Thép mạ gia tăng khả năng chống cháy trong an toàn xây dựng

Hãy tưởng tượng một trận hỏa hoạn đột ngột bùng phát, những ngọn lửa bùng nổ thiêu rụi mọi thứ trên đường đi.Giải pháp để tăng cường an toàn cháy trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc có thể nằm trong một vật liệu bất ngờ: thép kẽm.

Trong nhiều thập kỷ, công nghệ kẽm đã được đánh giá cao chủ yếu vì tính chất bảo vệ ăn mòn của nó trên các thành phần thép, từ các vít nhỏ và các hạt đến các phần cấu trúc lớn.Nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra một lợi ích bổ sung: lớp phủ kẽm giảm độ phát xạ bề mặt của thép, làm chậm sự gia tăng nhiệt độ của nó khi tiếp xúc với lửa.

The primary challenge in designing steel structures for fire resistance lies in accurately predicting component temperatures at specific time intervals—a process typically requiring extensive iterative calculationsĐể giải quyết vấn đề này, Hiệp hội Galvanizers và Viện Xây dựng Thép (SCI) đã hợp tác để xuất bản hướng dẫn thiết kế đơn giản hóa kỹ thuật cháy cho các thành phần thép kẽm.

Các hướng dẫn bao gồm:

• Bảng thiết kế cháy dựa trên mã Euro:Bao gồm các vạch thép galvanized, vạch tổng hợp, cột và các thành phần căng liên quan đến các phụ lục quốc gia của Vương quốc Anh và Ireland.
• Bảng thiết kế phù hợp với BS 5950:Mở rộng khả năng áp dụng trên các tiêu chuẩn khu vực khác nhau.
• Ví dụ về tính toán chi tiết:Hiển thị ứng dụng thực tế của các bảng thiết kế.

Dữ liệu cho thấy thép kẽm có thể cải thiện đáng kể khả năng chống cháy, đặc biệt là trong các cấu trúc đòi hỏi thời gian bảo vệ ngắn hơn (15-30 phút).Các thành phần kẽm thường duy trì nhiệt độ khoảng 500 °C, duy trì khả năng chịu tải của cấu trúc.

Các loại tòa nhà được hưởng lợi nhiều nhất bao gồm các cấu trúc đỗ xe, nhà ở một tầng, tòa nhà văn phòng và cơ sở công nghiệp.Các cấu trúc có hệ thống phun nước tự động cũng có thể sử dụng thép kẽm, vì việc dập tắt lửa làm giảm thời gian bảo vệ cần thiết.

Sự cải thiện khả năng chống cháy bắt nguồn từ độ phát xạ bề mặt thấp hơn của thép kẽm (0,35 so với 0,70 cho thép trần dưới 500 ° C).tăng nhiệt độ chậm lạiVì độ bền thép xuống cấp nhanh chóng trên 500 ° C, ngay cả việc giảm nhiệt độ khiêm tốn cũng mang lại lợi ích cấu trúc đáng kể.

Các yếu tố phần được định nghĩa là diện tích bề mặt tiếp xúc với lửa (A) trên mỗi đơn vị khối lượng (V) trong EN 1993-1-2 cũng ảnh hưởng đến tốc độ sưởi ấm.Các yếu tố cắt ngang cao hơn đẩy nhanh sự gia tăng nhiệt độ bất kể galvan hóaĐể có hiệu suất tối ưu, các kỹ sư phải xem xét cả tính chất vật liệu và các yếu tố hình học khi lựa chọn các thành phần kẽm.

Dữ liệu thử nghiệm cho thấy các vạch kẽm với yếu tố cắt giữa 75-170 m^-1Lợi ích tiếp tục cho các chùm yếu tố cắt thấp hơn (75 m)^-1cho thấy lợi thế 3 phút).

Phân tích khả năng tải cho thấy những lợi thế nổi bật hơn.^-1, thép kẽm cung cấp hơn 30% khả năng tải cao hơn sau khi tiếp xúc với lửa 15 phút.^-1.

Nhiều nghiên cứu xác nhận độ phát xạ nhất quán của thép kẽm là 0,35 trên các loại thép cấu trúc hiện đại.và Đại học Kỹ thuật Séc đã xác định giá trị này thông qua các thử nghiệm calorimeter và các thí nghiệm lò toàn diệnCác nghiên cứu của Pháp tại CTICM đã xác nhận thêm những phát hiện này thông qua các thử nghiệm cháy tiêu chuẩn trên các phần cấu trúc khác nhau.

Các thử nghiệm toàn diện này cho thấy rằng hành vi nhiệt độ của thép kẽm có thể được dự đoán đáng tin cậy bằng cách sử dụng giá trị phát xạ 0,35,cung cấp cho các kỹ sư một công cụ mạnh mẽ cho thiết kế an toàn cháy.