显示，若灭火剂所处理过的载体，其活化能越大，说明灭火剂的灭火性能与防火性能越好；若活化能越小，说明灭火剂的灭火性能与防火性能越差。研究人员利用化学公式、物理公式对可燃基材活化能进行计算，从中得知，被硅凝胶处理过后的可燃基材活化能明显高于被纯水处理后的可燃基材活化，说硅凝胶灭火比纯水灭火性能更佳。
三、硅凝胶灭火实验
（一）实验设计
将硅凝胶运用到消防灭火工作中，需要实现制作好硅凝胶灭火系统，使水与添加剂能够充分的结合在一起，提升灭火质量与灭火效率。硅凝胶灭火系统主要由主泵、压力、定量添加系统、流动管路、流量检测系统、配制胶体的水流搅拌系统组成，该系统能够与消火栓进行连接，。其中“A基料”，可调节泵输向搅拌器输送材料；“B骨料”，从主泵处被吸入；“C促凝剂”，螺旋给料器朝着搅拌器输送材料，各种物料通过洒或者是直接注入的方式，朝着火灾区域输送，最终在火灾区,形成凝胶。
（二）可燃物自热灭火实验结果
通过观察可燃物自热后运用灭火设备压注硅凝胶和水后温度变化曲线，从中得知，温度受渗水量、存水量、缝隙漏胶量、高点等因素的影响，随着时间的流逝，可燃物自燃后的温度逐步发生改变，利用水处理的可燃物温度明显高于利用硅凝胶处理的温度，且受硅凝胶处理的温度逐步下降，说明硅凝胶具有良好的灭火性与阻火性。
总结：
综上所述，水作为一种常见灭火灭火剂，具有良好的吸热性能，能够对正在燃烧的物质进行冷却、降温，被广泛运用到火灾现场消防灭火工作中。然而水具有良好的流动性与挥发性，预热容易发生气化，形成水蒸气，引发“水蒸气爆炸”。因硅凝胶加热稳定性、保水性、抗燃性、热化学性能、活化能较高，能够达到最佳的灭火效果。为避免“水蒸气爆炸”、火势蔓延等现象的发生，在水中添加凝胶剂，形成硅凝胶，提升消防灭火工作的质量，保证人们生命安全，降低财产损失，为人们提供一个安全、可靠的居住环境。
参考文献：
[1]徐晓楠,马良,张辛亥,门长青. 硅凝胶在消防灭火中的应用研究[J]. 化学研究与应用,2004,(01)
[2]谭棠. 论硅凝胶在消防灭火中的应用[J]. 河南科技,2012,(20):40. [2017-09-12].
论文作者:魏宁,齐明
论文发表刊物:《科技中国》2017年9期
论文发表时间:2018/2/9
标签：凝胶论文; 灭火剂论文; 火灾论文; 性能论文; 水蒸气论文; 可燃物论文; 发生论文; 《科技中国》2017年9期论文;