【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(gè)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(shì)蔓延傳播或隔離火源,延長(zhǎng)基材著火時(shí)間或增加絕熱性能以推遲結(jié)構(gòu)破壞時(shí)間的一類(lèi)涂料。按用途和使用對(duì)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(lèi)型、技術(shù)性能、應(yīng)用效果和標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。近幾年,其需求量成倍增長(zhǎng),這與鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅速發(fā)展是分不開(kāi)的。
1.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料，它具有抗震，抗彎等特性。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力，也可以滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)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(kù)房，候車(chē)室，候機(jī)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(jī)械性能，如屈服點(diǎn)，抗拉及彈性模量等均會(huì)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(huì)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(guò)大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)勢(shì)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(qiáng)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(guó)也開(kāi)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(lèi)防火涂料的耐火極限可達(dá)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(hù)鋼件。這類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料采用合適的粘結(jié)劑,再配以無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料、增強(qiáng)材料。與其他類(lèi)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(diǎn)之外,由于它從基料到大多數(shù)添加劑都是無(wú)機(jī)物,因此成本低廉。該類(lèi)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(lèi)產(chǎn)品由于涂層厚,外觀裝飾性相對(duì)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(shí)膨脹增厚，耐火極限在2 h以?xún)?nèi)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。這類(lèi)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(duì)這類(lèi)防火涂料，要求選用的水性聚合物必須對(duì)鋼基材有良好的附著力、耐久性和耐水性。其裝飾性?xún)?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?xún)?nèi)。因此常用在小于2 h耐火極限的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)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?xún)?nèi)，裝飾效果較好，高溫時(shí)能膨脹發(fā)泡，耐火極限一般在2 h以?xún)?nèi)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。該類(lèi)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(qiáng)度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點(diǎn);在受火時(shí)緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅(jiān)硬的防火隔熱層，該防火層具有很強(qiáng)的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護(hù)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?xún)?nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。
已出現(xiàn)了耐火性能達(dá)到或超過(guò)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(shù)脂與氨基樹(shù)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(wú)機(jī)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(lèi)型防火涂料進(jìn)行防火保護(hù)。由于該類(lèi)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(fèi)用，又使鋼結(jié)構(gòu)得到了有效的防火保護(hù)，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(xì)、涂層更薄、施工方便、裝飾性更好。在滿(mǎn)足防火要求的同時(shí)又能滿(mǎn)足高裝飾性要求,特別是對(duì)裸露的鋼結(jié)構(gòu),這類(lèi)涂料是目前備受用戶(hù)青睞的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
5. 礦物棉類(lèi)建筑防火隔熱涂料
礦物棉類(lèi)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(lèi)防火涂料相比，其主要特點(diǎn)是作為隔熱填料的礦物纖維對(duì)涂層強(qiáng)度可起到增強(qiáng)作用，可應(yīng)用于地震多發(fā)的地區(qū)或常受震動(dòng)的建筑物，并能起到防火、隔熱、吸音之作用。礦物棉類(lèi)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(chǎng)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?chē)母哽F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(gè)建筑物的重量，降低建筑物負(fù)荷。國(guó)外已廣泛使用快干型礦物棉類(lèi)防火涂料，在施工條件差的建筑工地使用時(shí)，具有施工方便、成本低、干燥時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。
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(shí)膨脹發(fā)泡，形成泡沫，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因?yàn)槠滟|(zhì)地疏松而具有良好的隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護(hù)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(guò)程因?yàn)轶w積擴(kuò)大而呈現(xiàn)吸熱反應(yīng)，也消耗了燃燒時(shí)的熱量，有利于降低體系的溫度，這幾個(gè)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(shí)涂層基本上不發(fā)生體積變化，但涂層熱導(dǎo)率很低，延滯了熱量傳向被保基材的速度，防火涂料的涂層本身是不燃的，對(duì)鋼構(gòu)件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進(jìn)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?xì)怏w的過(guò)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(duì)鋼材起到高效的防火隔熱保護(hù).另外該類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受火時(shí)涂層不發(fā)生體積變化形成釉狀保護(hù)層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能被保護(hù)的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng).但這類(lèi)涂料所生成釉狀保護(hù)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(dá)到一定的防火隔熱性能要求。
國(guó)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行了耐候性實(shí)驗(yàn),耐候性能優(yōu)良,其涂膜的耐候性能滿(mǎn)足室外使用的要求。
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