钢结构防火涂料应用的探讨

　。２０１　０　ＮＯ．０７　ｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ＨｅｒａＩｄ　建筑科学　钢结构防火涂料应用的探讨　杨晓敏　（内蒙古建筑职业技术学院　内蒙古呼和浩特０１　００５０）　摘要：本文指出铜结构防火的重要性，对钢结构防火涂料的定义　工作原理以及钢结构防火涂料存在的问题进行了探讨，为钢结构防火　涂料的进一步研究提供初步基础。　关键词：钢结构　防火涂料　耐火极限　中图分类号：ＴＧ１４　２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４－０９８ｘ（２０１０）０３（ａ）－００５４－－０１　随着我国的工业发展，钢结构在工业　厂房、大跨结构、多高层建筑、高耸结构、　轻型钢结构等中得到了广泛应用。无可置　２钢结构防火涂料的分类和存在的问题　钢结构防火涂料按防火机理可分为有　膨胀型钢结构防火涂料和非膨胀型钢结构　在８～５０ｍｍ的涂料，耐火极限可达０．５～　３ｈ。在火灾中涂层不膨胀，利用材料的不燃　性、低导热性或涂层中材料的吸热性，延缓　疑，钢结构有很多优越条件，如钢材的强　防火涂料　度高、塑性和韧性好，适于承受冲击和地　（１）膨胀型钢结构防火涂料，有薄型钢　震荷载等，而且钢结构便于机械化生产。　结构防火涂料和超薄型钢结构防火涂料。　但是，也不能否认，钢结构还存在着缺陷　①薄涂型钢结构防火涂料是指涂层厚　和隐患。大量的事故表明，由于钢材耐火　度在３～７ｍｍ的钢结构防火涂料，在受火时　性能差，易发生火灾，成为钢结构的隐患　膨胀发泡，以膨胀发泡所形成的耐火隔热　之一。２００１年９月ｌ１日，震惊世界的“９．１ｌ　层延缓钢材的升温，保护钢构件。　事件”中被飞机碰撞后损毁的纽约世贸大　这类钢结构涂料一般用合适的乳液聚　楼，事后专家分析认为：飞机在撞到大楼　合物作基料，再配以阻燃剂、添加剂等组成。　后，由于燃油爆炸，产生荷载“瞬变效应”　要求选用的乳液聚合物必须对钢基材有良　破坏了整个结构；同时钢结构暴露在熊熊　好的附着力、耐久性和耐水性，。其装饰性优　烈火中，在一个多小时后，钢材软化，强度　于厚涂型防火涂料，施工采用喷涂，一般耐　丧失而倒塌，造成几千人命丧废墟，损失　火极限在２４，时左右。因此常用在不超过２４，　多达几百亿美元。因此采取可靠的防火措　时耐火极限的钢结构防火保护工程中。　施是保障建筑安全的关键因素。钢结构建　②超薄型钢结构防火涂料是指涂层厚　筑在火灾中被烧塌的火灾事件不乏其例，　度不超过３ｍｍ的钢结构防火涂料，在受火　这些灾难，给人们敲响了警钟，研究钢结　时膨胀发泡，形成致密的防火隔热层，延缓　构有效地防火措施势在必行。采取可靠的　钢材的温升，提高钢构件的耐火极限。与厚　防火措施，可以延长钢结构达到临界温度　涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，超薄　的时间，减轻钢结构在火灾中的破坏，避　型钢结构防火涂料涂层更薄、施工方便、装　免钢结构在火灾中局部或者整体倒塌造　饰性更好。因其在满足防火要求的同时又　成灭火和人员疏散的困难以及人员伤亡；　能满足高装饰性要求，特别是对裸露的钢　同时可以减少火灾后钢结构的修复费用，　结构，因此，这类涂料是目前备受用户青睐　缩短灾后结构功能恢复周期，减少间接经　的钢结构防火涂料。　济损失。　超薄型钢结构防火涂料施工可采用喷　涂、刷涂或滚涂，一般使用在耐火极限要求　１钢结构防火涂料的定义和工作原理　在２．Ｏｈ以内的建筑钢结构上。　钢结构防火涂料就是刷涂或喷涂在建　薄涂型钢结构防火涂料和超薄型钢结　筑物或构筑物钢结构表面的一种防护性涂　构防火涂料虽然在工程实际中得到了广泛　料，具有一定的装饰作用，遇火灾时能迅速　应用，但其存在着老化问题，直接影响着涂　形成耐火隔热保护层，提高钢结构的耐火　料的防火隔热性能的充分发挥，现已得到了　极限，满足建筑设计防火规范的要求，避免　国内外研究学者的重视。