Méthodes d'ignifugation des charpentes métalliques
L'acier perd environ 50% de sa capacité de charge lorsqu'il atteint 1 000oF (537oC). En conséquence, tous les bâtiments à structure métallique et les installations industrielles abritant des occupants humains doivent être protégés contre les incendies afin de donner aux sauveteurs le temps d'évacuer les structures.
L'ignifugation peut être active ou passive. La protection active contre l'incendie consiste principalement en des systèmes d'arrosage, des gaz ou d'autres moyens d'extinction automatique de l'incendie. La protection passive contre l'incendie consiste en des couches sacrificielles appliquées à la surface des éléments en acier afin de donner le temps d'éteindre l'incendie ou d'évacuer les occupants avant l'effondrement de la structure.
La protection contre l'incendie est généralement spécifiée en tenant compte de deux événements potentiels, à savoir les incendies de cellulose et les incendies d'hydrocarbures. La cellulose est constituée de feux de bois qui se développent plus lentement et dont les températures globales sont généralement moins élevées. La protection contre l'incendie de la cellulose est évaluée à l'aide d'une température d'essai graduelle au four qui atteint 2 000oF (1093oC) en quatre heures. La protection cellulosique est utilisée dans les écoles, les habitations, les hôpitaux et les structures commerciales.
Les hydrocarbures sont des combustibles agressifs et des feux chimiques qui développent une chaleur plus élevée plus rapidement. La protection contre les incendies d'hydrocarbures est évaluée à l'aide d'un four d'essai rapide à haute température de 2 000oF (1093oC) dans les cinq minutes et de maintenir cette température pendant toute la durée de l'essai.
La protection contre l'exposition au feu et les essais peuvent également porter sur le carburéacteur, le feu de piscine, l'explosion et le jet de tuyau. Il est donc important que les ingénieurs comprennent les exigences en matière d'ignifugation qu'ils doivent respecter et les options d'ignifugation de l'acier de construction disponibles.
Exigences du code d'ignifugation des charpentes d'acier
Les exigences spécifiques du code varient en fonction de votre juridiction, bien que la plupart d'entre elles soient basées sur des codes modèles tels que les codes ICC/IBC, NFPA ou NORSOk.
Le classement des éléments de construction ou des systèmes d'ignifugation est généralement exprimé sous la forme d'un classement horaire. Par exemple, si un degré de résistance au feu de deux heures est exigé, le système ou les éléments de construction devront satisfaire aux exigences d'un degré de résistance au feu de deux heures dans le cadre d'un essai standard de résistance au feu ASTM E119/UL263 (cellulose) ou UL1709 (hydrocarbures). Les répertoires de résistance au feu peuvent être utilisés pour déterminer les degrés de résistance au feu de divers éléments de construction, comme dans le répertoire fourni par Laboratoires des assureurs.
Les exigences pour un projet de construction donné varient en fonction d'un certain nombre de facteurs, notamment l'utilisation prévue, l'emplacement et la conception. Pour déterminer les degrés de résistance au feu requis pour votre projet, consultez votre code de construction local, reportez-vous aux codes de construction modèles et/ou aux exigences de conception structurelle/architecturale.
Méthodes d'ignifugation des charpentes métalliques
Pour répondre aux exigences du code d'ignifugation passive des charpentes métalliques, plusieurs méthodes sont disponibles.
Matériaux ignifuges appliqués par pulvérisation (SFRM)
La méthode d'ignifugation la plus courante aux États-Unis consiste à appliquer un matériau résistant au feu par pulvérisation (SFRM). Ces matériaux sont généralement composés de ciment et de gypse et peuvent contenir d'autres matériaux tels que de la laine minérale, du quartz, de la perlite ou de la vermiculite. L'ignifugation est appliquée par pulvérisation humide ou sèche, ou peut également être appliquée à la truelle à l'épaisseur requise.
Les SFRM sont généralement utilisés pour l'ignifugation des poutres ou des colonnes en acier. Bien qu'il ne s'agisse pas de leur utilisation principale, les MRSF peuvent également apporter un avantage supplémentaire sous la forme d'une isolation acoustique ou thermique.
Toutefois, les SFRM ne conviennent généralement pas aux surfaces fortement exposées à l'humidité, ce qui peut détériorer le produit. Il peut donc être difficile de les utiliser dans des zones à forte humidité ou dans des zones soumises à des cycles de gel et de dégel. La plupart des SFRM n'offrent que peu ou pas d'inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et une autre protection relative doit être assurée. La préparation de la surface (sablage, apprêts, lattes/attaches, etc.) pour la plupart des MRSF peut être coûteuse et prendre beaucoup de temps.
Revêtements intumescents
Les revêtements en matériaux intumescents résistants au feu (IFRM) constituent un autre matériau d'ignifugation pour l'acier de construction. Une fine couche d'un mélange à base d'époxy est appliquée sur la surface. Lorsqu'il est chauffé, ce revêtement se carbonise, mousse et se dilate - jusqu'à 100 fois son épaisseur initiale - créant ainsi une barrière entre l'élément en acier et le feu.
L'un des avantages de la peinture intumescente est sa légèreté et sa capacité à être utilisée sur des surfaces en acier exposées, sans compromettre le design.
Cependant, les produits intumescents sont très vulnérables à l'exposition environnementale pendant l'application, ce qui peut limiter leurs performances. Le coût des revêtements intumescents est également beaucoup plus élevé que celui des autres options, le coût augmentant à mesure que le degré d'incendie requis est plus élevé.
