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鋼結構防火塗料塗裝解析!

来源:      時間:2017/6/9 14:11:18

雙獅鋼結構防火塗料


鋼結構以其自重輕、強度高、施工快捷等突出優點,成为了現代建築工程中非常普遍的結構形式之一。但鋼結構在其諸多優點的背後,也隐藏着一個致命的弱點——耐火性差,鋼材雖然是不燃材料,但在火災高溫作用下,其力学性能如屈服強度、彈性模量等卻會随溫度升高而降低,在550℃左右時,降低幅度更为明顯, 一般在15分鐘左右就會喪失承重能力而垮塌。 2002年9月11日,美國紐約的世界貿易大廈在恐佈襲擊中倒塌,導致300多名消防隊員無辜喪生。飛機滿載燃油撞擊大樓後,造成大樓承重的鋼結構筒體的保護層被破壞,在強烈的高溫作用下,鋼結構筒體承載強度迅速下降, 短短20分鐘後这個世界上最著名建築就消失在我們面前。類似的火災還有很多,这些火災案例都暴露出鋼結構建築存在的一個致命弱點就是耐火性極差,这就給我們提出了一個新的課題,怎樣才能做好鋼結構防火保護,使鋼結構建築更好地服務于经濟建設。


對于鋼結構的防火保護,無論采取何種方法都應具條以下幾點:

(1)安全無毒;

(2)易于與鋼構件結合;

(3)在預期的耐火極限内可有效地保護鋼結構;

(4)在鋼構件受火後發生允許變形時,防火保護材料應不被破壞而仍能發揮原有的保護 作用;

(5)经濟合理。

 

由于鋼結構耐火能差,在火災高溫作用下很快失效倒塌,耐火極限僅15分鐘,若采取 措施,對鋼結構進行保護,使其溫度升高不超過臨界溫度,鋼結構在火災中就能保持穩定性。目前我國鋼結構主要采用三種保護方法:噴塗法、包敷法、水淋冷卻法,它們部是通過一定的技術手段来提高鋼結構的耐火極限。具體而言,噴塗法就是在鋼結構表面塗上一層防火塗料,形成一個保護膜,從而提高建築構件的耐火極限,它有厚型和薄型之分,不同厚度的塗層其耐火極限不同;包敷法是采用磚混凝土、矽鈣闆等材料将鋼結構包裹,從而形成保護層,提高構件耐火扱限;水淋冷卻法是在鋼結構上部布置自动噴淋系統,發生火災時,啟动噴淋在鋼結構表而形成一層連續的水膜.,达到保護作用。噴塗法作为一種最经濟有效便捷的防火措施,得到了廣泛的應用,下面就對鋼結構防火塗裝作進一步的探讨。

 

噴塗法是用噴塗機将防火塗料直接噴在構件表面,形成保護層,但施工時對環境略有污染。防火塗料又稱阻燃塗料,它具有普通塗料的裝飾性,并有防腐蝕、防鏽、耐酸堿等性能,除具有延長物體使用壽命的保護功能外,更重要的是塗料本身具有不燃性或難燃性,即防止被火焰點燃,因此,在火災發生時能夠阻止燃燒和抑制燃燒的擴展,從而使人們有充分的時間進行滅火工作,达到保護人民生命财産安全的目的。


鋼結構防火塗料若以溶劑類型分,可分为溶劑型和水溶型,按防火原理分为膨脹型和非膨脹型兩大類,按塗層厚度分为厚塗型、薄型和超薄型三類,超薄型的用量为最大,約占鋼結構防火塗料的70%。超薄型鋼結構防火塗料塗層厚度一般为3mrn以下,以溶劑型为主,具有良好的裝飾和理化性能,耐火極限可达0.5~2小時,薄型鋼結構塗料塗層厚度一般为3~7mm,有一定裝飾效果,高溫時塗層膨脹增厚,具有耐火隔熱作用,耐火極限可达 0.5~2小時,这種塗料又稱鋼結構膨脹防火塗料。厚塗型鋼結構防火塗料厚度一般为8~ 50mm,粒狀表面,密度較小,導熱系數低,附火極限可达0.5~3.0小時,这種塗料又稱鋼結構防火隔熱塗料。薄型防火塗料一般适用于工业與民用建築樓蓋與屋蓋鋼結構,超薄型防火塗料适用于工业與民用建築梁、柱等,厚塗型防火塗料有裝飾面層的建築鋼結構梁、柱等,還适用于露天環境中的框架、構架等鋼結構。

 

防火塗料的防火機理大致可歸納为以下五點:

(1)防火塗料本身具有難燃性或不燃性,使被保護基材不直接與空氣接觸,延遲物體着 火和減少燃燒的速度。

(2)防火塗料除本身具有難燃性或不燃性外,它還具有較低的導熱系數,可以延遲火焰 溫度向被保護基材的傳遞。

(3)防火塗料受熱分解出不燃惰性氣體,沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體,使 之不易燃燒或燃燒速度減慢。

(4)含氮的防火塗料受熱分解出一些活性自由基團,與有機遊離基化合,中斷連鎖反應,降低溫度。

(5)膨脹型防火塗料受熱膨脹發泡,形成碳質泡沫隔熱層封閉被保護的物體,延遲熱量與基材的傳遞,阻止物體者火燃燒或因溫度升高而造成的強度下降。

 

鋼結構防火塗料系統需要對鋼結構進行防鏽底漆的處理,而在这之前,最重要的步驟就是表面處理,鋼結構的表面需要噴砂處理到ISO Sa2.5級,粗糙度40~75微米,然後再進行底漆施工。在底漆的基礎上進行防火塗料的施工,根據耐火極限要求施塗相應的厚度,如果有面漆要求,水性丙烯酸防火塗料可以複塗丙烯酸面漆,環氧類防火塗料可以複塗丙烯酸聚氨酯面漆。


防火塗料作为功能性塗料,其主要作用是防火,鋼結構的防腐蝕還是需要由底漆来完成,用于鋼結構防火塗料的防鏽底漆,必須與防火塗料相兼容,兩者間有良好的附着力,以往常用的防鏽底漆是紅丹漆,但紅丹漆因为毒性大,在防腐塗料系統中受到限制,取代它的是安全無毒的磷酸鹽防鏽底漆。富鋅底漆是防火塗料底漆處理中最佳的産品,它利用鋅的電極電位比鐵更負的特點来保護鋼材,主要有配资盘和無機富鋅底漆兩種。防鏽底漆的表面處理,通常要求噴砂到ISO Sa2.5級,这樣可以取得最佳的防鏽效果。防鏽底漆可以在鋼結構制作廠房内進行除鏽和噴塗,在現場進行底漆破損的修補後,在進行防火塗料施工。

 

在防火塗料系統中,封閉面漆是非常重要的,由于防火塗料的本身的裝飾性都比較差,因此,塗上—道面漆是非常有必要的。并且,由于防火塗料的耐久性一直沒有经過長期的實際考察,從理論上說,有機物都會老化,降解等,这對防火塗料的性能是比較致命的。如果塗有耐老化的面漆塗層就可以基本解決这個問題,正如在防腐蝕塗料系統中一樣,防鏽底漆和中間漆通常不會受到大的影響,維修時也隻需要對面漆進行維護就可以獲得長久的耐腐蝕性能,其基本道理是一樣的。

 

不同用途的鋼結構建築,在防火塗裝時所考慮因素也存在着較大的差異。必須在嚴格執行各種規範的前提下,做到有效的、科学的、合理的防火設計。


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