L'acier perd environ 50% de sa capacité de charge lorsqu'il atteint 1 000oF (537oC). Par conséquent, tous les bâtiments et installations industrielles en acier de construction ayant des occupants humains doivent être protégés contre les incendies afin de laisser 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 de gicleurs, 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 laisser 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 feux de cellulose et les feux d'hydrocarbures. La cellulose est constituée de feux de bois qui développent la chaleur 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 (1 093oC) en quatre heures. La protection contre la cellulose est utilisée dans les écoles, les résidences, les hôpitaux et les structures commerciales.
Les feux d'hydrocarbures sont constitués de combustibles et de produits chimiques agressifs 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 qui atteint une température élevée de 2 000oF (1 093oC) en cinq minutes et maintient cette température pendant toute la durée de l'essai.
D'autres mesures de protection contre l'exposition au feu et d'autres essais peuvent consister en des essais de carburant d'avion, de feu de nappe, de souffle et de 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 de l'acier de charpente
Les exigences spécifiques des codes varient en fonction de votre juridiction, bien que la plupart soient basées sur des codes modèles tels que l'ICC/IBC, la NFPA ou la NORSOk.
Le classement des éléments de construction ou des systèmes d'ignifugation est généralement exprimé sous forme de classement horaire. Par exemple, si un degré de résistance au feu de deux heures est requis, le système ou les éléments de construction devront répondre aux exigences d'un degré de résistance au feu de deux heures lors d'un essai de résistance au feu standard 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 Underwriter's Laboratories.
Les exigences pour tout projet de construction donné varient en fonction d'un certain nombre de facteurs, notamment l'utilisation prévue, l'emplacement et la conception. Pour établir les degrés de résistance au feu requis pour votre projet, consultez votre code du bâtiment local, reportez-vous aux codes du bâtiment modèles et/ou aux exigences de conception structurelle/architecturale.
Méthodes d'ignifugation de l'acier de construction
Pour répondre aux exigences du code en matière d'ignifugation passive de l'acier de construction, il existe un certain nombre de méthodes.
Matériau ignifuge appliqué par pulvérisation (SFRM)
La méthode d'ignifugation la plus courante aux États-Unis consiste à appliquer un matériau ignifuge appliqué par pulvérisation (SFRM). Les SFRM typiques sont composés de ciment et de gypse et peuvent contenir d'autres matériaux comme de la laine minérale, du quartz, de la perlite ou de la vermiculite. Le matériau ignifuge est appliqué par pulvérisation humide ou sèche, ou peut également être appliqué 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 son utilisation principale, le SFRM peut également fournir un avantage supplémentaire sous la forme d'une isolation acoustique ou thermique.
Cependant, 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 les zones à forte humidité ou dans les endroits où il y a des cycles de gel-dégel. La plupart des SFRM n'offrent que peu ou pas d'inhibition indépendante de la corrosion des éléments en acier et il faut prévoir une autre protection relative. La préparation de la surface (sablage, apprêts, lattes/attaches, etc.) pour la plupart des SFRM peut être coûteuse et prendre beaucoup de temps.
Revêtements intumescents
Les revêtements en matériau intumescent résistant au feu (IFRM) sont un autre matériau ignifuge 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 correspondante à être utilisée sur des surfaces en acier exposées, sans compromettre la conception.
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 les autres options, le coût augmentant avec le degré de résistance au feu requis.
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.
Panneaux rigides ignifuges
L'ignifugation par panneaux rigides consiste à installer un panneau rigide résistant au feu sur les poutres, les colonnes et les planchers. Les panneaux ignifuges rigides peuvent être utilisés dans des phases de construction non séquentielles afin d'être installés sur-le-champ. Les panneaux ignifuges rigides peuvent également être utilisés dans de nombreux environnements, y compris dans des endroits où il fait froid et avec une variété de substrats.