Les produits intumescents contiennent généralement une inhibition inhérente de la corrosion pour les éléments en acier. La préparation de la surface (sablage, apprêts, lattes/attaches, etc.) pour la plupart des IFRM peut être coûteuse et prendre beaucoup de temps.
Panneau rigide ignifuge
L'ignifugation par panneaux rigides consiste à installer un panneau rigide résistant au feu sur les poutres, les colonnes et les planchers. L'ignifugation par panneaux rigides peut être utilisée dans des phases de construction non séquentielles afin d'être installée "au fur et à mesure". L'ignifugation par panneaux rigides peut également être utilisée dans de nombreux environnements, y compris dans des endroits où les conditions climatiques sont glaciales et avec une grande variété de substrats.
Cependant, l'ignifugation par panneaux rigides est généralement une option plus coûteuse et plus lente à mettre en œuvre, ce qui peut avoir un impact sur les budgets et les délais serrés des projets. L'ignifugation en panneaux rigides n'offre pas d'inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et une autre protection relative doit être assurée (sablage, apprêts, galvanisation, peintures résistantes à la corrosion, etc.)
Systèmes de couverture souple
Les systèmes de couverture souple offrent une isolation combinée contre le feu, thermique et acoustique et ne produisent pas de fumée toxique à haute température. Il s'agit d'un produit léger et polyvalent qui peut être facilement installé, même sur des formes complexes.
En revanche, les systèmes de couvertures souples ne sont pas personnalisables : l'épaisseur du produit est fixée par le fabricant. Ces produits nécessitent également des fixations supplémentaires dans le cadre de l'installation. Enfin, le nombre de fabricants de ces produits est limité.
Les systèmes de couverture souple n'offrent pas d'inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et une autre protection relative doit être assurée (sablage, apprêts, galvanisation, peintures résistantes à la corrosion, etc.)
Béton Portland
Le béton et la maçonnerie étaient autrefois l'une des méthodes les plus courantes d'ignifugation des structures métalliques. De nos jours, le béton Portland est principalement utilisé pour envelopper de grandes surfaces d'acier, comme dans le cas de l'ignifugation de colonnes d'acier.
Cependant, l'ignifugation traditionnelle de l'acier de construction par le béton nécessite un espace plus important, a une empreinte carbone élevée et n'est pas adaptée à la conception. L'ignifugation au béton Portland n'offre que peu ou pas d'inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et une autre protection relative doit être fournie (sablage, apprêts, galvanisation, peintures résistantes à la corrosion, etc.)
Méthodes d'ignifugation des géopolymères
Les méthodes traditionnelles utilisées depuis longtemps dans l'industrie de la construction présentent souvent des inconvénients et ne permettent pas de répondre aux besoins de conception ou d'ignifugation des projets dans un large éventail d'environnements et de complexité.
C'est pourquoi Geopolymer Solutions a créé Béton Cold Fusion® FP250Geopolymer Solutions est un produit ignifuge à pulvériser pour l'acier. L'ingénierie innovante qui sous-tend Geopolymer Solutions fait revivre et réimagine les anciennes méthodes utilisées par les Romains pour créer la nouvelle génération de SFRM.
Notre technologie brevetée de béton géopolymère est un matériau ignifuge de haute densité, sans Portland, qui ne ressemble à aucun autre produit disponible dans le commerce. Le FP250 peut être appliqué à toutes les tailles d'acier, aériennes et verticales - et il n'a jamais été aussi facile d'utiliser l'ignifugation par pulvérisation pour les poutres, les colonnes et les systèmes en acier.
FP250, jusqu'à un degré de résistance au feu de 4,5 heures, peut être appliqué en une seule couche, ce qui vous permet de gagner du temps et d'obtenir un bon rapport qualité-prix par rapport à d'autres produits d'un degré de résistance au feu similaire.
Le FP250 présente un certain nombre d'avantages, notamment
- Résiste à la chaleur extrême sans se dégrader
- Très résistant à l'abrasion
- Très résistant aux chocs
- Très résistant aux acides, aux solvants, aux chlorures et aux sulfates
- Capable de résister aux intempéries et aux cycles de gel-dégel
- Longue durée de vie (estimée jusqu'à 10 fois supérieure à celle du béton de ciment Portland traditionnel)
- Il n'est pas nécessaire de sabler, d'appliquer une couche d'apprêt ou d'utiliser des renforts en treillis ou des baguettes d'angle.
- Installe des inhibiteurs de corrosion inhérents aux conditions extrêmes
- Répond déjà aux exigences de la 5e édition de la norme UL1709
- Dépasse de nombreuses spécifications techniques
La résistance et la durabilité supérieures du FP250 en font un produit hautement recommandé pour les applications où la sécurité est primordiale, telles que les usines pétrochimiques, les centrales électriques, les écoles, les hôpitaux, les installations militaires et les docks.
Grâce à l'utilisation de matériaux recyclés 50-60%, à l'absence de composés organiques volatils et à l'absence de ciment Portland dans notre fabrication, le FP250 est un produit écologique qui peut réduire votre empreinte carbone. Il peut être d'une grande aide pour l'obtention des certifications LEED.
Le FP250 contourne tous les défis posés par les options traditionnelles d'ignifugation, en offrant une solution facile à utiliser, rentable, respectueuse de l'environnement et très performante.
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Acid Test A-Series Vs Portland
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