Brandwerende methoden voor constructiestaal
Staal verliest ongeveer 50% van zijn draagvermogen wanneer het 1.000oF (537oC). Daarom moeten alle stalen gebouwen en industriële installaties met mensen erin beschermd worden tegen brand, zodat reddingswerkers de tijd hebben om de structuren te evacueren.
Brandbeveiliging kan actief of passief zijn. Actieve brandwering bestaat voornamelijk uit sprinklersystemen, gassen of andere middelen om de brand automatisch te blussen. Passieve brandbeveiliging bestaat uit opofferingslagen die op het oppervlak van staalelementen worden aangebracht om tijd te geven om de brand te blussen of de bewoners te evacueren voordat de constructie instort.
Brandbeveiliging wordt meestal gespecificeerd op basis van twee potentiële gebeurtenissen: cellulose- en koolwaterstofbranden. Cellulose bestaat uit houtbranden die een langzamere warmteontwikkeling hebben en over het algemeen een lagere algemene temperatuur ontwikkelen. De brandbeveiliging van cellulose wordt beoordeeld aan de hand van een geleidelijke oventemperatuur die 2.000°C bereikt.oF (1093oC) in vier uur. Cellulosebescherming wordt gebruikt in scholen, woningen, ziekenhuizen en commerciële gebouwen.
Koolwaterstofbranden bestaan uit agressieve brandstof- en chemische branden die sneller een hogere hitte ontwikkelen. De bescherming tegen koolwaterstofbranden wordt beoordeeld met behulp van een geschikte testoven met een hoge temperatuur van 2.000oF (1093oC) binnen vijf minuten en houdt die temperatuur vast gedurende de hele test.
Andere bescherming tegen brand en testen kunnen bestaan uit Jet Fuel, Pool Fire, Blast en Hose Stream testen. Het is daarom belangrijk dat ingenieurs begrijpen aan welke brandwerende eisen ze moeten voldoen en welke brandwerende opties voor constructiestaal beschikbaar zijn.
Brandwerende eisen voor constructiestaal
Specifieke codevereisten variëren afhankelijk van uw rechtsgebied, maar de meeste zijn gebaseerd op modelcodes zoals de ICC/IBC, NFPA of NORSOk.
De brandklasse van constructiedelen of brandwerende systemen wordt meestal uitgedrukt in een uurwaarde. Als bijvoorbeeld een brandwerendheid van twee uur vereist is, moeten het systeem of de constructie-elementen voldoen aan de eisen voor een brandwerendheid van twee uur in een standaard ASTM E119/UL263 (cellulose) of UL1709 (koolwaterstof) brandwerendheidstest. Brandwerendheidsgidsen kunnen worden gebruikt om de brandwerendheid van verschillende bouwelementen te bepalen, zoals de gids van Underwriter's Laboratories.
De vereisten voor een bepaald bouwproject variëren op basis van een aantal factoren, waaronder het beoogde gebruik, de locatie en het ontwerp. Om de vereiste brandwerendheid voor uw project vast te stellen, raadpleegt u uw lokale bouwvoorschriften, modelbouwvoorschriften en/of structurele/architecturale ontwerpeisen.
Brandwerende methoden voor constructiestaal
Er zijn een aantal methoden beschikbaar om te voldoen aan de passieve brandwerendheidseisen voor constructiestaal.
Spray-Applied Fire-Resistive Material (SFRM) (opgespoten brandwerend materiaal)
De meest gebruikte brandwerende methode in de Verenigde Staten is het aanbrengen van brandwerend materiaal door middel van spuiten (spray-applied fire-resistive material, SFRM). Typische SFRM's zijn samengesteld uit cement en gips en kunnen andere materialen bevatten zoals minerale wol, kwarts, perliet of vermiculiet. De brandwerende laag wordt aangebracht als een natte of droge spray, maar kan ook worden getroffeld tot de vereiste dikte.
SFRM wordt meestal gebruikt bij het brandwerend maken van stalen balken of kolommen. Hoewel het niet de primaire toepassing is, kan staalplaatisolatie ook een bijkomend voordeel bieden in de vorm van akoestische of thermische isolatie.
SFRM's zijn echter meestal niet geschikt voor oppervlakken met een hoge blootstelling aan vocht of vochtigheid, waardoor het product kan verslechteren. Hierdoor kan het moeilijk te gebruiken zijn in gebieden met een hoge vochtigheidsgraad of waar vorst-dooicycli voorkomen. De meeste SFRM's bieden weinig tot geen onafhankelijke corrosieremming voor stalen elementen en er moet een andere relatieve bescherming worden voorzien. De oppervlaktevoorbereiding (stralen, primers, latten/bevestigingen, enz.) voor de meeste SFRM's kan duur en tijdrovend zijn.
Brandwerende coatings
Brandwerende coatings (IFRM) zijn een ander brandwerend materiaal voor constructiestaal. Een dunne laag van een mengsel op basis van epoxy wordt op het oppervlak aangebracht. Bij verhitting gaat deze coating barsten, schuimen en uitzetten - tot wel 100 keer de oorspronkelijke dikte - waardoor er een barrière ontstaat tussen het stalen element en het vuur.
Een van de voordelen van opzwellende verf is het lage gewicht en de overeenkomstige mogelijkheid om te worden gebruikt op blootgestelde stalen oppervlakken, zonder afbreuk te doen aan het ontwerp.
Opzwellende producten zijn echter zeer gevoelig voor blootstelling aan omgevingsinvloeden tijdens het aanbrengen, wat hun prestaties kan beperken. De kosten van opzwellende coatings zijn ook veel hoger dan andere opties, waarbij de kosten toenemen naarmate de vereiste brandklasse hoger is.
