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钢结构防火涂料防火原理分析
一、前言
钢结构件的防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维
保护、结构通水冷却保护等。其中涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件
几何形状限制应用围最广
效率最高。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足必须进行防火处理其目的就是将钢结
构的耐火极限提高到设计规规定的极限围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落
其措施是多种多样的关键是要根据不同情况采取不同方法如采用绝热、耐火材料阻隔火
焰直接灼烧钢结构论采取
降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无
何种方法其原理是一致的。防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。 二、钢结构防火涂料防火原理及组成
钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构降低热量向钢材
传递的速度推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》 GB14907—2002表面能形成
钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构
国外钢结构防火涂料主要有基
耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。目前体树
脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等组成。 1.基体树脂
基体树脂与其它组分配伍既保证了涂料在正常条件下具有各种使用功能又能在火焰灼烧
或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能。通常情况下的炭化
丙烯酸树脂防火涂料
以提高涂料的
层质量较高故通常采用丙烯酸树脂作为主成膜物并对其进行改性整体效
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果。 2.催化剂
催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质分解出的酸使多元醇脱水从而使之形成
不易燃的三维空间结构的炭化层。通常磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小具催化
和发泡双重功效目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。 3.成碳剂
成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础对泡沫炭化层起
骨架作用。成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配当采用聚磷酸胺作催化剂时就应用热稳
定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于大
亚湾核电站裸露厂房屋架上已达十几年之久大、涂
仍可正常使用。但其缺点是施工时气味
而二季戊四醇
且兼
层易老化淀粉等。使用淀粉做成碳剂涂层的耐水性问题不易解决由于其
价格原因在国也很少使用4.发泡剂
目前国普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂。
膨胀型防火涂料只有在发泡剂的作用下才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并
释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体使涂层在到达软化点的情况下发泡膨胀
形成海绵状结构。 三、存在的技术问题 1.耐久性
由于厚型防火涂料存在自重大外钢结
装饰性差因此只能应用在某些对外观要求不高的室
构。广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要
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原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良存在随着环境、时间等溶出、分解、降
解和老化等问题因此此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降而目前还没有
找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个
月的检验结果但火灾的发生是不可预测的火灾可能是在涂料涂后的1年也可能在涂后的10年发生因此膨胀型防火涂料最主要的就是耐久性问题。 2.安全性
目前的膨胀型钢结构防火涂料遇火有可能释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一
氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限便
会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。 3.生产、施工
国多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大企业
生产工艺流程自动化水平不高有部分
对专用于防火涂料的原料研究
还处于手工作坊式在操作不少产品的配方工艺小异不
够对原材料的检测、控制不够生产过程的检测手段不全施工设备有待改进提高与防
锈漆的配套性也不能进行严格的检验。 4.测试方法
钢结构防火涂料作为一类功能性涂料火极限
其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐
的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同对基材的保护作用也就不同。 5.检测标准方面
GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告而实际
工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规所要求的耐火极限各不相同的超
例如室厚度为2mm
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