Quelques couches supplémentaires de « peinture » ​​pourraient suffire à l'acier d'un bâtiment pour éviter qu'il ne se déforme et ne se brise en cas d'incendie.

Des scientifiques de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapore) et le développeur industriel de Singapour JTC ont développé un revêtement 3-en-1 abordable qui offre une protection renforcée contre le feu et la corrosion.

Les structures en acier existantes dans les bâtiments sont généralement recouvertes d'une couche ignifuge pour protéger le métal nu des dommages causés par le feu et répondre à la norme de protection incendie de deux heures - visant à donner aux occupants suffisamment de temps pour évacuer le bâtiment. Les revêtements intumescents conventionnels d'aujourd'hui sont épais, plus coûteux et laborieux à appliquer.

En revanche, ce revêtement made in Singapour peut être appliqué sur l'acier nu sans avoir besoin de sablage pour préparer la surface, réduire de moitié le temps de revêtement, et protégera le matériau contre le feu pendant deux heures sans tomber.

Nommé FiroShield, le nouveau revêtement est moins cher et moins laborieux à appliquer, et peut fonctionner esthétiquement comme une peinture normale.

FiroShield a également été testé sur d'autres matériaux de construction, comme le béton armé et le bois lamellé-collé, et a la même excellente performance.

L'équipe de recherche est dirigée par le professeur adjoint Aravind Dasari de l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux et le professeur Tan Kang Hai de l'École de génie civil et environnemental.

Les chefs d'équipe ont déclaré que les connaissances qu'ils ont acquises au fil des années de recherche sur les différents aspects des polymères et de la combustion, combinée à une expérience en génie civil et structurel, contribué à rationaliser leur approche.

La force de leur revêtement provient d'un mélange équilibré d'additifs, qui fonctionnent bien ensemble pour dégager des réactions chimiques simultanées face à des températures extrêmement élevées. Ils savaient qu'ils avaient trouvé la bonne formule lorsqu'ils étaient capables de recouvrir uniformément des échantillons d'acier avec un pistolet pulvérisateur.

« Dans un incendie, notre revêtement forme une couche carbonisée compacte qui agit comme une barrière protectrice contre la chaleur, " a ajouté le professeur Dasari, qui est également chercheur principal au NTU-JTC Industrial Infrastructure Innovation Center (Centre I3).

« Bien que les revêtements anti-feu typiques forment également une couche carbonisée, ceux-ci sont épais et mousseux, qui peut tomber facilement et laisser l'acier exposé au feu. Ce que nous visions était un revêtement innovant qui fonctionne différemment des revêtements intumescents conventionnels et peut coller à la surface de l'acier aussi longtemps que possible sous des températures élevées, et pourtant a une durabilité et une résistance aux intempéries dans des conditions normales sans avoir besoin d'une couche de finition de peinture."

Monsieur Koh Chwee, Réalisateur, Division des services techniques du JTC et co-directeur du Centre I3, a déclaré que grâce à la collaboration avec des institutions universitaires comme NTU, JTC vise à développer des solutions nouvelles et innovantes pour améliorer la sécurité et la productivité de la construction pour ses projets d'infrastructure industrielle.

« La facilité d'application de ce nouveau revêtement résistant au feu et à la corrosion sur les structures en acier permettra de réduire les travaux à forte intensité de main-d'œuvre, améliorant ainsi la productivité et permettant un revêtement plus rapide des composants en acier préfabriqués. Plus important, la capacité du nouveau revêtement à maintenir une adhérence supérieure sous des températures élevées conduit à une sécurité accrue du bâtiment pour les occupants. We are confident that the new coating will be able to reduce both paint material and labour costs, and become a new alternative to other fire protection products, " said Mr Koh.

Combination of materials used for coating

The base material of the new coating is made of synthetic resins, which are polymers commonly used to make paints. To give it fire and corrosion-resistant properties, Prof Dasari's team added a combination of common chemicals, including one that is endothermic – absorbing heat to start a chemical reaction that causes the coating to adhere firmly to the steel.

The team went further to develop a coating that is able to have assorted colours; pigments can be added to the mixture so it achieves the aesthetic function of normal paint. Paint manufacturers looking to add the benefits of FiroShield to their products should find that commercialisation is straightforward, as the innovation relies simply on the addition of key chemicals into their paint manufacturing process.

To achieve a two-hour fire rating, FiroShield requires just five layers of coating, compared to conventional coatings, which requires up to 15 layers or more. It is thus two times faster to apply and is cheaper by about 50 percent due to its lower materials cost and manpower requirements.

In addition to its fire-resistant properties and easy application, FiroShield can also protect the steel surface from corrosion, which no other fire coatings in the market can do at the moment. FiroShield is expected to last longer when exposed to weathering elements such as moisture and UV rays. Its performance barely dipped by two percent, as compared to the drop of up to 75 percent for conventional coatings when subjected to weathering tests in the lab. This will reduce the maintenance cost and frequency of inspections over the lifespan of a building.

For the next phase of development, FiroShield will be sent to the UK for an industry certification, which includes a load-bearing fire test that no facilities in Singapore can do currently.

Its proprietary formulation has been filed with NTU's innovation and enterprise arm, NTUitive, and upon the completion of the certification, NTUitive will work with JTC to explore commercialisation options.

After the certification, which is expected to be completed by April 2018, the new coating will be applied on steel structures within the upcoming JTC Logistics Hub. The joint research team will also work with the relevant agencies to roll out this technology on a larger scale.

Building on this technology, Asst Prof Dasari will also work with JTC at the I3 Centre to develop another type of innovative coating for the construction and building industry, which addresses more properties beyond fire and corrosion resistance.