摘要:本文首先提出鋼結(jié)構(gòu)的防火要求和防火涂料的防水機(jī)理,接著說明了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能特點(diǎn),提出目前防火涂料應(yīng)用中存在問題,最后對這些問題加以解決,并且簡要介紹了當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究現(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鋼結(jié)構(gòu)防火要求以及防火涂料的防水機(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)計防火規(guī)范,GB 50016--2006《建筑設(shè)計防火規(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。