一、建筑材料的性能 1．建筑材料的燃烧性 （1）氧指数。建筑材料的氧指数是指维持建筑材料稳定燃烧需要的最低氧含量。建筑材 料的氧指数一般随温度的升高而下降，氧指数 Ol＜26 的建筑材料为可燃性材料，氧指数 Ol ＞26 的材料为难燃性材料。 （2）燃点与自燃点。建筑材料加热到一定程度，能用点火源点燃的最低温度为燃点；不 接触火源，自行起火燃烧的最低温度称力自燃点。 （3）火焰在表面上传播的速度。火焰在单位时间内，沿建筑材料表面延燃的距离，称为 材料表面火焰传播的速度。火焰传播速度的快慢直接影响到火灾发展蔓延的速度，所以，它 是衡量材料火灾危险性的重要指标。 （4）燃烧热与放热速度。建筑材料燃烧放出大量的热，热再反馈给与材料起火点周围连 接的未燃部分， 使燃烧继续维持下去， 直到整个材料全部烧完为止。 如果燃烧放出的热量多， 放热的速率高，则燃烧也会迅速发展扩大。 2、建筑材料的发烟浓度 （1）影响建筑材料发烟浓度的因素 ①烧掉可燃建筑材料的重量与发烟的数量成正比。一般烧掉的可燃建筑材料稍有增加，烟 的数量便有较大的增长。 ②随着可燃建筑材料温度升高，发烟的数量减少。 ③建筑材料阴燃时的发烟量比明火燃烧时的发烟量要多很多。 ④建筑材料在发焰燃烧时， 测得的数值比较集中。 然而， 650C 以前， 在 建筑材料阴燃时， 测得的发烟系数虽然接近，但较分散。 ⑤起火房间内烟的浓度，一，般要小于烟由起火房间流出来的浓度，房间内的发烟量，因 装修材料的类别也有一定的差异。 （2）透过烟的能见距离 透过烟的能见距离是指普通人视力所能达到的距离。烟中含有大量碳的粒于，影响光线透 过，烟的浓度高时，透过的距离短，也就阻挡了人的视线，视线能见距离的大小，对人员疏 散安全具有重要意义。透过烟的能见距离过小时，疏散的人找不到疏散的方向，看不到封闭 楼梯间的门或疏散的标志，影响疏散安全。 (3)烟的毒性 ①烟是物质燃烧的气体产物（CO2、CO、H2O、CH、CnHm、H2)和烟中的粒子（包括游离 碳。干馏粒于、高沸点物质的凝缩液滴等） ，这些物质对人体都有一定的毒性和危害。 ②建筑材料燃烧中毒的危险性。砖混（不燃）结构建筑物比木屋火灾中毒的危险性大，因 在砖混结构房屋中缺氧多，产生二氧化碳的数量也比较多。砖混结构建筑起火时，开窗中毒 的危险性比关窗时中毒的危险性要大。这是因为开窗时，缺氧的程度比关窗时严重。各种有 毒气体集中的部位，多数在顶部，而只有一，氧化碳的最高浓度出现在中部，相当于人呼吸 的部位。所以疏散和抢救时，人最好取较低位置吸气。 ③烟中的有毒气体对人体的危害。被火封锁在建筑物上层的人，吸收气体燃烧产物（其中 包括一氧化碳和其他有毒气体， 以及大量的二氧化碳） 或者因为氧的浓度降低， ， 造成缺氧， 可导致人的死亡。 一般常见物质燃烧生成毒性气体的情况，详见表 3 一 1。 表 3 一 1 一般常见物质燃烧生成的毒性气体 ┌----------------┬--------------------┐