所谓老化问题是指　钢结构失去承载能力而导致建筑物垮塌。　在使用过程中，由于受各种复杂因素的综合　钢结构防火涂料的防火工作原理主要　作用，其物理化学性能和机械性能逐渐损　有三个：一是涂层对钢基材起屏蔽作用，　坏，以致最后丧失使用价值，失去了防火隔　使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中。　热效果。国内研究学者程海丽选取了两种有　二是涂层吸热后部分物质分解放出的水　代表性的膨胀型钢结构防火涂料：薄涂型水　蒸汽或其他不燃气体，起到消耗热量、降　性钢结构防火涂料和超薄型油性钢结构防　低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作　火涂料，对两种涂料进行了冻融循环试验和　用。三是涂层本身多孔轻质和受热后形成　人工加速老化试验，并进行了防火性能测　碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢材传　试，用受火后涂层的膨胀高度，碳化面积以　递，推迟了钢材强度的降低，从而提高了　及涂层质量和碳化质量评价了防火涂层抗　钢结构的耐火极限。　火性能的衰减程度，指出钢结构防火涂料的　早在２０世纪７０年代，国外对钢结构防火　老化对其防火性能有很大影响。老化问题虽　涂料的研究和应用就展开了积极的工作并　取得了一些研究成果，但试验是否还与材料　取得了较好的成就。８０年代初国外钢结构　最终使用环境中实际发生的情况相符，值得　防火涂料就进入中国市场，在工程上得到　我们进一步思考。　了应用。从８０年代初，我国也开始研制钢结　（２）非膨胀型钢结构防火涂料主要是厚　构防火涂料，至今已有许多优良品种广泛　涂型钢结构防火涂料　应用于各行各业。　厚涂型钢结构防火涂料是指涂层厚度　５４　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　钢材的温升，保护钢材。这类防火涂料用合　适的粘结剂，再配以无机轻质材料、增强材　料组成，具有成本较低的优点。施工一般采　用喷涂，多应用在耐火极限要求２ｈ以上的　室内钢结梅　厚涂型钢结构防火涂料由于涂层厚，外　观装饰性相对较差，且存在破损问题，影响　涂料的防火隔热性能的发挥。所谓破损问题　是指在使用过程中，由于厚涂型钢结构防火　涂料与钢构件的粘结性能差，在地震、碰撞　和爆炸等作用下会发生破损或脱落，从而使　钢构件会全部或部分失去保护。因此，必须　保证厚涂型钢结构防火涂料与钢构件的粘　结性能，使防火保护材料牢固附着在钢构件　表面，以确保钢结构在设计耐火极限内不发　生破坏。国内研究学者王佳采用ＡＮＳＹＳ有限　元分析研究了由于防火涂料局部破损而造　成的火灾下钢构件内的三维热传导问题，给　出构件内温度的分布规律。在今后的研究工　作中，还需要对厚涂型钢结构防火涂料的破　损机理、破损模式及使用过程中或者地震作　用、爆炸冲击荷载作用下防火涂料的破损位　置和大小进一步研究。　３结语　钢结构的防火保护直接影响着结构的　安全与否，必须采取适当的防火处理措施。　而钢结构防火涂料因其施工方便得到了广　泛应用。因此，必须进一步深入研究钢结构　防火涂料的性能，根据不同需要、不同功　能，提高钢结构耐火极限，增强建筑物抗御　火灾的能力，确保国家和人民群众生命财　产的安全。　参考文献　［１］王佳，李国强．防火涂料局部破损对钢　构件在火灾下的温度分布影响【Ｊ］．结构　工程师，２００５，２１（５）．　［２】程海丽，杨秀云等．钢结构防火涂料存　在问题探析［Ｊ］．新型建筑材料，２００３（９）．　【３］王丽，吴永清，杨春光．浅谈钢结构建筑　防火［Ｊ】．山东商业职业技术学院学报，　２００４（２）．　［４】林桂祥．防火材料在上海钢结构建筑上　的应用［Ｊ］．上海建设科技，１９９７（５）．　［５】公安部四川消防科学研究所．钢结构防　火涂料应用技术规范［Ｍ］．中国计划出　版社，２００５．