試論鋼結構防火涂料的問題

王路杰

（河北中冶冶金設備制造有限公司，河北 沙河 054100）

試論鋼結構防火涂料的問題

王路杰

（河北中冶冶金設備制造有限公司，河北 沙河 054100）

鋼結構的抗火性能較差，一旦發生火災，會造成整個鋼結構的坍塌，從而造成嚴重的經濟損失和人員傷亡，文章分析了鋼結構防火涂料的分類和防火機理，同時分析了當前鋼結構防火材料應用中存在的問題。

鋼結構；防火涂料；防火機理

1 鋼結構防火涂料的分類及防火機理

防火材料的主要作用是隔離剛材料和火源，避免兩者直接接觸造成鋼結構材料的溫度急速上升，同時防火材料的隔離作用可以延緩火勢的蔓延和燃燒速度，從而避免了鋼結構整體性坍塌。防火材料必須是不燃性的材料，同時其導熱系數較低，在鋼結構和火焰之間形成較大的溫度梯度，維持鋼結構處于低溫的狀態，延緩熱量的傳遞過程。同時防火材料添加一定量的特殊物質，在高溫的環境下，防火涂料中的部分物質會發生分解，生成大量的水蒸氣和其他不燃性氣體，從而吸收周圍的熱量，并稀釋環境內的氧氣濃度，降低火勢的燃燒強度。

當前在鋼結構中應用較多的主要有兩種不同的防火材料，其化學構成以及作用機理的差別性較大，下面進行詳細的介紹：①膨脹性防火涂料，當周圍發生燃燒反應后，涂料在高溫條件下會迅速地發生膨脹，在鋼結構的周圍建立一個絕熱的膨脹空間，同時延緩了熱量的傳導，提高了鋼結構的耐火性能；②非膨脹型的防火材料，這類防火涂料主要應用于厚型的鋼結構中，采用無機絕熱性材料作為主要的構材，由于其不發生膨脹保護作用，因此其結構較為致密，呈現粒狀面的排列方式，具有良好的隔熱性能，有效隔絕了氧氣與鋼結構的接觸，延緩了燃燒作用的發生。

2 鋼結構防火涂料存在的問題

（1）安全性問題。通常而言，膨脹型防火材料是由碳源、酸源和氣源組成，當防火涂料接觸到高溫火焰時，各類的碳酸鹽可以發生分解，尤其是多元醇、三聚氰胺、氯化石蠟等物質遇到明火后會釋放出大量的氣體，從而形成蜂窩狀的膨脹結構，實現防火材料的隔離作用。但是有機化學物質的添加會造成一定的環境污染，部分化學物質在高溫下分解會釋放出氨氣、氮氧化合物、碳氧化合物、氯氣等鹵素元素氣體，從而造成局部環境的有毒氣體濃度超標，給逃生人員以及救火人員造成嚴重的身體威脅，甚至部分有毒氣體會給人類造成永久性的傷害。

（2）防火涂料耐久性問題。防火涂料具有一定的使用年限，科學研究顯示防火材料的抗火性能與其鋪設的年限有關，鋼結構涂料隨著使用年限的增長，會出現耐久性的問題，如果鋼結構涂料的使用年限超過了規定，就會造成其抗火性能的下降，增加了安全事故發生的概率。由于防火材料的使用環境較為惡劣，粉塵、酸性氣體、水蒸氣等物質都會對涂料造成一定的影響，例如會造成涂料層粘結性的下降，鋼結構表面的涂層出現脫落和開裂的現象，從而直接影響了防火材料的耐久性能。相對于有機成分的防火材料，無機防火材料具有耐久性較高的特點，其防酸雨、防開裂、防腐蝕的性能優良，因此在鋼結構中應用較為廣泛。

