消防灭火中硅凝胶的应用及技术发展研究论述.docx

消防灭火中硅凝胶的应用及技术发展研究论述 摘要：在现代的生活环境中，硅凝胶在消防灭火中的应用已经不再是新鲜的话题，硅凝胶自身的特性决定着其具备着良好的消防效果，硅凝胶与水在消防灭火中的配合应用，可大大减少水的浪费，还有效的发挥出了硅凝胶自身的所有优势，提高了水灭火的性能，并实现了低水量使用高效率消防灭火的目标。文章中主要围绕了硅凝胶在消防灭火中的作用和应用进行了研究论述，并对硅凝胶未来的技术发展进行了探讨。 下载 关键词：消防灭火；硅凝胶；应用；技术发展 一、消防灭火中硅凝胶的作用及应用 （一）具有良好的固水特性 在发生火灾救援的时候，火灾现场中的可燃物质会达到一定的燃烧值，在那些严重的火灾中，多数燃烧值都比较高，这样就让火灾现场的温度大大提升，不但加大了灭火的难度，更延迟了最佳灭火的时间，这时火灾现场中的水蒸汽也会随着燃烧值的提升而提升，如果水蒸汽达到一定含量就会出现水蒸汽的爆炸，特别是在密封的空间中，如不能有效的控制水蒸汽的含量，就会造成严重的损失和人员的伤亡。而硅凝胶却有着独特的物理特性，它本身的固水性就特别好，在遇到高温加热的时候，散发出的水蒸汽要比其他的灭火材料大大减少，为火灾的救援提供了安全保障。下图是对不同浓度的硅凝胶在不同温度下的失水率： 由此我们可以看出，硅凝胶在加热的情况下，会根据自身浓度的提升而减少相应的失水率，在固水的特性上明显的提升，大大减少了火灾中的汽化量。 （二）高温下长时间冷却火区的抗燃性 我们都知道在消防灭火的时候，不仅需要给与发生火灾的燃烧地进行灭火处理，同时也要针对燃烧地的周围进行消防处理，目的就是为了降低燃烧区周围的燃点，使燃烧区周围达到冷却保护的作用，减少火势的进一步蔓延。对燃烧地周围进行的冷却保护也是为了增强该处的抗燃性能，如果灭火物质的抗燃性能越高，那么就会使火势得到良好的控制。从抗燃性的角度出发，硅凝胶自身的物理性能还是比较符合这一点的，在燃烧地周围喷至硅凝胶，硅凝胶的覆盖和挂壁性能可在火灾周围的物体上形成含水量高且非常致密的保护层，可以有效的组织火源与其物体的接触，并能长时间的形成物体的冷却作用，有效的控制了火势的蔓延程度。 （三）含水量高、遇水再生的灭火特性 在我国的火灾中，多数以水为灭火的主要原料，然而水虽是火的克星，但是水本身就有着流动的特性，很多火灾都是发生在固体的建筑或事物上，利用水进行灭火，水会顺着物体而流失，难以达到良好的灭火效果，这时候就应该寻找一个保水性、含水量高的灭火物质，水在固体建筑或物体上保留的时间越长，那么相应的灭火效果就会越好。硅凝胶的应用就可以满足这种灭火环境的需要，在火灾发生时，利用硅凝胶的灭火器材，硅凝胶本身就会发生沉积并依附在固体的建筑或物体上，硅凝胶本身就有良好的含水量，它的可燃性也相对较低，可大大减少水的流失量，这个时候再配合水灭火，硅凝胶还会遇水再生，使得灭火效果显著，并减少了水资源的浪费程度。 （四）活化能处理高的灭火特性 活化能是一种化学反应，在一定的温度条件下，如果活化能的分子数量增多，那么活化能的反应就会加快。也就是说，在火灾进行时，如果针对火灾区域进行灭火，所处理和消灭活化能的值越高，那么起到的灭火效果也就越好，活化能的计算可根据阿伦尼乌斯公式来描述，在专家多年的公式推导中得出这样的结论，在消防灭火的过程中，水与硅凝胶所处理的活化能存在着很大的差别，硅凝胶所占的优势要高于水所处理的活化能，通过硅凝胶灭火材料，可有效的减少火灾周边或物体自燃现象的产生，在灭火的效果上，硅凝胶的灭火程度要高于水的灭火特性，因此硅凝胶也是一种活化能处理较高的灭火材料。 （五）硅凝胶的热化学阻化特性 在消防灭火的实践过程中除了灭火的研究外，人们最常研究的内容包含了阻化材料的研究，而这个研究主要在于研究材料的热化学性能，通常是对水和硅凝胶自身的吸热能力以及阻化的特性进行的相互对比，通过对棉布进行同样含水量的对比，再利用先进的仪器进行测量，人们可以发现在同样的温度环境中，通过水处理过后的棉布，会比硅凝胶处理的棉布提前分解，与此同时二者各自的吸热值也是不同的，水处理的棉布吸热值大大高于硅凝胶处理棉布的300J/g左右。根据结果我们分析出了主要的原因，硅凝胶具备着良好的阻化作用，可让依附的物体与氧气之间相互隔绝，同时它自身的冷却时间也占据着较大的优势，在热防护和隔热的性能上也要高于其他材质，可有效的减少火灾的发生或能在火灾中起到良好的防护作用。 二、消防灭火中硅凝胶应用案例 某煤矿位于西山煤矿矿区，整个井田的采煤层共分为四层，因采煤层与煤层之间的距离十分接近，该煤矿易于发生自燃的情况，在工作面推进的时候很容易造成高压的影响，对于火灾的隐患达到了高预警的状态，工作面推进的过程中，作业人员发现两支架之间发生了明火，煤矿本身就是一个封闭式的环境，为了达到封闭环境的灭火效果，该矿提前做好了准备，应用了硅凝胶灭火设备进行了7个监测点的硅凝胶灭火装置配备，有效的控制了火势的蔓延，并利用硅凝胶优质的灭火特性为矿区工作面赢取了井内价值2000万泵站和支架的安全撤离时间，该矿在几次回采的过程中都遭遇了不同程度的火灾隐患，但都利用了硅凝胶的灭火装置进行了及时的处理和补救，成功的进行了矿区的回采，既保证了作业人员的生命安全，更为该矿区的经济效益起到了良好的保障。 三、硅凝胶在消防灭火中的技术发展 随着科学技术的不断研发和应用，人们从硅凝胶在消防灭火中的应用特性看到了硅凝胶良好的发展优势，特别是在时代不断革新的今天，人们的防火意识在逐渐的加强，硅凝胶良好的防火性能让人们找到了新的消防材料。 目前硅凝胶在消防灭火中最为常见的技术为消防服的材料应用。消防服是在消防过程中最为重要的组成部分，消防服的防火、隔热、阻燃等性能的好与坏直接关系到消防员的生命安全，因此，人们在消防服的研究上也都加大了力度，研究人员发现硅凝胶在消防灭火中的优势也可延用到消防服材质的技术开发中。消防灭火都需要消防员深入到火灾重地直接的采取灭火活动，因此消防服的最外层不仅需要具备良好的防火耐高温特性，还要有着高效的热防护和隔热性能，在消防服的设计中还要利用到硅凝胶阻燃、阻化等性能，目前国内在研究的硅凝胶消防服中有了很大的进展，硅凝胶在消防灭火中的优势也逐渐的体现出来。 结束语： 总而言之，在消防灭火的过程中硅凝胶与水的有效配置，实现了当前时代灭火燃料的创新，硅凝胶自身的特性决定了它在消防灭火中的重要地位，不但有了高于水灭火的良好效果，同时也具备着投入资源少，利用价值高等特点，可对不同程度和不同性质的火灾实现良好的灭火效果。硅凝胶的应用会在未来的时间中被人们进行全面的开发和研究，为我们的生活创造更多的应用价值，但是人们也应该在日常的生活中养成良好的火灾防范的意识，人人的火灾安全意识提高了，火灾隐患就会离我们远去。 参考文献 徐晓楠；马良；张辛亥； 门长青.硅凝胶在消防灭火中的应用研究J.化学研究与应，2013，（1）：117-119. 谭棠.论硅凝胶在消防灭火中的应用J.河南科技，2012（20）：40. 徐晓楠.水系灭火剂的灭火性能对比分析研究J.火灾科学，2014，（4）：53-56. 任乾乾；林兰天；郑慧琴.采用二氧化硅气凝胶的防火隔热组合面料的研究J.年全国无机硅化物行业年会暨进一步落实