　　│毒性气体 (蒸气） │ 燃烧的物质 │ ├----------------┼--------------------┤ │一氧化碳 │ 一切含碳的可燃物 │ ├----------------┼--------------------┤ │二氧化碳 │ 一切含碳的可燃物 │ ├----------------┼--------------------┤ │氧 化 物 聚氨脂、赛璐珞 │ └----------------┴--------------------┘ 二、建筑材料的分级 国家标准 GB8624 一 88 按燃烧性能将建筑材料分为 4 级。 1．A 级。不燃性建筑材料。凡按国家标准 GB5456 一 85 进行试验，并符合其判定条件（各 种温升超过 50°C、个均持续燃烧时间不超过 20 秒、平均失重率不超过 50％）的材料均属于 这一级。材料在空气中受到火烧或高温作用时，不起火、不微燃、不炭化，如金属。岩石、 粘土砖、硅酸盐、矿棉、混凝土。膨胀珍珠岩、防火玻璃等。 2．B1 级。难燃性建筑材料。凡按国家标准 GB8625—88 的方法进行试验，井符合其判定 条件（试件剩余长度平均值大于 150 毫米，无一 试件剩余长度为零，无一组试验烟气温度 超过 200°C） 的材料属于这一级。 这类材料在空气中受到火烧或高温作用时难起火、 难微燃、 难炭化，当火源移走后燃烧或微燃立即停止。难燃材料一般属复合材料，如纸面石膏板、水 泥木屑板。用防火涂料（如 XE60 一 1、 A60—1）保护的木板等。 3．B2 级。可燃性建筑材料。凡按国家标准 GB8626 一 88 的方法试验，并符合其判断条件 的都叫可燃性建筑材料。如阻燃墙纸、三合板。松木板、普通玻璃钢、阻燃玻璃钢、聚乙烯 制品等。 4．B3 级。易燃性建筑材料。凡不能满足国家标准 GB5456 一 85、GB8625 一 88、GB8626 一 88 要求的材料都是易燃性建筑材料，无需再作特殊检验认定。这类材料极易燃烧，而且 燃烧的速度很快，如普通墙纸、聚乙烯泡沫等。 三、建筑材料的难燃化处理 建筑材料的难燃化处理，就是对一些材料采用某种办法，提高它们的难燃性能。 1．阻燃法 阻燃法是改变材料燃烧性能的一种根本的办法。阻燃法可通过有机材料与无机材料混合、 复合等物理的方法来减弱原来有机材料的燃烧性能，如水泥刨花板、纸面石膏板等，或用化 学阻燃剂浸透、添加，用以抑制可燃材料的燃烧反应，达到难燃的目的。 2．隔绝法 隔绝法或叫隔离法，即在可燃材料表面涂保护膜（防火涂料） ，用以隔热。隔离空气和阻止 材料排出热分解的可燃气体，以便延长可燃材料耐火的时间。 防火涂料可分为无机防火涂料和有机防火涂料两大类。 无机防火涂料的优点是本身不燃烧， 缺点是多数不能防水。有机防火涂料是以油漆为主要原料，添加各种阻燃剂制成的，它的优 点是可以代替油漆，用途比较广泛，粘结牢固，漆膜可靠，防水性能好等，不足之处是本身 可燃或易炭化。 四、常见的建筑材料 1．木材 （1）木材的化学组成 虽然树种很多，但木材的化学组成并没有多大的差别。干木材实测的成分有碳，氢、氧、 氮、灰分等。室内木材长期处于气干状态，其含水量接近于空气的湿度。