（3）防火材料涂料測試方式存在缺陷。衡量鋼結構防火材料的兩個重要參數有機械性能和耐火性能，前者是衡量防火材料的功能性，例如防火涂料的抗水能力、抗溫度變化能力、抵抗濕度變化能力等性能，這些性能參數直接決定了防水涂料的實際應用功效。耐火性能是防水涂料最重要的衡量參數，其參數指標包括抗火能力、耐火極限、隔離層的絕熱效果等。但是當前我國的鋼結構防火涂料的性能參數檢測方式存在缺陷，例如在涂料耐火極限的試驗中，由于采用不同的升溫曲線進行數據采集，從而造成了涂料耐火極限數值存在較大偏差，再者采用不同的燃燒介質會導致燃燒溫度差別性較大，這對于評估防火材料的耐火性能有較大的影響。

3 鋼結構防火涂料的性能改進對策

（1）減少毒氣排放，提升涂料環保性。當前實際應用的防火涂料中有機物的含量較高，當遇到明火燃燒時，雖然防火涂料可以發揮其絕熱阻燃的功能，但是會釋放出有毒的氣體，給救援工作和人員的逃生造成困難，因此要加強有機物防火涂料的測試，科學測試其氣體種類和濃度，同時要明確不同類型毒氣對身體的危害，以便于提出相應地防護措施。防火涂料研究人員應當探索新型的阻燃劑，在維持涂料防火性能的基礎上，適當的降低阻燃物質的添加，減少對環境的污染，同時在涂料中增加有毒氣體吸附組分，提高防火涂料對于有害氣體的吸收，抑制有毒氣體的排放。

（2）加強防火涂料的耐久性監測。耐久性監測工作可以及時發現防火涂料中存在的質量缺陷，例如可以查找到鋼結構和防火涂料之間的裂縫和鼓泡等缺陷，并及時進行相應的修補處理。再者研究人員要研究影響耐久性的因素，建立快速的耐久性評估機制，以便于根據防火涂料的使用年限來評估防火涂料的耐久性，并根據評估效果來制定相應的維修和養護策略。此外要制定有關防火涂料耐久性的評價標準和評價方法，讓評價工作有章可循，提高耐久性評估工作的科學性，同時防火涂料的生產廠家應當擔負起產品的使用說明責任，在涂料的包裝中明確規范防火涂料的使用范圍和使用年限，避免由于防火涂料的長時間應用造成其鋼結構防火性能的降低，引發安全事故。

4 結語

總之，當前鋼結構是常見的建筑形式，相對于傳統的混凝土結構，其施工簡便，經濟投入少，施工質量易于控制，但是鋼結構的抗熱性較差，當外界溫度達到500℃時，容易引發其結構的坍塌，加強鋼結構的防火工作至關重要。防火涂料的應用極大提高了鋼結構的抗熱性，因此深入研究鋼結構涂料中存在的問題以及改進對策勢在必行。

[1]鄧小波.鋼結構防火涂料的研究現狀、應用、發展方向及防火性能檢測方法的研究[J].化工新型材料，2011，（9）.

[2]王玲玲.鋼結構防火涂料應用的若干前沿問題[J].鋼結構，2009，（10）.

[3]程海麗.鋼結構防火涂料存在問題探析[J].裝飾裝修材料，2012，（8）.

An Analysis of the Defects of Steel Structured Fire Retardant Coating

WANG Lu-jie
(Hebei Metallurgical Equipment Manufacturing Corporation Limited of MCC Group,Shahe,Hebei 054100,China)

the fire resistance of steel structured coating is poor,one fire breaks out,the steel structure would collapse, which,as a result,would result serious economic loss and casualties.This paper analyzed the classifications and fire protection mechanism of steel structured fire retardant coatings and expounded the problems in the application ofsteel structured fire retardant coatings.

steel structure;fire retardant coating;fire protection mechanism

TQ637.8

A

2095-980X（2015）04-0029-01

2015-02-15

王路杰（1984-），男，河北邢臺人，大學本科，助理工程師，主要研究方向：鋼結構設計制造安裝、大型游樂設備設計制造安裝。