


耐火処理とは、何か(構造物、材料など)を火に強い、または不燃性にすること、あるいは何かを耐火にするために使用する材料のことです。[ 1 ]これは受動的な防火対策です。「耐火」または「耐火処理」は名詞、動詞、形容詞として使用でき、ハイフンでつなぐこともできます(「耐火」)。
認証を受けた耐火システムを特定の構造物に適用することで、耐火等級を取得できます。「耐火」という用語は、北米の一般的な建築仕様書に示されているように、規格と併せて使用される場合があります。耐火性と分類された物品は、特定の条件下では耐火性を持ちますが、設計上の耐火強度や耐火時間を超える火災によって燃焼したり、機能しなくなったりする可能性があります。
アスベストは、歴史的に防火材として使われてきた材料の一つで、[ 7 ]単独で、またはセメントなどの結合剤と併用して、スプレー状または圧縮シート状で、あるいは防護服や建築材料の生地を含むさまざまな材料や製品への添加剤として使われてきました。後にこの材料が癌を引き起こすことが証明されたため、大規模な除去・交換産業が確立されました。
吸熱性材料も広く利用されており、石膏、コンクリート、その他のセメント系製品など、現在でも広く使用されています。これらの材料のより高度なバージョンは、航空力学、大陸間弾道ミサイル(ICBM)、スペースシャトルなどの再突入機に使用されています。
建物火災では、構造用鋼材は温度上昇に伴い強度を失います。鉄骨構造の健全性を維持するために、いくつかの耐火対策が講じられます。
歴史的に、これらの組積造被覆方法は大量の重い材料を使用するため、鉄骨フレームへの負荷が大幅に増加します。この問題を解決するために、新しい材料と方法が開発されました。以下に、鉄骨梁(i形鋼)の耐火処理の古い方法と新しい方法の両方を示します。[ 8 ]

従来材料の中では、専用設計のスプレー式耐火プラスターが世界中で豊富に入手できるようになっている。無機材料を用いた方法としては、以下のようなものがある。
石膏プラスターには、固体を押し出す気泡を生成する化学添加剤が含まれており、それによってかさ密度が低下します。軽量ポリスチレンビーズは、密度を下げる目的で工場でプラスターに混合されることがあり、これにより一般的に、より低コストでより効果的な断熱効果が得られます。その結果、プラスターはDIN4102のA2燃焼性等級に適合しています。鉱物繊維またはセラミック繊維を含む繊維プラスターは、より多くの空気を巻き込む傾向があり、それによって重い繊維を押し出します。
石膏、ケイ酸カルシウム、バーミキュライト、パーライト、打ち抜き加工された金属板を機械的に接着した複合板、セルロース強化コンクリートなど、独自の板材やシート材が、耐火性を高めるために物品の外装材として使用されている。
建物の鋼材温度を臨界強度限界以下に抑える代替方法として、中空構造部材に液体対流冷却を用いる方法がある。 [ 10 ]この方法は19世紀に特許を取得したが、最初の顕著な例は89年後に現れた。[ 11 ]
交通トンネルは、ガソリン、液化石油ガス、その他の炭化水素などの可燃物を積載した車両が通行する可能性があり、これらの物質は火災発生時に非常に急速な温度上昇と高い最終温度を引き起こすことが知られています(耐火等級の炭化水素曲線を参照)。トンネルの建設および運用において炭化水素の輸送が許可されている場合、偶発的な火災が発生する可能性があり、その結果、交通トンネルをコンクリートライニングで防火処理する必要が生じます。
コンクリートは、それ自体では、激しい炭化水素火災に耐えることはできません。英国とフランスを結ぶ英仏海峡トンネルでは、激しい火災が発生し、海底トンネルのコンクリートライニングが約50mmまで減少しました。通常の建物火災では、コンクリートは、水分が多すぎるとひび割れや爆発の原因となる場合を除き、通常は優れた耐火性能を発揮します。保護されていないコンクリートの場合、コンクリート内部の水和物と結合していない水分の急激な吸熱反応により、コンクリートが剥離するのに十分な圧力が発生し、剥離したコンクリートはトンネルの床に小さな破片となって落下します。このことをテストするために、耐火試験を受けるすべてのコンクリートスラブに湿度プローブが挿入されます。これは、比較的軽微な建築要素曲線(DIN4102、ASTM E119、BS476、またはULC-S101)でも同様です。防火対策の必要性は、他の防火対策とともに、欧州の「ユーレカ」火災トンネル研究プロジェクトで実証され、交通トンネルへの火災の影響を回避するための建築基準が業界にもたらされました。セメント系スプレー防火材は認証リストに登録され、UL1709で使用されるような炭化水素火災試験曲線を使用して、そのリストに従って現場で適用されなければなりません。 [ 12 ]
重要な紙文書を保護するための耐火金庫は、通常、主要な建築材料としてコンクリートまたは石積みブロックを使用して建設されます。火災が発生した場合、コンクリートまたは石積みブロック内の化学的に結合した水が蒸気となって金庫室に送り込まれ、紙文書を湿らせて発火を防ぎます。この蒸気はまた、金庫室内の温度を、紙文書の情報が破壊される臨界温度である176.7 ℃(350 °F )以下に維持するのにも役立ちます。内部温度が176.7 ℃(350 °F)を超える前に火災が消火された場合、後で凍結乾燥プロセスによって紙を修復することができます。より安価で時間のかからない代替の建設方法として、乾燥断熱材を使用する方法があります。
この保管庫の構造は紙文書の保管には十分ですが、コンクリートや石造りの構造物から発生する蒸気は、熱や湿気に弱い内容物を破壊します。例えば、マイクロフィルムの情報は65.5 ℃(149.9 °F)(クラス150)で破壊され、磁気媒体(データテープなど)は51.7 ℃(125.1 °F)(クラス125)を超えるとデータが失われます。より厳しいクラス125の要件を満たすように構築された耐火保管庫は、データ定格保管庫と呼ばれます。
耐火金庫のすべての構成要素は、ドア、空調設備の貫通部、ケーブルの貫通部を含め、金庫自体の耐火等級を満たさなければならない。[ 13 ]