　　（2）木材的热分解 分解是较复杂的化合物在适当条件下，化分为两种或两种以上的新物质的化学反应。木材 由常温受热后再慢慢蒸发水分，到 100°C 左右呈干燥状态，继续加热便开始分解，井逐步炭 化。木材在分解时，不仅分解可燃气体，同时也在放热。木材在常温下放热的现象是很不明 显的，大约到 200°C 以后方才突出。 （3）木材的燃烧 木材的燃烧有两种形式，一种是用明火点燃，另一种是什高温度发火自燃。明火点燃是用 火源直接烧到木材，使木材起火。加热自燃，是在火焰与木材接触不到的条件下，靠火焰热 辐射使可燃物受热、分解、升温，并达到可燃物发火自燃的温度，使它发火自燃。 （4）木材燃烧的速度 木材燃烧的速度，是用木材变黑，即炭化扩展的深度来计算的。木材本色与炭化层黑色之 间分界面处的温度，约等于 300℃。木材的密度大时，燃烧的速度缓慢；木材的湿度对木材 燃烧的速度也有同样的影响。木材受热的温度高，而且通风供氧的条件良好时，木材的燃烧 速度也会加快。 （5）木材制品的难燃化处理 ①木材制品的阻燃处理剂。木材制品的阻燃处理剂一般有硼化物、磷化物。卤素化合物和 锑钛化合物等。这些物质一般都具有促进炭化和阻止火焰蔓延、减少燃烧速度的作用。 ②难燃化（阻燃）处理的方法。一般有浸渍法和涂敷法两种。浸渍法是将阻燃浸渍液经加 压（或减压）的方法浸注到已成型的木制品构件中，干燥固化；涂敷法（表面处理法）是将 配制好的阻燃液或各种防火涂料、 各种油漆等用涂刷或喷涂的方法涂敷到木材表面， 然后人 工或自然干燥。 2．塑料 （1）塑料的化学组成 塑料是以天然树脂或人工合成树脂为主要原料，加入填充剂、增塑剂、润滑剂和颜料等制 成的一种高分子有机物。 塑料具有可塑性。 比重小、 强度大、 耐油浸、 耐腐蚀、 耐磨、 隔音、 绝缘、绝热、易切削及易于塑制成型等优越性能。 （2）常用的建筑塑料 ①聚苯乙烯塑料。主要用作泡沫保温材料。 ②硬聚氯乙烯塑料（硬 PVC） 。一般可用作泡沫保温材料。耐腐蚀材料、装饰材料、楼梯 和阳台的栏杆扶手。防调射线材料以及波形瓦等。 ③聚甲基丙烯酸甲酯塑料（有机玻璃 PMMA） 。一般可用作室内高级装饰材料。特种大型 吸顶灯具或作特殊建筑的防护材料等。 ④玻璃钢。一般可用作屋面、吊顶、墙壁。地面、柱面。门窗。水池、水管。电杆、支柱 和家具等。 ⑤泡沫塑料。一般可用作保温、隔热、吸声和防震等。 （3）塑料的燃烧 塑料与多数有机材料一样，遇到高温加热会分解可燃气体，并产生更多的热，使热分解进 一步加剧。塑料的燃烧取决于塑料制品的形状、最终使用状况、引燃时制品被烘烤的条件以 及它的化学成分。热塑性制品受热时容易熔化流动而使它脱离火源，也可能通过“火滴”的流 动使火灾扩大蔓延。热固性塑料制品受热后，形状可能保持不变。不同形状的塑料制品对形 态影响热量的传播速度和起火的难易也有一定影响。 （4）塑料燃烧的产物 ①烟雾。大多数聚合物热分解出的烟雾是浓的或非常浓的，既便是完全燃烧也会有烟，只 不过密 度较小。氨基甲酸乙酯泡沫在阴燃和明火燃烧时都产生浓烟，而且在 1 分钟之内达

