建筑鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；防火涂料；防火性能；耐火性能

　　前言：防火涂料的發(fā)展歷史悠久，有人曾經(jīng)通過對蛇焚燒的變化，而發(fā)明了汽油和二甲苯等膨脹性防火涂料。在近代，人們利用石灰、水泥與水的調(diào)和，涂于建筑物表面，進(jìn)行防火。如今，已經(jīng)研發(fā)出防火性能較好的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、飾面型防火涂料以及隧道防火涂料等等，廣泛應(yīng)用于大型建筑工程和室內(nèi)室外建筑物內(nèi)，另外，一些單位還專門研究了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限和防火涂料的防水機(jī)理。

　　1.1鋼結(jié)構(gòu)防火方法

　　為了提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限、減少鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)損失，我國建筑行業(yè)實(shí)施了建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，GB 50016--2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》以及GB 50222—95

　　(2001年修訂版)《建筑室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》。鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的方法多種多樣，目前最為常見的方法主要有：涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，這是目前最經(jīng)濟(jì)適用的一種方法，具有簡單易行、方便可靠等特點(diǎn)。其他的一些諸如外包混凝土、采用耐火鋼、結(jié)構(gòu)內(nèi)通冷卻水以及輕質(zhì)防火板包覆等方式也普遍適用。

　　1.2防火涂料的防水機(jī)理

　　二十世紀(jì)九十年代，我國的防火涂料才逐漸發(fā)展起來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加強(qiáng)，對防火涂料的要求也在不斷提高。防火涂料具有裝飾性能和防火性能等特點(diǎn)，按照防火涂料的組成原理和涂層變化情況劃分，防火涂料一般分為膨脹性防火涂料和非膨脹性防火涂料。膨脹性防火涂料的阻燃性能強(qiáng)于非膨脹性防火涂料，在有火焰時，膨脹性防火涂料涂層會膨脹，形成泡沫炭質(zhì)層，炭質(zhì)層能夠防止外部熱量對材料的損壞，從而減少了火災(zāi)對基層材料的損壞作用。而非膨脹性防火涂料難燃性強(qiáng)，具有良好的隔熱性能，能防止火焰的繼續(xù)擴(kuò)大。非膨脹性防火涂料由難燃性樹脂、阻燃劑和防火填料構(gòu)成。膨脹性防火涂料由難燃性樹脂、阻燃劑和脫水成碳催化劑組成。

　　2建筑鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能

　　根據(jù)防火涂料的性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍、發(fā)展歷史以及防火機(jī)理，可以將防火涂料分為厚涂型防火涂料、薄涂型防火涂料和超薄型防火涂料。

　　2.1厚涂型防火涂料

　　厚涂型鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料又叫做鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱噴涂涂料。主要是通過材料的耐燃性和不導(dǎo)熱性延遲鋼材溫度的升高，遇火不膨脹，自身有良好的隔熱性。厚涂型防火涂料厚約8～50mm，耐火極限達(dá)30～180min。這種防火涂料的缺點(diǎn)是涂層不耐水、不防潮、隨著季節(jié)的變化性能也發(fā)生變化；并且容易開裂、脫粉，為了抑制這些缺點(diǎn)，有時采用有機(jī)高分子材料進(jìn)行改性、以堿金屬硅酸鹽類作為粘結(jié)劑。厚涂型防火涂料還具有密度小、粘結(jié)力強(qiáng)和腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用在耐火極限為2小時的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)上。

　　2.2薄涂型防火涂料

　　薄涂型防火涂料的厚度約為3～7mm，受到熱源時容易發(fā)生膨脹，形成耐火隔熱層來阻止鋼材溫度的升高。這類防火涂料由聚合物乳液和膨脹阻燃劑、添加劑配合而形成，聚合物乳液的主要特點(diǎn)是能夠很好的和鋼材粘附在一起，并且耐久性和耐水性較強(qiáng)。這類防火涂料又分為隔熱層和裝飾層，一般采用噴涂施工。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主要特點(diǎn)為涂層薄、粘結(jié)力強(qiáng)、抗振性能好；經(jīng)常適用于裸露的鋼結(jié)構(gòu)如工業(yè)廠房和體育館等等。

　　2.3超薄型防火涂料

　　超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是最近幾年才逐漸發(fā)展起來的新品種，其涂層厚度小于3mm，當(dāng)受到火災(zāi)時容易膨脹，形成密實(shí)的防火隔熱層來阻止鋼材的升溫。這類防火涂料一般采用噴涂、刷涂施工，適用于耐火極限在2小時內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)上。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的優(yōu)點(diǎn)是施工方便、涂層薄和裝飾性能好等，一般適用于裸露的鋼結(jié)構(gòu)裝飾，防火性能好。

　　3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用中存在的問題

　　3.1防火涂料自身存在的問題

　　3.1.1鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的安全性問題

　　薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的膨脹阻燃系統(tǒng)一般為PCN系統(tǒng)，一般包括酸源、碳源和氣源三大部分。酸源主要是磷酸三聚氰胺；碳源主要是雙季戊四醇；氣源主要是胺類和三聚氰胺。因此，當(dāng)防火涂料遇到火災(zāi)，在控制鋼材溫度的同時，還有可能釋放出一些有毒氣體，如氨氣、一氧化碳、氯氣等等，這些氣體對人體的健康有一定的影響。

　　3.1.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性問題

　　不管是薄型還是超薄型防火涂料，由于其組成主要是有機(jī)物，它們都會隨著時間的延長而出現(xiàn)分解、老化等現(xiàn)象，導(dǎo)致這類防火涂料失去防火性能。雖然厚型防火涂料的組成主要是無機(jī)絕熱材料，耐久性較好，但也會受到酸雨等自然因素的危害，降低防火性能。雖然大量學(xué)者在這一問題上做了深入的研究，但都不是很理想，對防火涂料耐火極限的考察不夠完善。

　　3.1.3鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的測試問題

　　研究鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主要性能主要有兩點(diǎn)：機(jī)械性能和耐火性能。我國防火涂料的耐火試驗(yàn)主要以木質(zhì)纖維為介質(zhì)，根據(jù)防火涂料的應(yīng)用環(huán)境不同，其試驗(yàn)過程也不相同。因此在測試過程中，要因地制宜，力爭做到試驗(yàn)準(zhǔn)確，這樣才能更加接近實(shí)際。

　　3.2在噴涂方面存在的問題

　　鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在噴涂方面存在的主要問題很多，主要?dú)w納為以下五點(diǎn)：第一，涂層過薄，防火涂料的耐火極限和涂層的厚度有很大的關(guān)系，如果沒有按照規(guī)范進(jìn)行噴涂，那么鋼材的耐火極限就會降低。第二，噴涂表面不光滑，有時候會影響涂層的平整性。第三，室內(nèi)的防火涂料類型和室外的防火涂料類型有差異，如果混合使用，會造成室內(nèi)或者室外的防火涂料失去保護(hù)作用。第四，在裝修的過程中，有些施工單位由于粗心，在燒焊的過程中毀壞了噴涂層，極大的降低了防火涂料的耐火性能。第五，有些施工單位為了獲得額外利潤，就不雇傭高技術(shù)的專業(yè)人員，而是雇傭不懂噴涂技術(shù)的刷油工，結(jié)果導(dǎo)致噴涂不合格，根本不符合規(guī)范要求，導(dǎo)致防火性能降低。