室外鋼結(jié)構(gòu)采用環(huán)氧類防火涂料探討

摘 要：環(huán)氧類防火涂料屬于薄型膨脹防火涂料，在粘附性、占用空間、防火性能等方面優(yōu)于目前國內(nèi)普遍在室外鋼結(jié)構(gòu)中選用的厚型防火涂料的性能。文章討論了環(huán)氧類防火涂料的特點(diǎn)，適用于更嚴(yán)要求的烴類火試驗(yàn)的防火性能要求，提出大力開發(fā)并推廣用于室外鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)氧類防火涂料的建議。

關(guān)鍵詞：防火涂料；環(huán)氧膨脹型；烴類火

防火涂料又稱阻燃涂料具有普通涂料的裝飾性，并有防腐蝕、防銹、耐酸堿、鹽霧等性能。用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火災(zāi)的迅速蔓延，用以提高被涂材料的耐火極限[1]。鋼結(jié)構(gòu)涂刷防火涂料一般是消防工程的基本要求，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中發(fā)揮著日益重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。但是鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能很差，鋼材作為熱的良導(dǎo)體，在自身溫度超過540℃時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度幾乎全部喪失。鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防火涂料，操作簡單方便，防火效果顯著，同時(shí)具有一定的裝飾功能。火災(zāi)時(shí)可以使消防人員有較充分的時(shí)間進(jìn)行滅火工作，達(dá)到保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的目的。

防火涂料按照使用厚度可分為超薄型、薄型、厚型[2]（見表1）。

目前國內(nèi)在室外或潮濕環(huán)境下一般采用厚型防火涂料，這種防火涂料的選取往往不適用于烴類火的要求。所謂烴類火，是相對于標(biāo)準(zhǔn)火來說。在石化行業(yè)領(lǐng)域，存在標(biāo)準(zhǔn)火和烴類火的差異。目前我國的石化行業(yè)中，國家標(biāo)準(zhǔn)選用的仍是以木質(zhì)纖維為燃燒介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)的時(shí)間-溫度曲線。標(biāo)準(zhǔn)火升溫慢，溫度較低，時(shí)間較長；而以油氣介質(zhì)燃燒的烴類火升溫快，溫度高，時(shí)間短。經(jīng)過10分鐘，烴類火的升溫速度約為標(biāo)準(zhǔn)火的1.48～1.52倍，經(jīng)過90分鐘，烴類火的升溫速度約為標(biāo)準(zhǔn)火的1.17～1.22倍。標(biāo)準(zhǔn)火的升溫曲線見圖1，烴類火的升溫曲線見圖2。

選用防火機(jī)理為膨脹型的環(huán)氧樹脂雙組分的防火涂料，不但使室外鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用超薄型防火涂料成為可能，同時(shí)能夠滿足要求更高的烴類火的試驗(yàn)強(qiáng)度要求。

通常膨脹型防火涂料的主要組分有：成膜物質(zhì)、成炭劑、發(fā)泡劑、脫水成炭劑、顏料、填料、各種助劑及溶劑等。聚磷酸銨作為脫水成炭催化劑、季戊四醇作為成炭劑、三聚氰胺作為發(fā)泡劑都具有一定水溶性。隨著常年累月的風(fēng)吹雨淋，防火涂料的防火性能會直線下降。但是以封閉性極強(qiáng)的環(huán)氧樹脂雙組分膨脹型的防火涂料完全適用于戶外。

歐美的相關(guān)研究表明，環(huán)氧樹脂是防火涂料最好的成膜物，尤其在剛性表面，能提供更好的耐腐蝕性，同時(shí)較水泥類輕得多。目前在發(fā)達(dá)國家，環(huán)氧類膨脹型防火涂料主要應(yīng)用于石化、煉油廠及海上石油平臺，由于其具有較好的抗沖擊強(qiáng)度、粘結(jié)性抗潮濕能力，還應(yīng)用于高端游泳池及高層建筑中。

對室外用環(huán)氧防火涂料防火性能方面，現(xiàn)階段國內(nèi)尚沒有相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，更沒有相關(guān)的檢測機(jī)構(gòu)。著名的美國實(shí)驗(yàn)室Underwriters提供的UL1709做為烴類火試驗(yàn)，其對防火涂料的防火性能要求一般認(rèn)為高于國內(nèi)采用的GB 9978[3]。環(huán)氧防火涂料普遍要求通過UL1709規(guī)定的試驗(yàn)檢測。

環(huán)氧型防火涂料較厚型防火涂料相比，表面更光滑，占用空間更小，施工更簡單，裝飾性更好，對于安全要求極高的軍事、石化、海洋等領(lǐng)域，環(huán)氧型防火涂料更適用。我國目前對室外鋼結(jié)構(gòu)用防火涂料的認(rèn)識、研究、檢測及施工都與發(fā)達(dá)國家存在較大差距，在環(huán)氧型防火涂料領(lǐng)域更沒有成熟的產(chǎn)品在市場推廣。加大對此類產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和財(cái)政支持，大力發(fā)展環(huán)氧類防火涂料對于推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、避免國外行業(yè)壟斷和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉新，時(shí)虎.鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕和防火涂裝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11.

[2]GB14907-2002 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件.

[3]GB/T9978.1-2008 建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法 第1部分：通用要求.

作者簡介：鄭重，助理工程師，現(xiàn)工作于大慶油田工程有限公司從事裝備設(shè)計(jì)。