钢结构防火涂料防火原理浅析
发布时间：[2014-7-2] 查看次数：4921
钢结构防火涂料防火原理浅析 一、前言 钢结构件的防火方法主要有涂料维护、防火板维护、混凝土维护、柔性卷材维护、无机纤维维护、结构内通水冷却维护等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，运用范围最广，功率最高。 要使钢结构资料在实践运用中克服防火方面的不足，必须进行防火处置，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火资料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。 二、钢结构防火涂料防火原理及构成 佛山钢构防火维护的原理是采用绝热或吸热的资料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907—2002)，钢结构防火涂料界说为施涂于建筑物及构筑的钢结构外表，能形成耐火隔热维护层以提高钢结构耐火极限的涂料。目前，国内外钢结构防火涂料主要有基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等构成。 1.基体树脂 基体树脂与其它组分配伍，既保证了涂料在正常条件下具有各种运用功能，又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡功能。一般情况下，丙烯酸树脂防火涂料的炭化层质量较高，故一般采用丙烯酸树脂作为主成膜物，并对其进行改性，以提高涂料的整体效果。 2.催化剂 催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质，分解出的酸使多元醇脱水，从而使之形成不易燃的三维空间结构的炭化层。一般，磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小，且兼具催化和发泡双重功效，目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。 3.成碳剂 成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架效果。成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配，当采用聚磷酸胺作催化剂时就运用热稳定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂，如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于广东大亚湾核电站裸露厂房屋架上已达十几年之久，仍可正常运用。但其缺陷是施工时气味大、涂层易老化，淀粉等。运用淀粉做成碳剂，涂层的耐水性问题不易解决，而二季戊四醇由于其报价原因，在国内也很少运用，目前国内普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂。 4.发泡剂 膨胀型防火涂料只有在发泡剂的效果下，才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体，使涂层在抵达软化点的情况下发泡膨胀，形成海绵状结构。 三、存在的技术问题 1.耐久性 由于厚型防火涂料存在自重大，装饰性差，因此只能运用在某些对外观要求不高的室外钢结构。广泛运用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料，特别是超薄型。此两类涂料所运用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，因此，此类涂料必定会随着时间的推移防火功能有所下降，而目前还没有找出一种鉴定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个月的查验结果，但火灾的发生是不可预测的，火灾可能是在涂料涂后的1年，也可能在涂后的10年发生，因此膨胀型防火涂料最主要的就是耐久性问题。 2.安全性 目前的膨胀型钢结构防火涂料遇火有可能释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限，便会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。 3.生产、施工 国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程自动化水平不高，有有些企业还处于手工作坊式在操作，不少产品的配方工艺迥然不同，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原资料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的查验。 4.测试方法 钢结构防火涂料作为一类功能性涂料，其功能主要有理化和耐火两方面构成。同样耐火极限的防火涂料因其运用环境不同、受火类型不同，对基材的维护效果也就不同。 5.检测规范方面 GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的查验报告，而实践中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实践要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行维护，目前无论从理论界或是实践均缺乏相应的研究。 6.检测规范构件与实践构件的差异性 耐火极限查验中运用的基材是Q235的规范I36b或I40b热轧普通工字钢梁，而实践运用中，钢构件的截面尺寸各种各样。查验报告中描述的钢梁与实践中的钢构件并无完全的对应关系，实践运用的钢构件和规范钢梁间应该如何进行换算，如何确定实践运用的钢构件的涂层厚度，国家尚无规定。 四、相应对策 1.对钢结构建筑进行科学的防火维护 目前，咱们一般运用的方法有：钢结构外表喷涂防火涂料;用现浇混凝土作外包层;钢构件内充水等，其中运用最为广泛的是钢结构外表喷涂防火涂料。
