淺析建筑金屬結(jié)構中防火涂料的合理應用

劉艷紅

當今社會建筑技術快速發(fā)展，超高層、超大跨度建筑的建設速度增加，而鋼結(jié)構建筑的設計理念及其設計內(nèi)容具有的完善性提升，也使得鋼結(jié)構在建筑結(jié)構中所擁有的重要作用得以體現(xiàn)。傳統(tǒng)設計理念在構建過程中存在一定程度的制約性，以此使鋼材作為建筑材料就工程防火層面而言，仍然存在諸多缺陷。雖然鋼材并不會由于火災而燃燒，但當火災發(fā)生時，在高溫作用之下，鋼材的強度會大幅度降低。例如，在800℃～1000℃的高溫情況下，綜合火場已超過鋼材靜態(tài)平均約500℃的臨界溫度，由此會致使鋼材屈服點、彈性模量與載荷性能等諸多力學特征大幅度下降，使鋼材在火災中出現(xiàn)形變情況，致使建筑物出現(xiàn)坍塌問題。而如何對建筑鋼結(jié)構的防火性能及耐火能力予以提高，是當前金屬結(jié)構構建人員所需要主要研究的現(xiàn)實內(nèi)容。

1.建筑鋼結(jié)構防火技術規(guī)范及保護方式分析

在20 世紀90 年代開始，我國便開始對超薄型鋼結(jié)構防火涂料進行相應的研究，并且在2002 年已經(jīng)能夠?qū)⑵湓诠I(yè)鋼結(jié)構中予以應用，通過大量的理論及實踐分析與各類研究，并且與當前我國建筑工程鋼結(jié)構應用特征相結(jié)合，已經(jīng)能夠形成具有高度完善性的鋼結(jié)構防火設計以及其性能檢測與具體施工的各類規(guī)范標準，舉例說明，《鋼結(jié)構防火涂料》（GB14907-2002）等文件均屬于相應的內(nèi)容。并且在對防火規(guī)范進行設計中，對鋼結(jié)構的耐火極限進行探究，根據(jù)建筑結(jié)構的類型以及整體建筑所具有的耐火等級，對建筑的柱、梁、樓板等諸多部位的鋼結(jié)構以0.5h～3h，進行耐火極限指標的確定，并由此為建筑物的綜合鋼結(jié)構設計以及鋼結(jié)構檢驗與施工驗收等諸多環(huán)節(jié)提供了有效的數(shù)據(jù)參考[1]。

就建筑鋼結(jié)構當前的防腐保護方法而言，可從以下方面予以開展。首先，可對結(jié)構防火體系及防火設施進行優(yōu)化；其次，需要通過鋼結(jié)構防火涂料進行涂刷、將混凝土或隔熱土磚以外包方式對鋼結(jié)構進行保護，或者應用復合防火結(jié)構材料等模式進行物理保護。在具體的防護過程中，大量的實際研究與工程應用可以表明，以防火涂料的模式對鋼結(jié)構進行防護保護，是目前在建筑行業(yè)發(fā)展過程中公認最為有效的防護措施之一，在具體的施工中，其自身擁有高度的便捷性，并且綜合工程性價比相對較高，其耐火時間相對較長。

2.鋼結(jié)構防火涂料應用中可能出現(xiàn)的問題

2.1 防火涂料的涂抹方式合理性較低

在具體的施工過程中，會由于施工者無法對防火涂料的性狀予以了解，或由于其操作規(guī)范性較低，使工程施工中出現(xiàn)防火涂料涂刷不當?shù)膯栴}。在進行防火涂料涂刷前，需要對鋼材表面進行嚴格處理，防止其出現(xiàn)化學腐蝕與污染情況，而部分施工者無法對相應問題予以充分重視，便直接對涂料進行涂抹，由此不僅無法對鋼材進行優(yōu)質(zhì)的防火保護，還將加速鋼材的腐蝕，使整體建筑物的壽命因此簡短。此外，在進行涂料涂刷過程中，需要進行2～3 遍的涂抹，而部分施工者為了對工時進行縮短而自行涂刷，以此使防火涂料的真實效用無法體現(xiàn)[2]。

2.2 防火涂料選擇的合理性相對缺失

部分施工者在涂料選用問題上會出現(xiàn)一定程度的問題。在防火涂料的選用過程中，需要對其使用環(huán)境以及建筑物的美化性等諸多角度予以綜合考慮。而如果無法對其外部環(huán)境進行有效考慮，并對防火涂料進行合理化選擇，則有可能致使涂料由于外部環(huán)境的影響而防火性能無效化。

3.鋼結(jié)構防火涂料性能分析

3.1 厚型鋼結(jié)構防火涂料性能分析

厚型鋼結(jié)構防火涂料又稱H 型鋼結(jié)構防火涂料。其防火涂層在構建過程中綜合厚度在8mm～50mm 之間，其自身涂層厚度相對較大，且其密度較低，所擁有的熱傳導率較低，并且涂料的綜合粘性相對較高，其強度較為優(yōu)異，在火場的環(huán)境之下，遭遇高溫會表現(xiàn)出不膨脹、不燃燒的現(xiàn)實特性。并且會以優(yōu)質(zhì)的低熱傳導以及涂層自身所擁有的吸熱特點，延緩整體建筑鋼結(jié)構的溫度上升速度，使鋼材性能得到有效的保護。并且通過后型鋼結(jié)構防火涂料進行涂刷的鋼材，其耐火時間可達0.5h-3h，此類涂料在構建過程中，其表面粗糙性較高，因此使其外觀裝飾性相對較低，不適合進行建筑裸露鋼結(jié)構件的火災防控工作，比較適用于在建筑室內(nèi)對各類承重鋼結(jié)構鋼材進行火災防護。

