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。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。

 

1、特點(diǎn)

 

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。這一時(shí)間的長(zhǎng)短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。

 

2、分類

 

1）、超薄型結(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3mm(含3mm)以內(nèi)，裝飾效果較好，高溫時(shí)能膨脹發(fā)泡，耐火極限一般在2h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(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2h以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。各種輕鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等多采用該類型防火涂料進(jìn)行防火保護(hù)。

 

 

2）、薄型鋼結(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7mm，有一定裝飾效果，高溫時(shí)膨脹增厚，耐火極限在2h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(duì)這類防火涂料，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(hù)工程中，常采用噴涂施工。在一個(gè)時(shí)期占有很大的比例，但隨著超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的出現(xiàn)，其市場(chǎng)份額逐漸被替代。

 

3）、厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

 

厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度大于7mm，小于等于45mm，呈粒狀面，密度較小，熱導(dǎo)率低，耐火極限在2h以上的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。由于厚型防火涂料的成分多為無機(jī)材料，因此其防火性能穩(wěn)定，長(zhǎng)期使用效果較好，但其涂料組分的顆粒較大，涂層外觀不平整，影響建筑的整體美觀，因此大多用于結(jié)構(gòu)隱蔽工程。該類防火涂料在火災(zāi)中利用材料粒狀表面，密度較小，熱導(dǎo)率低或涂層中材料的吸熱性，延緩了鋼材的溫升，保護(hù)鋼材。這類防火涂料是用合適的無機(jī)膠結(jié)料(如水玻璃、硅溶膠、磷酸鋁鹽、耐火水泥等)，再配以無機(jī)輕質(zhì)絕熱骨料材料(如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、海抱石、漂珠、粉煤灰等)、防火添加劑、化學(xué)藥劑和增強(qiáng)材料(如硅酸鋁纖維、巖棉、陶瓷纖維、玻璃纖維等)及填料等混合配制而成，具有成本較低的優(yōu)點(diǎn)。施工常采用噴涂，適用于耐火極限要求在2h以上的室內(nèi)外隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層全鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)。如：高層民用建筑的柱、一般工業(yè)與民用建筑中支承多層的柱的耐火極限均應(yīng)達(dá)到3h，需采用該厚型防火涂料保護(hù)。

 

3、應(yīng)用范圍

 

廣范應(yīng)用于電廠(站)，現(xiàn)代建筑及大面積，大跨度的各種裸露，隱藏的鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)與裝飾。

 

4、檢查方法

 

1）、可在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量作一初步的檢查：在已施工好的基材上切取2～3塊小樣，或取少量樣品涂在2～3塊150mm×150mm膠合板上，按實(shí)際施工的情況涂刷。待干透后，用酒精燈的火焰檢查?；鹧娓叨?0mm左右，施加火焰的時(shí)間一般為20min，檢查涂層發(fā)泡情況。正常的情況下，按規(guī)定的用量（一般為500克/平方米）施工，一級(jí)防火涂料的泡層厚度為20mm以上，二級(jí)防火涂料的泡層厚度為10mm以上泡層應(yīng)均勻致密。

 

2）、合格防火涂料在受到噴燈等強(qiáng)火灼燒時(shí)，會(huì)大量發(fā)泡膨脹，表面聚集凸起，數(shù)分鐘內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)燒損現(xiàn)象，而假冒偽劣防火涂料則基本不發(fā)泡，會(huì)出現(xiàn)大量散落掉渣的情況，木質(zhì)基材也會(huì)很快發(fā)生燃燒破損的現(xiàn)象。

 

3）、查驗(yàn)該產(chǎn)品是否具有國(guó)家級(jí)消防質(zhì)檢中心出具的合格檢驗(yàn)報(bào)告，也可上網(wǎng)查詢。防火涂料實(shí)行消防產(chǎn)品型式認(rèn)可制度，市場(chǎng)上銷售的防火涂料應(yīng)具備國(guó)家消防產(chǎn)品型式認(rèn)可證書和型式檢驗(yàn)合格報(bào)告。

 

4）、在實(shí)際使用中，為了保證防火涂料的防火及其他使用性能，一般需要采用透明的罩面涂層。防火涂料的用量一般為350～500克/平方米，罩面涂層的用量一般為50克/平方米。

 

5）、根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，除滿足阻火性要求外，防火涂料的燃燒性能分為一級(jí)和二級(jí)。在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，一級(jí)防火涂料的耐燃時(shí)間不小于20分鐘，二級(jí)防火涂料的耐熱時(shí)間不小于10分鐘。用戶在選擇時(shí)應(yīng)注意加以區(qū)別，避免企業(yè)以次充好，達(dá)不到防火保護(hù)效果。

5、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?；牡乃俣?，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。

 

6、組成

 

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是由基體樹脂、催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑組成的。

 