　　到伸手不见五指的浓度。各类聚合物产生的烟雾取决于聚合物的性质、添加剂的种类、是明 火或阴燃以及通风条件等因素。 ②毒性。塑料的燃烧产物带来的危害与易燃液体燃烧产物的危害基本相同。然而有些性质 和特点在类似用途的天然材料中是找不到的。 塑料燃烧产生的一氧化碳同样是致命的可燃气 体，二氧化碳也是提高产物毒性的重要组成部分，高聚物中的碳、氢、氧以及硫等元素都可 以产生这样或那样的毒气。 ③腐蚀性。聚氯乙烯热分解产生的大量氯化氢会腐蚀金属，破坏金属结构和生产设备。 （5）塑料的阻燃机理 ①阻燃机理。 一般用改变聚合反应物的分子结构， 或在聚合物加工过程中混入阻燃添加剂， 或通过阻燃剂在合成材料表面起化学反应等方法来达到阻燃效果。 阻燃剂的作用机理有很多 种，究竟哪一种起作用，决定于具体被阻燃材料的体系。 ②阻燃处理的方法。在受热阶段，可加入能形成一种低导热或高反射外膜的添加剂（某种 能在较低温度下分解的热吸收剂或使用膨胀型的涂料） ；在分解阶段，可加入一种能促进有 机材料迅速炭化的添加剂， 能改进塑料结构的添加剂或选用化学结构更为稳定的聚合物来作 阻燃剂；在起火阶段，可加入一种添加剂或聚合单体，使它们在外部热源作用下形成一种气 体，并在气相状态下相互问发生化学反应，从而阻止燃烧的继续；在持续燃烧阶段，则降低 放热速度和向材料传热的速度。 ③在阻燃处理中，应避免误用使燃烧加剧的阻燃剂，也应注意不能因解决了易燃性却加大 了发烟性及可使烟浓度减小但很有限的阻燃处理。 3．钢材 （1）钢材在高温下的热物理性质 ①热学性质。钢材的密度。热传导率、比热、导热系数和热膨胀系数，是决定火灾条件下 钢材温度上升速度和钢结构热应力的重要参数。 钢材的导热系数大、 比热小是被火烧以后迅 速升高温度的根本原因。 ②力学性质。温度升高，钢材的力学性质发生改变，变化的大小取决于温度的高低和钢材 的种类。一般温度较高时，没有一个明显的屈服点，因为钢材的应力——应变曲线没有水平 部分，而是继续迅速上升，直到应力超过最大值而发生断裂。预先经过冷拔或热处理等的钢 材，其强度大大高于低碳钢。 ③钢材的弹性模量是应力与应力引起变形的比率。它是度量钢材，抵抗变形能力的。在给 定应力的条件下，钢材的弹性模量越大，变形就越小。钢材的弹性模量，一般是随着温度的 增加而迅速减小。 ④钢材的线胀系数是表示钢材由于加热而产生的膨胀或收缩的特性。温度升高，钢材的长 度伸长，其膨胀系数是正的；缩短时，其系数是负的。各种钢材的线胀系数，根本不取决于 钢的含碳量。钢随温度增加而产生的膨胀，只有在约 700°C 以下时才显得有些规律，而在 700°C 以上时钢材实际上己失去了它的所有强度。 ⑤蠕变。与荷载作用到材料上去的同时，出现变形。当荷载长期作用时，变形也随时间的 延长而增大。这种随时间变化的变形称为蠕变。钢材的蠕变率取决于负荷后的时间、材料的 温度和材料承受的压力。 由于构件类型的差别而变化很大， 并且也为荷载和加热速度强烈地 影响着。此外，火灾以后结构是否能继续使用，也影响允许蠕变和钢材的温度。一般说来， 冷拔钢的蠕变温度比低碳钢的蠕变温度低。 （2）钢结构的临界温度 ①钢梁的临界温度。一般来说，大的荷载可使工型钢梁的耐火极限降低。钢梁的破坏则必 须等到整个截面全面到达屈服点，这需要较高的温度，而且还取决于其截面的形状。相对来 说，超静定梁比静定梁的；临界温度要高，而且上梁底的温度一般都高于梁顶的温度。下缘