3.2 薄型鋼結(jié)構防火涂料性能分析

薄型鋼結(jié)構防火涂料又稱B 型鋼結(jié)構，防火涂料在應用過程中，其防火涂料的綜合厚度可達到3mm～7mm，在火災的高溫條件之下，會通過膨脹發(fā)泡的模式，形成具有高度耐火性的隔熱層，并以此使建筑鋼結(jié)構材料的溫度上升速度得以大幅度降低，其自身的耐火極限可達到0.5h-2h，薄型鋼結(jié)構防火涂料在構建過程中，由聚合物與乳液作為其基料，能夠通過與膨脹阻燃劑以及各類顏料填料等進行合理性的搭配，達到其防火目的。在構建過程中，通過對乳液劑量予以應用，使其在鋼結(jié)構外表擁有較為優(yōu)質(zhì)的附著能力，依照工程功能的需求，薄型涂料在應用過程中可分為底層材料以及面層裝飾用材料，在應用過程中，其綜合裝飾效果與H 型涂料相比相對優(yōu)質(zhì)。B 型防火涂料在應用過程中，能夠?qū)ㄖ镏⒘骸前逡约拔蓓數(shù)戎T多承重型鋼結(jié)構進行綜合性的火災隔熱保護，在應用過程中已經(jīng)被廣泛應用于工廠廠房、體育館等諸多裸露鋼結(jié)構的火災防護工作中，并且對相應的鋼結(jié)構進行有效的裝飾。

3.3 超薄型鋼結(jié)構防火涂料性能分析

超薄型鋼結(jié)構防火涂料又被稱之為CB 型鋼結(jié)構防火涂料，其整體涂料所有的防火層厚度≤3mm。在火災發(fā)生后的高溫環(huán)境之內(nèi)，通過膨脹發(fā)泡的方式，形成優(yōu)質(zhì)致密防火隔熱涂層，使整體建筑物的鋼結(jié)構材料的溫度上升速度得以有效地降低，在應用過程中，其極限范圍的耐火時間≤2h。超薄型鋼結(jié)構防火涂料，在應用過程中，其自身的涂層相對較薄，并且擁有高度的粘合性，其流平性相對優(yōu)質(zhì)，并且其性價比相對較高，在施工過程中，其施工過程便利性強，且擁有優(yōu)質(zhì)的裝飾性能，被廣泛應用于對一類與二類建筑耐火極限≤2h 的屋頂、梁、板等諸多承重結(jié)構的鋼結(jié)構防火工程之中，在具體的工程實踐過程中，需要充分地對防火涂料的應用范圍予以有效的關注，并且對技術的可行性進行探究。

4.防火涂料的選擇探討

就經(jīng)濟層面，對于整體耐火時間≤2h 的建筑鋼結(jié)構而言，可以對其應用薄型鋼結(jié)構涂料以及相應的超薄型鋼結(jié)構涂料，而對于耐火時間≥2.5h 的建筑鋼結(jié)構而言，在其防火涂料的選擇過程中，可以選擇后型鋼結(jié)構防火涂料。相應的研究人員在對三種防火涂料的性能進行研究的過程中，三種涂料在2h、2.5h 及3h 的極限耐火條件下進行相應的實驗，其中厚型防火涂料的綜合實驗成功率可達92.1%，薄型防火涂料的綜合耐火成功率可達76.8%，而超薄型涂料綜合防火成功率為68.9%。根據(jù)相應的實驗性能可知，在相對極限的耐火條件之下，厚型防火涂料所擁有的防火性能與超薄型、薄型防火涂料相比較為優(yōu)質(zhì)。而防火涂層若在日照條件之下，經(jīng)過紫外線的照射之后，其自身涂料內(nèi)部所有的粘結(jié)劑分子結(jié)構會產(chǎn)生一定的變化，經(jīng)過時間的推移，會出現(xiàn)降解與分解的現(xiàn)實情況，從而使超薄型或薄型防火涂層在實際的火災環(huán)境中膨脹，可能會由于內(nèi)部結(jié)構所發(fā)生的變化出現(xiàn)裂紋或脫落等現(xiàn)實問題，使其耐火性能無法得到充分地發(fā)揮。由此，在當前技術條件之下所具有的超薄型鋼結(jié)構防火涂料以及薄型鋼結(jié)構防火涂料，對于如何改善其紫外線照射所造成的老化問題，需要相應的研究人員進行充分的探析，對于高層及超高層建筑以及在構建過程中，其綜合功能較為復雜且耐火時間大于等于2.5h 的建筑而言，需要充分地對后型鋼結(jié)構防火涂料進行有效的應用，并且在應用厚型鋼結(jié)構防火涂料的過程中，要盡可能保證整體建筑鋼結(jié)構的美觀性，以此使整體建筑金屬結(jié)構在構建過程中所擁有的耐火與防火能力得以提高。

5.結(jié)語

建筑鋼結(jié)構防火工程在具體的構建過程中，其主要的目標在于通過高度合理性的防火結(jié)構布置，以及各類優(yōu)質(zhì)的防火措施構建，使建筑在發(fā)生火災時，其內(nèi)部人員的生命財產(chǎn)安全得到充分保障。在實際的工程建造過程中，需要根據(jù)整體建筑物所有的功能特性，以及整體施工在構建過程中的具體條件，選擇較為優(yōu)質(zhì)的防火涂料，并根據(jù)相應工程在實踐過程中所可能出現(xiàn)的各類問題，對具有高度針對性且具有高效的技術予以有效應用，由此，使整體防火產(chǎn)品在選擇過程中能夠同時滿足安全性與經(jīng)濟性，以鋼結(jié)構的耐火性為基礎，使綜合建筑物的防火性能得以大幅度提升。