淺談鋼結構防火涂料及其存在的技術問題1、前言 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。北京消防檢測維保公司-淺談鋼結構防火涂料及其存在的技術問題 文/袁坤 孫剛 鋼結構通常在450～650℃溫度中就會失去承載能力，發生很大的形變，導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因過大的形變而不能繼續使用，一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。這一時間的長短還與構件吸熱的速度有關。 要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落，其措施是多種多樣的，關鍵是要根據不同情況采取不同方法，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。防火涂料就是一種近年來比較先進的防火技術措施。
2、防火涂料的作用及組成 2.1,防火涂料的作用及分類 防火涂料是指涂敷于物體表面，并能很好地豁結形成完整的保護膜的物料。用于建筑物作裝飾或保護的涂料為建筑涂料。建筑涂料是應用十分廣泛的建筑材料之一。其主要功能是起保護作用，調節建筑物使用功能以及改善建筑物的特殊要求。合理利用特殊功能的涂料，可以直接彌補建筑功能方面的不足以滿足工程技術的實際需要，達到多功能的目的。 防火涂料屬于特種涂料，當它用于可燃性基材表面時，則在火災高溫作用下可以降低材料表面燃燒特性，改變其燃燒性能推遲或消除引燃過程，阻滯火災迅速蔓延，并可提高其耐火極限;當它用于不燃性或建筑構件(如鋼結構、預應力鋼筋混凝土樓板等)時，則在火災高溫作用下可以有效地降低構件溫度_L升速度，提高其耐火極限，從而推遲結構失穩過程。 防火涂料按被保護的基材可分為鋼結構防火涂料和飾面型防火涂料。按成膜物質的種類分為有機防火涂料和無機防火涂料。按分散介質的種類分為溶劑型防火涂料和水性涂料。按其組成材料不同分為膨脹型防火涂料和非膨脹防火涂料。 2.2,防火涂料的及組成 防火涂料一般由私結劑防火劑、防火隔熱填充料及其他添加劑組成。 (1)基料基料對膨脹型防火涂料的性能有很大的影響。它與其他組分配合，既保證涂層在正常工作條件下具有一般的使用性能，又能在火焰或高溫作用下使涂層具有難燃性和優良的膨脹效果。常用的基料主要有: ①水性樹脂 水性樹脂是以水作溶劑的一類樹脂。它具有節約有機溶劑，施工方便，毒性小，無火災危險等優點。常用的水性樹脂有聚醋酸乙烯乳液、氯乙烯偏二氯乙烯共聚物乳液、聚丙烯酸乳液、氯丁橡膠乳液。 ②含氮樹脂。含氮樹脂的耐水性、耐化學性、裝飾性及物理力學性能都較好，具有定的阻燃效果。常用的有三聚氰胺甲醛樹脂、聚氨基甲酸醋樹脂、聚酸胺樹脂、丙烯睛共聚物等。 (2)脫水成碳催化劑主要作用是涂料遇熱時促進涂層脫水、炭化，形成炭化層。常用的催化劑有磷酸二氫按、磷酸氫二按、焦磷酸按、多聚磷酸錢以及有機磷酸醋等。其中多聚磷酸按具有水溶性小，熱穩定性高的特點。 (3)碳化劑涂料受熱后形成多孔結構的碳化層。使用較多的有淀粉、糊精、季戊四醇等。 (4)發泡劑涂料受熱時，釋放出不燃性氣體，如氨、二氧化碳、水蒸氣、鹵化氫等，使涂層膨脹起來，并在涂層內形成海綿狀結構。常用的發飽劑有三聚氰胺、氯化石蠟、碳酸鹽、磷酸按鹽等。 (5)阻燃劑在防火涂料中的作用是增加涂層的阻燃能力，并在其他組分的協同作用下實現涂層的難燃化。用于防火涂料中的阻燃劑種類很多，常用含磷、鹵素的有機阻燃劑，如磷酸醋、三(二澳丙基)磷酸醋，三(二氯丙基)磷酸醋等，常用無機阻燃劑有氧化鋁、硼砂、氫氧化鎂等。 (6)無機隔熱材料用于鋼結構、混凝土隔熱防火涂料，其主要有膨脹蛙石、膨脹珍珠巖等。鋼結構、混凝土本身是不燃性材料，涂覆防火涂料的目的不是起阻燃作用，而是起隔熱作用。 (7)顏料對膨脹型防火涂料來說，含有機填料的比例較少，甚至不含。固其含量增加會影響涂層的發泡效果，從而降低涂層的防火性能。常用的著色顏料有欽白粉、氧化鋅、鐵紅、鐵黃等。 3、鋼結構防火涂料的防火機理 (1)具有難燃性或不燃性，使被保護基材不直接與空氣接觸而減緩燃燒速度。 (2)具有較低的導熱系數，可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。 (3)受熱分解出不燃的惰性氣體，沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體，使之不易燃燒或燃燒速度減慢。 (4)含氮的防火涂料受熱分解放出NO、NH3等基團，與有機游離基化合，中斷連鎖反應，降低溫度。 (5)月彭脹型防火涂料受熱膨脹發泡，形成碳質抱沫隔熱層，封閉被保護的物體，延遲熱量向基材的傳遞，阻止物體著火或因溫度升高而造成強度下降。 4、鋼結構防火涂料技術方面存在的問題 (1)安全性問題 目前的膨脹型鋼結構防火涂料的遇火有可能釋放出氨、HCN,鹵化氫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、澳等有毒有害氣體。如果這些氣體的濃度超過了人體忍受極限，便會對未逃離火場的人員以及消防人員造成危害。 (2)耐久性問題 由于厚型防火涂料存在自重大，裝飾性差，因此只能應用在某些對外觀要求不高的室外鋼結構，廣泛應用的是薄型和超薄型鋼結構防火涂料，特別是超薄型。此兩類涂料所使用的主要原料聚磷酸按、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良，存在隨著環境、時間等溶出、分解、降解和老化等問題，因此，此類涂料必定會隨著時間的推移防火性能有所下降，而目前還沒有找出一種評定防火涂料耐久性的方法。檢測報告所給出的耐火極限是涂料涂后保養1～2個月的檢驗結果，但火災的發生是不可預測的，火災可能是在涂料涂后的一年，也可能在涂后的十年發生，因此膨脹型防火涂料的最主要的就是耐久性問題。 (3)測試方法存在的問題 鋼結構防火涂料作為一類功能性涂料，其性能主要有理化和耐火兩方面組成。同樣耐火極限的防火涂料因其應用環境不同、受火類型不同，對基材的保護作用也就不同。 (4)生產、施工問題 國內多數鋼結構防火涂料的生產企業的生產規模不大，生產工藝流程自動化水平不高，有部分企業還處于手工作坊式在操作，不少產品的配方工藝大同小異，對專用于防火涂料的原料研究不夠，對原材料的檢測、控制不夠，生產過程的檢測手段不全，施工設備有待改進提高，與防銹漆的配套性也不能進行嚴格的檢驗。 (5)檢測標準構件與實際工程構件差異性問題 耐火極限檢驗中使用的基材是Q235的標準136b或140b熱軋普通工字鋼梁，而實際工程運用中，鋼構件的截面尺寸各種各樣。檢驗報告中描述的鋼梁與實際工程中的鋼構件并無完全的對應關系，實際使用的鋼構件和標準鋼梁間應該如何進行換算，如何確定實際使用的鋼構件的涂層厚度，國家尚無規定。 (6)檢測標準方面存在的問題 目前我國評價防火涂料性能的標準有： ①GB12441一1998飾面型防火涂料通用技術條件，適用于建筑物及工程中可燃性基材使用的飾面型防火涂料。如匯麗的X一60飾面型防火涂料。 ②G B14907一2002《鋼結構防火涂料》，適用于建筑及工程鋼結構使用的防火涂料。如匯麗的SJ-1、SJ-2型隔熱防火涂料，HL一2超薄型鋼結構防火涂料。淺談鋼結構防火涂料及其存在的技術問題 文 /袁坤 孫剛 GB14907一2002《鋼結構防火涂料》對同種防火涂料只規定一種涂層厚度的檢驗報告，而實際工程中由于鋼梁、鋼柱、鋼樓板規范所要求的耐火極限各不相同，例如室內厚度為2mm的超薄型防火涂料檢測報告出具耐火極限為1.5小時，實際工程要求鋼梁、鋼板、鋼柱耐火極限分別為1.5, 1.0, 2.0小時，對鋼板、鋼柱應采用何種厚度的防火涂料進行保護，目前無論從理論界或是實際工程均缺乏相應的研究。 滅火器年檢/消防檢測/消電檢/消防維保/消防評估文章 第十四屆北京國際消防設備技術交流展覽會國內、外企業展示了不少新型消防車，其中有些消防車輛代表了今后一段時間消防車發展的趨勢。下面就展覽會上展出的幾款新型消防車輛的特點來具體分析消防車輛的發展趨勢。北京消防器材公司工廠直營各種滅火器、消防員裝備、滅火器檢測維修、消防檢測及電氣檢測服務。從國際消防展看消防車發展趨勢。1展會展出的新型消... 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