膨脹型防火涂料在鋼結構中的應用

吉林省通化市建設工程招投標管理處 胡 超

膨脹型防火涂料在鋼結構中的應用

吉林省通化市建設工程招投標管理處 胡 超

鋼結構作為一種建筑結構形式，以其靈活、自重輕、抗拉強度大、抗震性和變形性好、施工周期短等優(yōu)點，在當代建筑領域得到了廣泛應用。但由于鋼結構的耐火極限只有0.25h，在溫度達到500℃以上時就會喪失強度，進而坍塌。因此，在應用鋼結構作為建筑主體結構時，對鋼結構進行防火保護顯得十分必要。

一、鋼結構表面防火涂料的防火原理

1. 一般防火涂料的防火原理。在各種防火保護措施中，在鋼結構表面涂防火涂料是一種應用最為廣泛也是最為經濟有效的辦法。一般防火涂料的防火原理是依靠涂料本身具有的難燃性、不燃性和較低的導熱系數(shù)，在發(fā)生火災時起到屏蔽大火的作用，使得鋼結構不至于在發(fā)生火災時直接暴露在火焰的高溫中，從而延遲著火和減小燃燒速度，延緩火焰向鋼結構的傳遞；另外，有些防火涂料的防火原理是涂料吸熱后能分解出水蒸氣或其他不燃氣體起到消耗熱量、稀釋氧氣的作用；也有些防火涂料的防火原理是遇到高溫時在鋼結構表面形成一個輕質薄膜絕熱保護層來保護鋼結構主體。按照涂裝厚度，防火涂料可分為厚型（8～50mm）、薄型（3～7mm）、超薄型（＜3mm）3種防火涂料；按照防火機理，防火涂料可分為非膨脹型和膨脹型。

2. 膨脹型防火涂料的防火原理。在受火作用過程中，膨脹型防火涂料的工作過程主要經歷4個階段，即平穩(wěn)階段、發(fā)泡炭化階段、失炭階段、無機層階段。在這4個階段當中，第一階段，涂料在受熱膨脹過程中隔絕火源對鋼結構的直接加熱，從而起到阻燃的作用；第二階段，涂料形成泡沫炭化層后，導熱系數(shù)大幅減小，降到原來的幾百分之一，從而有效阻止外部熱源的導熱作用；第三階段，在火焰和高溫中，涂料分解、降解等發(fā)生化學反應能吸收大量的熱，從而對保護鋼結構的受熱升溫過程起到延緩作用；第四階段，涂料在高溫下分解出的不燃性氣體能稀釋氧氣的濃度，抑制燃燒的進行。

二、膨脹型防火涂料的施工要點

1. 施工條件。

（1）環(huán)境條件。施工溫度應控制在5～50℃，以免溫度過低或過高造成施工不便。空氣濕度宜控制在30%～80%，施工現(xiàn)場應盡可能環(huán)境清潔，無灰塵和有害氣體。雨天施工必須有防雨措施。

（2）現(xiàn)場條件。需在防火涂料施工的鋼結構基本焊接工作結束后方可開始防火涂料的涂裝工作。嚴禁任何對未完成鋼結構的部位進行涂裝，以免造成涂料的浪費和二次施工。

2. 施工要點。

（1）主要機具。空氣壓縮機、油漆攪拌機、噴槍、噴砂機、電動砂輪機、油刷、開刀、砂紙打磨機等。

（2）噴涂施工技術要點。

一是基層清理。鋼結構表面應嚴格按照涂裝工程規(guī)定的設計要求，首先進行除銹工作，將氧化鐵皮和浮銹除凈。在除銹工作完成后，立即開始涂刷防銹底漆，以免鋼結構表面在涂裝防火涂料前再生銹。防銹漆涂刷后，方可進行防火涂料的涂裝。

二是涂裝防火涂料。鋼結構防火涂料的涂裝一般采用噴涂方法，刷涂配合。噴涂前應檢查防火漆表面是否清潔，否則會影響涂料與基層的附著力。待清潔完畢后，方可進行施工。在使用專業(yè)噴涂機器噴涂防火涂料前，油工需將涂料調和均勻后。噴涂的噴嘴口徑應控制在0.48～0.68mm，噴涂的壓力應控制在15～20MPa。噴涂過程中，應保持噴嘴與噴涂面的距離在300mm左右。豎向鋼構件時應按從上到下的順序噴涂，橫向鋼構件應按從左至右的順序噴涂。噴涂時要注意拐角位置，保證足夠的厚度。涂料噴涂要均勻、密實，不應有漏涂或者過厚現(xiàn)象。待涂層實干后再噴涂下一層。涂層不應該出現(xiàn)起皮、起鼓等現(xiàn)象。如若發(fā)現(xiàn)應當立即鏟除，重新涂布。

3. 質量標準。

（1）主控項目。

一是噴涂所選用涂料的品種型號和性能應符合防火設計要求。材料進場時，必須提供產品檢測合格報告和產品合格證。待檢查合格后，方可用做施工。

二是涂層厚度應等于或大于防火設計規(guī)定的厚度。為滿足耐火極限涂層的厚度，必須按照要求施工，邊施工邊進行厚度測試，保證最終厚度滿足防火設計要求。檢查涂層厚度是否達到規(guī)定厚度，可待涂層干燥后，使用測厚儀進行檢測。

三是無漏涂、脫粉、明顯裂縫等缺陷。涂層與鋼基材之間和各層涂層之間，應黏接牢固，無脫層、空鼓等情況。檢查時，可觀察或用手觸摸。

四是，顏色與外觀符合設計要求，鋼結構輪廓清晰，表面平整。檢查方法為觀察。

（2）一般項目。對于涂刷完的防火漆一般用觀察、手摸等方法，檢查防火漆的刷紋、光澤、光滑、流墜、皺皮等質量。目的是不影響最后涂層的施工效果。

綜上，防火涂料對鋼結構的結構穩(wěn)定和裝飾效果有著重要影響。鋼結構防火涂料的施工質量控制貫穿涂料的準備、操作的規(guī)范、涂刷（噴涂）工藝及施工后的養(yǎng)護全過程，任何一個環(huán)節(jié)失去質量控制都可能導致涂層理化性能和耐火性能的嚴重喪失。因此，在施工過程中，施工質量的好壞直接影響使用壽命和消防安全，嚴格按防火涂料的施工要點進行施工，對保證防火涂料的質量是至關重要的。