　　和上缘的温度差可达 100～200°C。当有温度梯度时，梁的承载能力将低于温度均布（上下 缘平均温度）时的荷载能力。 ②钢柱的临界温度。它取决于荷载和钢的性质以外，绝大部分还取决于柱子的细长比。长 的柱于，在弹性变形的条件下就被压弯了。所以，在实际应用时，长柱子（入≥100）的临界 温度采用 520°C，短柱子（入 100）的临界温度采用 420°C。 （3）钢构件的防火保护 ①钢构件的防火保护方法一般可采取设置阻火屏障、在钢构件表面浇注混凝土、用不燃材 料包覆钢构件和在管材内充水，以及在钢构件表面喷涂膨胀原浆防火物、无机纤维材料、无 机防火隔热涂料等方法。 ②喷涂施工与质量检查。防火涂料采用特制的喷涂机械，将配好的涂料喷涂在钢构件上， 根据耐火等级要求， 喷涂相应的厚度。 施工过程中则应注意必须按照指定机构的防火实验数 据和厂家的建议进行施工。喷涂前要清除构件表面的油污、灰尘及其它影响粘附力的物质， 并把安装在构件上的吊架、支撑等先安装好，而导线、气管、水管等要在喷涂后再安装。为 了保证质量，常要由专门培训的人员施工，由消防监督机关会同施工单位抽样检测、验收。 4．混凝土 （1）混凝土的组成 混凝土是由胶凝材料（水泥） 、水、粗或细骨料按适当比例配合，搅拌成混合物，经一定 时间硬化而成的人造石材。 混凝土按密度的大小可分为重混凝土、 普通混凝土和轻混凝土三 种。 混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的， 同时也与施工 工艺（搅拌、成型、养护）有关。 （2）混凝土的热物理性能 ①传热系数。混凝土是一种普通的建筑材料，其传热系数，一般不易发生大的变动。 ②比热。混凝土比热随温度的变化很少是有规律的，但用 1.17KJ/KgC 的概数来代表混凝 土的比热，仍偏于安全。 ③强度。一般混凝土的抗压强度随温度的变化而变化，但大量的国素影响混凝土的强度随 温度变化。 此外， 骨料的品种。 大小、 水泥粘结剂和骨料的配合比、 水灰比对混凝土的强度， 就是在常条件下也有影响。 ④弹性模量。 冷却以后混凝土弹性模量的变化， 大大地低于加热状态下混凝土的弹性模量。 当受热混凝土的温度低于 500°C 时，弹性模量随时间变化，井能基本恢复。 ⑤线胀系数。混凝土随着温度变化的膨胀，完全取决于骨料。混凝土的骨料越软，相对地 对混凝土膨胀的影响越小。相反，骨料越硬，对混凝土随温度变化的影响就越强。有些骨料 在升高温度时，由于它的结构发生变化，也会明显地影响混凝土的膨胀。 ③蠕变性质。钢筋混凝土梁一般是允许有较大蠕变的，一般在 500°C 以上，虽然试件已经 产生了很大挠度，但因蠕变而倒塌的还没有。混凝土的蠕变率与预应力钢筋混凝土相比，对 温度是不敏感的。当温度低于 300°C 时，蠕变比钢材高，但到 325℃以上时，则又明显地低 于钢材的蠕变率。 （3）钢筋混凝土构件的临界温度 ①钢筋混凝土构件的临界温度，决定于钢筋和混凝土二者的性能。其临界温度受构件的几 何参数与变形和强度的条件，以及构件的支撑情况、荷载、约束和设计中安全系数的影响。 ②在受压区破坏时， 临界温度取决于混凝上的抗压强度、 变形和安全系数。 受拉区破坏时， 临界温度取决于受热钢筋降低的屈服强度和安全系数，屈服强度降低到工作应力时的强度， 即临界温度。 ③预应力钢筋到达 450°C 时预应力钢筋混凝土梁破坏，而钢筋混凝土梁在钢筋到达 650°C 时才破坏。超静定钢筋混凝土梁的临界温度，比静定梁的要高。PP电子 PP电子平台PP电子 PP电子平台