室内钢结构防火涂料的技术要求及性能特点

data-full-width-responsive="true"> 室内钢结构防火涂料的技术要求及性能特点李 东 （齐齐哈尔市龙江县建设工程质量监督检验站，161100）冀 伟 （齐齐哈尔市建设工程质量监督检测中心，161000）1 钢结构的防火保护尽管钢结构具有许多优点，但钢材的常温热导率高达582 W/（mK），升温或遇火时热导率更高，因而传热迅速，遇火或遇热温度达到500℃左右时，其弹性模量、屈服强度和极限强度均显著降低，应变急剧增大，致使其迅速扭曲变形，从而导致钢结构建筑物部分或全部塌陷破坏，此过程仅需025 h（即钢材的耐火极限）。因此，钢结构耐火性差的致命缺点成为钢结构建筑物火灾的隐患。对于钢结构的防火保护应具备以下几点：安全无毒；易与钢构件结合；在预期的耐火极限内可有效地保护钢结构；钢构件受火后发生允许变形时，防火保护材料应不破坏而仍能发挥原有的保护作用；经济上合理。其中，在钢结构表面涂覆各种防火涂料是相对简单易行、可靠、经济实用的方法，可明显提高钢结构的耐火极限，减少火灾损失。2 钢结构防火涂料的防火原理钢结构防火涂料的防火原理主要有以下3 点：第一，涂层吸热后部分物质分解释放出的水蒸汽或其他不燃气体，起到消耗热量，降低火焰温度和燃烧速度，冲淡氧气的作用；第二，涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中；第三，涂层受热后形成炭化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。3 钢结构防火涂料的作用及应具备的条件31 钢结构防火涂料的作用防火涂料属于特种涂料的范畴，它主要有以下两个作用：第一，涂覆于基材上，起到与普通涂料相同的装饰、防腐蚀及延长被保护材料使用寿命的作用；第二，遇到火焰或热辐射时，防火涂料迅速发生物理、化学变化，隔绝热量，降低基材表面温度，阻止火焰传播蔓延，起到阻燃作用。32 钢结构防火涂料应具备的条件防火涂料用于建筑物的防火保护，除了应具有普通涂料的装饰作用和对基材提供物理保护外，还需要具有阻燃耐火的特殊功能，在高温下具有一定的防火隔热效果。321 防火隔热性能为保护建筑物结构或限制火灾的蔓延扩大，防火涂料应提供30 min 至数小时的耐火时间，以便给消防人员赢得抢救时间，以确保建筑结构安全。322 对被保护基材无腐蚀性或破坏性防火涂料应具有适宜的酸碱性。强酸性和强碱性都会降低基材的力学性能，酸对木材有水解作用，破坏木材的纤维结构，降低木材的机械强度；酸碱对钢材有腐蚀性，降低钢材的机械强度。防火涂料对被保护基材应具有较高的附着性而不脱落，其pH 值应不低于35，否则其对基材的附着强度会下降。323 良好的使用性能通过化学或物理作用，防火涂料固化后能达到所要求的各种物理性能（如与胶合板的剪切强度、刨花板的平面抗拉、吸水厚度膨胀等）和具有一定的耐老化性，防火阻燃效果好，且无毒；燃烧时不产生浓烟和毒气；使用性能稳定、方便，如适用期长、常温固化、固化时间短等。4 室内钢结构防火涂料的技术指标及性能特点我国现行国家标准GB 149072002《钢结构防火涂料》将室内钢结构防火涂料按施工厚度分为：厚型（NH 型）和薄型（NB 型）两大类。20 世纪90 年代开始出现了超薄型（NCB）钢结构防火涂料，并且已成为目前我国钢结构防火涂料研究及生产单位竞相研发的热点。它们的技术指标见表1。其性能特点见表2。表1 室内钢结构防火涂料的技术指标注：裸露钢梁耐火极限为15 min（136b、140b 验证数据）。表2 钢结构防火涂料的性能特点5 室内钢结构防火涂料的基本要求及注意事项51 基本要求（1） 用于制造防火涂料的原料应不含石棉和甲醛，不宜采用苯类溶剂。（2） 可用喷涂、抹涂、刷涂、辊涂、刮涂等方法中的任何一种或多种方法施工，并能在通常的自然环境条件下干燥固化。（3） 复层涂料应相互配套，底层涂料应能同普通的防锈漆配合使用，或底层涂料自身具有防锈性能。（4） 涂膜实干后不应有刺激性气味。52 注意事项521 安全性问题防火涂料遇火膨胀后对基材起到保护作用的同时，其阻燃成分释放出诸如NH3、HCN、卤化氢、NOX、CO、C12、Br2 等有毒气体。如果这些气体的浓度超过了人体的耐受极限，便会对未逃离火场人员以及消防人员产生危害，所以应对防火涂料遇火后产生有毒气体的种类及限量加以限制，为此应采取下列措施：第一，在现有体系中加入有效吸收有毒气体的组分，它既不影响涂料的防火性能，又能起到抑毒、抑烟或消毒、消烟的作用；第二，从事防火涂料研发的人员应积极寻找新的防火阻燃组分，使制成的防火涂料不但能对基材起到防火保护作用，而且燃烧后的产物符合人体健康的要求；第三，对可能产生的有毒气体对人体健康的危害进行研究，提出其限量和防护措施；第四，对现有以有机成分为主的防火涂料在不同的环境下遇火燃烧时所产生的气体种类、浓度进行检测分析。522 耐久性问题经过不同的年限后，防火涂料是否随时间的延长而出现剥落、粉化等现象；或者经过若干年后，其耐火极限是否明显降低。防火涂料的耐久性具有隐蔽性，但更具有危害性，所以更应引起重视。对此类问题，应采取下列措施加以防治：第一，防火涂料生产厂商应在产品说明书中给出该涂料在不同使用环境下的使用年限或更换周期，以便用户选择或使用后注意更换；第二，对有关防火涂料耐久性的内在和外在因素加以分析，以便能在短期内预测防火涂料的实际使用寿命，从而可根据使用环境的不同要求及其基材或主体结构的使用寿命来决定是否需更换或及时维修防火涂料。6 结语（1） 为了克服钢结构在实际使用中防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高至设计规范规定的范围。（2） 钢结构采用防火涂料保护，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形状限制等优点，一般不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用。（3） 轻型建筑钢结构屋架的发展，推动着我国高层、多层建筑向着钢结构方向发展，与此同时，建筑钢结构的防火也日益受到人们的重视。涂覆防火涂料是目前最理想、可靠、经济实用的建筑钢结构防火措施。随着我国消防法规的建立、健全，对防火涂料的要求不断提高，钢结构防火涂料具有广阔的发展前景。