【鋼結(jié)構(gòu)防火涂料】什么是鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
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建筑防火是消防科學(xué)技術(shù)的一個重要領(lǐng)域,而防火涂料又是防火建筑材料中重要組成部分。防火涂料是指涂裝在物體表面,可防止火災(zāi)發(fā)生,阻止火勢蔓延傳播或隔離火源,延長基材著火時間或增加絕熱性能以推遲結(jié)構(gòu)破壞時間的一類涂料。按用途和使用對象的不同可分為:飾面型防火涂料、電纜防火涂料、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、預(yù)應(yīng)力混凝土樓板防火涂料等。這幾年鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,從品種類型、技術(shù)性能、應(yīng)用效果和標準化程度上看,已接近或達到國際先進水平。近幾年,其需求量成倍增長,這與鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅速發(fā)展是分不開的。
1.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
鋼材是一種不會燃燒的建筑材料，它具有抗震，抗彎等特性。在實際應(yīng)用中，鋼材既可以相對增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設(shè)計美感造型的需要;還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲，拉伸的缺陷。因此鋼材受到了建筑行業(yè)的青睞，單層，多層，摩天大樓，廠房，庫房，候車室，候機廳等采用鋼材都很普遍。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷，它的機械性能，如屈服點，抗拉及彈性模量等均會因溫度的升高而急劇下降。鋼結(jié)構(gòu)通常在450~650℃溫度中就會失去承載能力、發(fā)生很大的形變、導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。因此,對鋼結(jié)構(gòu)進行保護勢在必行。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料刷涂或噴涂在鋼結(jié)構(gòu)表面,起防火隔熱作用,防止鋼材在火災(zāi)中迅速升溫而降低強度,避免鋼結(jié)構(gòu)失去支撐能力而導(dǎo)致建筑物垮塌。從80年代初,我國也開始研制鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,至今已有許多優(yōu)良品種廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
2.厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火漆是指涂層厚度在8～50mm的涂料,這類防火涂料的耐火極限可達0.5～3h。在火災(zāi)中涂層不膨脹,依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱性,延緩鋼材的升溫,保護鋼件。這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料采用合適的粘結(jié)劑,再配以無機輕質(zhì)材料、增強材料。與其他類型的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比,除了具有水溶性防火涂料的一些優(yōu)點之外,由于它從基料到大多數(shù)添加劑都是無機物,因此成本低廉。該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工一般采用噴涂,多應(yīng)用在耐火極限要求2h以上的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)上。但這類產(chǎn)品由于涂層厚,外觀裝飾性相對較差。
3.薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度大于3mm，小于等于7 mm，有一定裝飾效果，高溫時膨脹增厚，耐火極限在2 h以內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般是用合適的水性聚合物作基料，再配以阻燃劑復(fù)合體系、防火添加劑、耐火纖維等組成，其防火原理同超薄型。對這類防火涂料，要求選用的水性聚合物必須對鋼基材有良好的附著力、耐久性和耐水性。其裝飾性優(yōu)于厚型防火涂料，遜色于超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，一般耐火極限在2 h以內(nèi)。因此常用在小于2 h耐火極限的鋼結(jié)構(gòu)防火保護工程中，常采用噴涂施工。
4.超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度3 mm(含3 mm)以內(nèi)，裝飾效果較好，高溫時能膨脹發(fā)泡，耐火極限一般在2 h以內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般為溶劑型體系，具有優(yōu)越的黏結(jié)強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點;在受火時緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼構(gòu)件。超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工可采用噴涂、刷涂或輥涂，一般使用在耐火極限要求在2 h以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。
已出現(xiàn)了耐火性能達到或超過2 h的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料新品種，它主要是以特殊結(jié)構(gòu)的聚甲基丙烯酸酯或環(huán)氧樹脂與氨基樹脂、氯化石蠟等復(fù)配作為基料粘合劑，附以高聚合度聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺等為防火阻燃體系，添加鈦白粉、硅灰石等無機耐火材料，以200#溶劑油為溶劑復(fù)合而成。各種輕鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等多采用該類型防火涂料進行防火保護。由于該類防火涂料涂層超薄，使得使用量較厚型、薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料大大減少，從而降低了工程總費用，又使鋼結(jié)構(gòu)得到了有效的防火保護，防火效果很好。
與厚涂型和薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比,超薄型膨脹鋼結(jié)構(gòu)防火涂料黏度更細、涂層更薄、施工方便、裝飾性更好。在滿足防火要求的同時又能滿足高裝飾性要求,特別是對裸露的鋼結(jié)構(gòu),這類涂料是目前備受用戶青睞的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
5. 礦物棉類建筑防火隔熱涂料
礦物棉類建筑防火隔熱涂料是繼厚涂型建筑防火涂料- 珍珠巖系列，氯氧鎂水泥系列防火涂料之后的又一重要防火涂料系列，尚屬空白，它與珍珠巖類防火涂料相比，其主要特點是作為隔熱填料的礦物纖維對涂層強度可起到增強作用，可應(yīng)用于地震多發(fā)的地區(qū)或常受震動的建筑物，并能起到防火、隔熱、吸音之作用。礦物棉類建筑防火隔熱涂料主要有礦物纖維防火隔熱涂料、隔熱填料，其主要成分是礦物棉、粘結(jié)材料一般是水泥，在現(xiàn)場采用干法噴涂施工，即纖維經(jīng)分散后與粘結(jié)材料一起用高壓空氣輸送至噴口處，然后與分布于噴口周圍的高霧化水混合噴射至待涂表面。能夠獲得密度較小的涂層，從而能減輕整個建筑物的重量，降低建筑物負荷。國外已廣泛使用快干型礦物棉類防火涂料，在施工條件差的建筑工地使用時，具有施工方便、成本低、干燥時間短等優(yōu)點。
6. 防火隔熱原理
超薄型或薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理:
涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上的超薄型或薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料層在受火時膨脹發(fā)泡，形成泡沫，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因為其質(zhì)地疏松而具有良好的隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護基材的速度;根據(jù)物理化學(xué)原理分析，涂層膨脹發(fā)泡產(chǎn)生的泡沫層的過程因為體積擴大而呈現(xiàn)吸熱反應(yīng)，也消耗了燃燒時的熱量，有利于降低體系的溫度，這幾個方面的作用，使防火涂料產(chǎn)生顯著的防火隔熱效果。
厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理:
涂覆在鋼構(gòu)件上的厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料受火時涂層基本上不發(fā)生體積變化，但涂層熱導(dǎo)率很低，延滯了熱量傳向被?；牡乃俣龋阑鹜苛系耐繉颖旧硎遣蝗嫉模瑢︿摌?gòu)件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進攻鋼構(gòu)件.還有涂料中的有些組分遇火相互反應(yīng)而生成不燃氣體的過程是吸熱反應(yīng)，也消耗了大量的熱，有利于降低體系溫度，故防火效果顯著，對鋼材起到高效的防火隔熱保護.另外該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受火時涂層不發(fā)生體積變化形成釉狀保護層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng).但這類涂料所生成釉狀保護層導(dǎo)熱率往往較大，隔熱效果差.為了取得一定的防火隔熱效果，厚涂型防火涂料一般涂層較厚才能達到一定的防火隔熱性能要求。
國外的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已向著超薄、超耐候性能、裝飾性能優(yōu)良的方向發(fā)展,并參照歐洲老化試驗標準方法進行了耐候性實驗,耐候性能優(yōu)良,其涂膜的耐候性能滿足室外使用的要求。
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