基體樹脂與其它組分配伍，既保證了涂料在正常條件下具有各種利用功能，又能在火焰灼燒或高溫條件下具有難燃性和良好的膨脹發(fā)泡功能。

 

催化劑是一種能在定然條件下分解出磷酸的物質(zhì)，分解出的酸使多元醇脫水，從而使之構(gòu)成不易燃的三維空間構(gòu)造的炭化層。等閑，磷酸三聚氰胺的水溶性較聚磷酸胺小，且兼具催化和發(fā)泡雙重成效。

 

成碳劑是涂層在高溫下構(gòu)成不易燃三維空間構(gòu)造的泡沫碳化層的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)泡沫炭化層起骨架作用。

 

膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料只有在發(fā)泡劑的作用下，能力在高溫火焰下發(fā)生膨脹層。發(fā)泡劑遇火分解并釋放出氨、水、二氧化碳、鹵化氫等不燃性氣體，使涂層在到達(dá)軟化點(diǎn)的情形下發(fā)泡膨脹，構(gòu)成海綿狀構(gòu)造。

 

7、施工規(guī)定

 

1）、鋼結(jié)構(gòu)防火噴涂保護(hù)應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)合格的專業(yè)施工隊(duì)施工

 

2）、當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝就位，施工前：鋼結(jié)構(gòu)表面應(yīng)除銹，并根據(jù)使用要求確定防銹處理 除銹和防銹處理應(yīng)符合現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工與驗(yàn)收規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定。

 

3）、對(duì)不需作防火保護(hù)的部位和其他物件應(yīng)進(jìn)行遮蔽保護(hù)，剛施工的涂層，應(yīng)防止臟液污染和機(jī)械撞擊；

 

4）、施工過程中和涂層干燥固化前 環(huán)境溫度宜保持在。相對(duì)濕度不宜大于?？諝鈶?yīng)流通。當(dāng)風(fēng)速大于或雨天和構(gòu)件表面有結(jié)露時(shí)，不宜作業(yè)。 

 

 

超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程案例

 

 

 

施工要求

 

1、薄涂型（又稱為國(guó)標(biāo)B型，其耐火極限為2~2.5個(gè)小時(shí)）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工

 

第1條 薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的底涂層 或主涂層 宜采用重力式噴槍噴涂其壓力約為局部修補(bǔ)和小面積施工可用手工抹涂面層裝飾涂料可剛涂 噴涂或滾涂

 

第2條 雙組份裝的涂料 應(yīng)按說明書規(guī)定在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配單組份裝的涂料也應(yīng)充分?jǐn)嚢鑷娡亢?不應(yīng)發(fā)生流淌和下墜

 

第3條 底涂層施工應(yīng)滿足下列要求：

 

1）、當(dāng)鋼基材表面除銹和防銹處理符合要求塵土等雜物清除干凈后方可施工

 

2）、底層一般噴遍每遍噴涂厚度不應(yīng)超過必須在前一遍干燥后再噴涂后一遍

 

3）、噴涂時(shí)應(yīng)確保涂層完全閉合輪廓清晰

 

4）、操作者要攜帶測(cè)厚針檢測(cè)涂層厚度 并確保噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度

 

5）、當(dāng)設(shè)計(jì)要求涂層表面要平整光滑時(shí)應(yīng)對(duì)最后一遍涂層作抹平處理確保外表面均勻平整

 

第4條 面涂層施工應(yīng)滿足下列要求

 

1）、當(dāng)?shù)讓雍穸确显O(shè)計(jì)規(guī)定并基本干燥后方可施工面層。

 

2）、面層一般涂飾次并應(yīng)全部覆蓋底層涂料用量為

 

3）、面層應(yīng)顏色均勻接槎平整

 

 

2、厚涂型（又稱為國(guó)標(biāo)H型，其耐火極限為3個(gè)小時(shí)）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工

 

 

厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工

 

第1條 厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料宜采用壓送式噴涂機(jī)噴涂空氣壓力為噴槍口直徑宜為

 

第2條 配料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按配合比加料或加稀釋劑并使稠度適宜邊配邊用

 

第3條 噴涂施工應(yīng)分遍完成每遍噴涂厚度宜為必須在前一遍基本干燥或固化后 再噴涂后一遍 噴涂保護(hù)方式噴涂遍數(shù)與涂層厚度應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求確定

 

第4條 施工過程中操作者應(yīng)采用測(cè)厚針檢測(cè)涂層厚度直到符合設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度方可停止噴涂

 

第5條 噴涂后的涂層應(yīng)剔除乳突確保均勻平整

 

第6條 當(dāng)防火涂層出現(xiàn)下列情況之一時(shí)應(yīng)重噴：

 

一 涂層干燥固化不好粘結(jié)不牢或粉化空鼓脫落時(shí)

 

二 鋼結(jié)構(gòu)的接頭轉(zhuǎn)角處的涂層有明顯凹陷時(shí)