Cependant, l'ignifugation en panneaux rigides a tendance à être une option plus coûteuse et plus lente à installer, ce qui peut avoir un impact sur les budgets et les délais serrés des projets. L'ignifugation en panneaux rigides ne fournit aucune inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et d'autres protections relatives doivent être fournies (sablage, apprêts, galvanisation, peintures résistantes à la corrosion, etc.)
Systèmes de couvertures flexibles
Les systèmes de couverture souple offrent une isolation combinée contre le feu, la chaleur et l'acoustique et ne produisent aucune fumée toxique à haute température. Ils constituent un produit léger et polyvalent, facile à installer même sur des formes complexes.
Cependant, il n'y a pas de personnalisation possible avec les systèmes de couverture souple - 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 ne fournissent aucune inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et d'autres protections relatives doivent être fournies (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 pour ignifuger l'acier de construction. De nos jours, le béton Portland est principalement utilisé pour envelopper de grandes surfaces d'acier, comme c'est le cas pour l'ignifugation des colonnes d'acier.
Cependant, l'ignifugation traditionnelle en béton de l'acier de construction nécessite un plus grand volume d'espace, a une empreinte carbone élevée et n'est pas facile à concevoir. L'ignifugation en béton Portland n'offre que peu ou pas d'inhibition indépendante de la corrosion pour les éléments en acier et d'autres protections relatives doivent être fournies (sablage, apprêts, galvanisation, peintures résistantes à la corrosion, etc.)
Méthodes d'ignifugation des géopolymères
Les méthodes traditionnelles utilisées depuis longtemps dans le secteur de la construction présentent souvent des inconvénients et ne peuvent pas être utilisées pour répondre aux besoins de conception ou d'ignifugation de projets dans un large éventail d'environnements et de complexité.
C'est pourquoi Geopolymer Solutions a créé Cold Fusion Concrete® FP250, un ignifugeage par pulvérisation pour l'acier. L'ingénierie innovante derrière Geopolymer Solutions fait revivre et réimagine les anciennes méthodes utilisées par les Romains pour créer la prochaine génération de SFRM.
Notre technologie brevetée de béton géopolymère est un matériau ignifuge de haute densité, sans Portland, et ne ressemble à aucun autre produit disponible dans le commerce. Le FP250 peut être appliqué sur n'importe quelle taille d'acier, aérien et vertical - et il n'a jamais été aussi facile d'utiliser un ignifugeage par pulvérisation pour les poutres, colonnes et systèmes en acier.
Le FP250, jusqu'à un classement au feu de 4,5 heures, peut être appliqué en une seule couche, ce qui vous permet de gagner du temps et de bénéficier d'un excellent rapport qualité-prix par rapport à d'autres produits de classement similaire.
Le FP250 présente un certain nombre d'avantages, notamment :
- Résiste à la chaleur extrême sans se dégrader
- Hautement résistant à l'abrasion
- Hautement résistant aux chocs
- Très résistant aux acides, aux solvants, aux chlorures et aux sulfates.
- Capable de résister aux intempéries et aux cycles de gel et de dégel.
- Longue durée de vie (estimée jusqu'à 10 fois celle du béton de ciment Portland traditionnel)
- Il n'est pas nécessaire de sabler, d'apprêter ou d'utiliser des renforts en maille ou des cornières d'angle.
- Installe des inhibiteurs de corrosion inhérents extrêmes
- Déjà conforme 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, comme les usines pétrochimiques, les centrales électriques, les écoles, les hôpitaux et les installations militaires et portuaires.
Grâce à l'utilisation de matériaux recyclés 50-60%, à l'absence de composés organiques volatils et de ciment Portland dans notre fabrication, le FP250 est un produit écologique qui peut réduire votre empreinte carbone. Cela peut être d'une grande aide pour obtenir les certifications LEED.
Le FP250 contourne tous les défis des options traditionnelles d'ignifugation, offrant une solution facile à utiliser, rentable, respectueuse de l'environnement et très performante.
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Assurez-vous que votre projet utilise le meilleur produit ignifuge du marché. Pour en savoir plus sur la différence entre le FP250 et les méthodes traditionnelles d'ignifugation de l'acier, contactez-nous.
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