Opzwellende producten bevatten meestal een inherente corrosieremming voor stalen elementen. De oppervlaktevoorbereiding (stralen, primers, latten/bevestigingen, enz.) voor de meeste IFRM's kan kostbaar en tijdrovend zijn.
Hardboard brandwering
Brandwerende vlonders bestaan uit het aanbrengen van een harde brandwerende plaat op balken, kolommen en vloeren. Rigid board brandwerende platen kunnen worden gebruikt in bouwfasen die niet opeenvolgend zijn, zodat ze "tijdens het werk" kunnen worden aangebracht. Brandwerende vlonders kunnen ook in veel omgevingen worden gebruikt, waaronder plaatsen met vriesweer en met een verscheidenheid aan ondergronden.
Brandwerende beplating is echter meestal een duurdere en trager te installeren optie, wat gevolgen kan hebben voor krappe projectbudgetten en tijdschema's. Stijve brandwerende platen bieden geen onafhankelijke corrosieremming voor stalen elementen en er moet voor andere relatieve bescherming worden gezorgd (stralen, primers, galvaniseren, corrosiebestendige verf, enz.)
Flexibele deken systemen
Flexibele deken systemen bieden gecombineerde brand-, thermische en akoestische isolatie en produceren geen giftige rook bij hoge temperaturen. Het is een lichtgewicht en veelzijdig product dat gemakkelijk te installeren is, zelfs op complexe vormen.
Er is echter geen maatwerk mogelijk met flexibele deken systemen - de dikte van het product wordt bepaald door de fabrikant. De producten vereisen ook extra bevestigingsmiddelen als onderdeel van de installatie. Tot slot zijn er maar weinig fabrikanten van deze producten.
Flexibele dekselsystemen bieden geen onafhankelijke corrosieremming voor stalen elementen en er moet een andere relatieve bescherming worden voorzien (stralen, primers, galvaniseren, corrosiewerende verf, enz.)
Portland Beton
Beton en metselwerk waren vroeger een van de meest gebruikte methoden voor het brandwerend maken van constructiestaal. Tegenwoordig wordt portlandbeton voornamelijk gebruikt om grote staaloppervlakken te omhullen, zoals bij het brandwerend maken van stalen kolommen.
Het traditionele vuurvast maken van constructiestaal met beton vereist echter een groter ruimtevolume, heeft een grote koolstofvoetafdruk en is niet ontwerpvriendelijk. Portlandbeton fireproofing biedt weinig tot geen onafhankelijke corrosieremming voor stalen elementen en er moet voor andere relatieve bescherming worden gezorgd (stralen, primers, galvaniseren, corrosiebestendige verven, enz.)
Geopolymeer Brandwerende Methoden
De traditionele methoden die al lang worden gebruikt in de bouwindustrie hebben vaak nadelen en kunnen niet worden gebruikt om te voldoen aan de ontwerp- of brandwerende behoeften van projecten in een breed scala van omgevingen en complexiteit.
Daarom creëerde Geopolymer Solutions Cold Fusion Concrete® FP250een spray-on brandwerende coating voor staal. De innovatieve techniek achter Geopolymer Solutions doet oude methoden die door de Romeinen werden gebruikt herleven en herleven om de volgende generatie SFRM te creëren.
Onze gepatenteerde geopolymeerbeton-technologie is een hoogwaardig, Portland-vrij brandwerend materiaal, dat verschilt van alle andere commercieel verkrijgbare producten. FP250 kan worden aangebracht op elk formaat staal, zowel verticaal als boven het hoofd - en het is nog nooit zo eenvoudig geweest om brandwerende spray-on voor stalen balken, kolommen en systemen te gebruiken.
FP250, met een brandklasse tot 4,5 uur, kan in één enkele laag worden aangebracht, waardoor u tijd bespaart en waar voor uw geld krijgt in vergelijking met andere producten met een vergelijkbare brandklasse.
FP250 heeft een aantal voordelen, waaronder:
- Bestand tegen extreme hitte zonder degradatie
- Zeer slijtvast
- Zeer schokbestendig
- Zeer goed bestand tegen zuren, oplosmiddelen, chloriden en sulfaten
- Bestand tegen weersinvloeden en bestand tegen vorst-dooi cycli
- Lange levensduur (naar schatting tot 10 keer die van traditioneel portlandcementbeton)
- Stralen, voorstrijken of het gebruik van gaasversterkingen of hoeklatten is niet nodig
- Installeert extreme inherente corrosieremmers
- Voldoet al aan de UL1709 5e editie vereisten
- Overtreft vele technische specificaties
De superieure sterkte en duurzaamheid van de FP250 maken hem zeer geschikt voor toepassingen waar veiligheid van het grootste belang is, zoals petrochemische fabrieken, elektriciteitscentrales, scholen, ziekenhuizen en militaire en havenfaciliteiten.
Door het gebruik van 50-60% gerecycled materiaal, geen vluchtige organische stoffen en geen Portland cement in onze productie, is FP250 een milieuvriendelijk product dat je ecologische voetafdruk kan verkleinen. Dit kan een grote hulp zijn bij het verkrijgen van LEED-certificaten.
FP250 omzeilt alle uitdagingen van traditionele brandwerende opties en biedt een gebruiksvriendelijke, kostenefficiënte, milieuvriendelijke en hoogwaardige oplossing.
Meer leren
Zorg ervoor dat voor uw project de beste brandwerende coating op de markt wordt gebruikt. Om meer te weten te komen over het verschil tussen FP250 en traditionele methodes van stalen brandwering, contact met ons opnemen