 

三 涂層表面有浮漿或裂縫寬度大于時(shí)

 

四 涂層厚度小于設(shè)計(jì)規(guī)定厚度的時(shí)或涂層厚度雖大于設(shè)計(jì)規(guī)定厚度的但未達(dá)到規(guī)定厚度的涂層之連續(xù)面積的長(zhǎng)度超時(shí)。

 

 

8、驗(yàn)收

 

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的工程一般情況下，都是比較大型的工程，針對(duì)大型的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程，對(duì)所有施工人員乃至施工單位來說，就是要保證鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程的驗(yàn)收合格。

 

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程，基本的操作工藝是：作業(yè)準(zhǔn)備—防火涂料配料、攪拌—噴涂—檢查驗(yàn)收，在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工工藝中，工程驗(yàn)收是至關(guān)重要的，工程的驗(yàn)收是整個(gè)施工的認(rèn)可，今天，我們就來了解一下，工程驗(yàn)收時(shí)，需要的一些質(zhì)量文件：

 

1、防火涂料材料質(zhì)量證明書及檢驗(yàn)報(bào)告。

 

2、隱藏工程驗(yàn)收記錄。

 

3、涂裝檢測(cè)資料。

 

4、分項(xiàng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定。

 

 

 

 

    9、病態(tài)防治

 

第一、流掛

超薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料涂膜流掛的主要原因有兩個(gè)，一是屬于施工方面的原因，及涂膜一次涂裝得太厚，或者涂料在涂裝時(shí)稀釋劑加入得太多；二是涂料的內(nèi)在質(zhì)量缺陷兒造成涂膜流掛。屬于第一個(gè)原因的，在涂裝時(shí)應(yīng)按要求涂裝，每道涂層不能太厚，涂料涂裝前，如果需要加入稀釋劑，不能加得太多以至于涂料的黏度太低。

 

溶劑型涂料具有非常好的流平性，一次涂裝所得到的濕涂膜較厚時(shí)容易造成流掛。為了防止涂料流掛，可在涂料生產(chǎn)時(shí)予以考慮。例如，使用適當(dāng)?shù)姆懒鲯熘鷦┦雇苛暇哂泻线m的流變性。屬于這類助劑的有有機(jī)膨脹潤(rùn)土、氫化蓖麻油等。

 

第二、涂膜開裂

 

    超薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料涂膜開裂是指涂膜裝成膜后，在短期內(nèi)或在戶外實(shí)際使用后涂膜出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。根據(jù)涂膜的開裂程度和裂紋的形狀，涂膜表面出現(xiàn)的裂紋有細(xì)裂、隙裂、微裂、龜裂、鱷魚皮裂紋和發(fā)狀裂紋等。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料開裂大多數(shù)發(fā)生在涂膜表面，以龜裂紋最為常見。這類涂膜病態(tài)發(fā)生的原因主要有底、面涂配套不適應(yīng)；面漆中顏料體積濃度（PVC）偏高；底涂涂料未干透就進(jìn)行施工和面涂料涂裝得太厚等。

 

第三、針孔

 

超薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料針孔是涂膜干燥后，在表面出現(xiàn)針狀小孔，嚴(yán)重時(shí)小孔可能像粗糙皮革的毛孔。其原因一是涂料涂裝得太厚，二是溶劑揮發(fā)得太快，三是涂料的黏度較高。當(dāng)涂料涂裝得太厚或是溶劑揮發(fā)得太快時(shí)，在涂膜表面涂料的黏度已經(jīng)很高時(shí)，尚有較多的溶劑留在涂膜內(nèi)部，由于其快速揮發(fā)而形成散逸通道，溶劑頂破涂膜后涂膜已經(jīng)失去流動(dòng)性，無法流平以填平小孔，就在涂膜表面形成了針孔。涂料的黏度太高，在涂膜中的溶劑揮發(fā)或空氣逸出時(shí)涂料已經(jīng)不能夠流平，同樣在涂膜中留下針孔。

 

因而，合理地選擇溶劑，使溶劑具有適當(dāng)?shù)負(fù)]發(fā)速度，可以防止針孔的出現(xiàn)；在涂料中加入適量的流平劑也有利于消除針孔；適當(dāng)?shù)乜刂剖┕ゐざ?，即?dāng)涂料黏度太高時(shí)施工前加入適量的稀釋劑都有助于消除針孔。

 

第四、雨斑

 

戶外的涂膜在實(shí)際使用過程中，受到雨淋或雨露的侵漬使涂膜表而產(chǎn)生斑點(diǎn)，這種斑點(diǎn)稱為雨斑。主要原因是涂膜的耐水性差，通過采取措施（例如在涂料中添加硅烷類防水助劑、提高涂膜的耐水性能等）提高涂膜的耐水性能夠消除這類涂膜病態(tài).