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建築鋼結構防火塗料的特點及其應用技術

作者:admin 發布日期:2019/5/6 關注次數: 二維碼分享

到目前為止,采用防火塗料進行鋼結構防火保護的方法仍被業内人士認為是有效的措施之一,鋼結構防火塗料在90%的鋼結構工程中發揮着重要的防火作用。将防火塗料塗敷于鋼結構表面,它除具有普通塗料的裝飾和保護作用外,還具有防腐、防鏽、耐酸堿、鹽霧等性能,更重要的是由于塗料本身具有不燃性或難燃性,能阻止火災發生時火焰的蔓延和延緩火勢的擴展,較好地保護了基材,避免鋼結構失去支撐能力而導緻建築物垮塌。






1.防火塗料的特點

我國的鋼結構防火塗料品種有水性塗料、溶劑性塗料,膨脹性塗料及厚塗型塗料,室内塗料、室外塗料等。根據基料的不同可分為有機和無機兩大類,按其燃燒後的狀态可分為膨脹型和非膨脹型兩種,按塗層厚度将塗料分為超薄型、薄型及厚型塗料三種。

1.1 超薄型結構防火塗料的特點

超薄型鋼結構防火塗料是指塗層厚度3毫米以内,裝飾效果較好,高溫時能膨脹發泡,耐火極限一般在2 小時以内的鋼結構防火塗料。一般為溶劑型體系,有優越的黏結強度、流平性好、裝飾性好等特點,防火層具有很強的耐火沖擊性,延緩了鋼材的溫升,有效保護鋼構件。一般使用在耐火極限要求在2 小時以内的建築鋼結構上。由于該類防火塗料塗層超薄,使得使用量較厚型、薄型鋼結構防火塗料大大減少,從而降低了工程總費用,又使鋼結構得到了有效的防火保護,是目前市場上大力推廣的品種。

1.2 厚型鋼結構防火塗料

厚型鋼結構防火塗料是指塗層厚度大于7 毫米,小于等于50 毫米,呈粒狀面,密度較小,熱導率低,耐火極限在2 小時以上的鋼結構防火塗料。厚型防火塗料的成分多為無機材料,防火性能穩定,大多用于結構隐蔽工程。用合适的無機膠結料,再配以無機輕質絕熱骨料材料、防火添加劑、化學藥劑和增強材料及填料等混合配制而成,具有成本較低的優點。施工常采用噴塗,适用于耐火極限要求在2 小時以上的室内外隐蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構。

1.3 礦物棉類建築防火隔熱塗料

礦物棉類建築防火塗料的主要特點是作為隔熱填料的礦物纖維對塗層強度可起到增強作用,可應用于地震多發的地區或常受震動的建築物,防火隔熱塗料主要有礦物纖維防火隔熱塗料、隔熱填料,其主要成分是礦物棉、粘結材料一般是水泥,在現場采用幹法噴塗施工,能夠獲得密度較小的塗層,從而能減輕整個建築物的重量,降低建築物負荷。目前,國外已廣泛使用快幹型礦物棉類防火塗料,在施工條件差的建築工地使用時,具有施工方便、成本低、幹燥時間短等優點。

2.鋼結構建築防火塗料的具體應用

鋼結構防火塗料類型較多,如何在實際工程中選用較為合理的品種,對于優化結構功能要求和降低工程成本将具有重要的意義。本文通過對不同防火塗料類型指标的分析與歸納,提出了如何進行建築鋼結構防火塗料的優選方法,方法簡便明了,便于工程設計人員根據鋼結構耐火極限要求、建築部位、工程的重要性以及防火塗料價格等因素,進行合理的選擇。

2.1 助劑的選用

為保證防火塗料的性能,在配方中還必須加入各種助劑,以改善和提高防火塗料的理化性能。(1)潤濕、分散劑。選用六偏磷酸鈉(濃度為10% )作為潤濕分散劑。經過反複試驗,确定六偏磷酸鈉的用量為5 克。(2)消泡劑。消泡劑用量不能太多,否則會引起縮邊、縮孔、刷塗性能差和再塗性能差等問題,應控制在塗料總量的0.5%以下。選擇常用的甲基矽油作消泡劑,加入量為0.3 克。(3)成膜助劑。選用丙二醇苯醚為成膜助劑,丙二醇苯醚具有無毒無味、貯存穩定性好、使用範圍廣和低溫下使用效果好的特點,其用量一般由乳液的硬度決定,經實驗确定丙二醇苯醚的用量為0.7 克為宜。(4)增稠劑。選擇羧甲基纖維素鈉作為增稠劑,因其價廉且增稠效果較羟甲基纖維素好。在乳膠漆的生産實際中表明,用量不能太多,應控制在塗料總量的5%以下。經反複試驗确定其用量為2 克。

2.2 填料的選用

作為防火塗料,除具備防火功能外,還應有一定的裝飾和遮蓋效果。二氧化钛是一種合成性無機顔料,它的化學結構穩定,沒有毒性,不但遮蓋力強,而且可以使形成的炭質層緻密,提高炭化層的隔熱阻燃性能。對膨脹型防火塗料,由于已加入了大量的防火添加劑,故顔料不宜多加,超過10%将大大影響其效果。實驗時候二氧化钛的量為5.6 克;氧化鋅的遮蓋力僅次于二氧化钛,具有耐光、耐熱、抗粉化等優點,又是一種良好的黴菌抑制劑和消煙劑,可少量加入,驗加入氧化鋅0.4 克。

2.3 基料的選擇

矽丙乳液是由丙烯酸單體和有機矽單體共聚而成的乳液,是一種半無機高分子化合物,兼有丙烯酸和有機矽二者的優點,結合了有機矽樹脂較強的耐水性、耐污染性,優良的耐高溫、耐降解、耐氧化、耐化學品、耐紫外線和紅外線輻射的能力,具有良好的柔韌性和透氣性,克服了純丙、乙丙、苯丙等高分子合成乳液阻燃性、耐熱性較差,高溫易返粘、易粘塵,低溫時易變脆,透氣性較差的不足,提高了塗膜的保光保色性、彈性及防水性,具有良好的耐候性、附着力、耐久性和耐水性,又不明顯增加成本。因此,選用矽丙乳液作為基料,經反複試驗,控制乳液用量在25%左右為宜。

鋼結構防火塗料受火時膨脹發泡形成更緻密的防火隔熱層,該防火層延緩了鋼材的溫升,提高了鋼構件的耐火極限。在鋼結構中,對高層、多層鋼結構的柱采用厚型鋼結構防火塗料進行防火保護,對單層鋼結構的柱和其它鋼結構的梁闆采用薄型和超薄型鋼結構防火塗料進行防火保護,對一類建築物中的梁、樓闆與屋頂承重構件及二類建築中的柱、梁、樓闆等采用超薄膨脹型鋼結構防火塗料進行防火保護。由于超薄膨脹型鋼結構防火塗料塗層超薄,工程中使用量較厚型、薄型鋼結構防火塗料用量大大減少,從而降低了工程費用,是目前消防部門大力推廣的品種。

3.結論

鋼結構防火塗料類型較多,如何在實際工程中選用較為合理的品種,對于優化結構功能要求和降低工程成本将具有重要的意義。本文通過對不同防火塗料類型指标的分析與歸納,提出了進行建築鋼結構防火塗料的四種優選方法。該方法簡便明了,便于工程設計人員根據鋼結構耐火極限要求、建築部位、工程的重要性以及防火塗料價格等因素,進行合理的選擇。

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