鋼結構防火塗料防火原理
發布時間:2014-07-15
鋼結構作為現代建築的主要形式,在常溫下具有質量輕、強度高,
抗震xingnenghao,shigongzhouqiduan,jianzhugongyehuachengdugao,kongjianliyonglvdadengyoudian,weiqiyejieshengtouzierbeitouzizhedaliangyingyong。dangangjiegoujianzhukanghuoxingnengchadetedianyefeichangmingxian,yinwei
鋼材雖是一種不燃燒的材料,卻是熱的良導體,極易傳導熱量。
鋼材在溫度超過300度以後,屈服點和極限強度顯著下降,達到600度時強度幾乎等於零。科學試驗和實例都表明,未加保護的鋼結構在火災情況下,隻需15分鍾,自身溫度就會上升到540度以上,致使構件本身扭曲變形,導致建築物坍塌毀壞,變形後的鋼結構也無法修複使用。因此,對鋼結構必須采取防火保護措施。
關鍵詞:鋼結構防火塗料;防火原理
一、前言
鋼結構件的防火方法主要有塗料保護、防火板保護、混凝土保護、柔性卷材保護、無機纖維保護、結構內通水冷卻保護等。其中,塗刷防火塗料施工方便、重量輕、成本低、不受構件幾何形狀限製,應用範圍最廣,效率最高。
yaoshigangjiegoucailiaozaishijiyingyongzhongkefufanghuofangmiandebuzu,bixujinxingfanghuochuli,qimudejiushijianggangjiegoudenaihuojixiantigaodaoshejiguifanguidingdejixianfanwei。fangzhigangjiegouzaihuozaizhongxunsushengwenfashengxingbiantaluo,qicuoshishiduozhongduoyangde,guanjianshiyaogenjubutongqingkuangcaiqubutongfangfa,rucaiyongjuere、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法,其原理是一致的。防火塗料就是一種近年來比較先進的防火技術措施。
二、鋼結構防火塗料防火原理及組成
鋼結構防火保護的原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量向
鋼材傳遞的速度,推遲鋼結構溫升和強度減弱的時間。根據《鋼結構防火塗料》(GB14907-2002),gangjiegoufanghuotuliaodingyiweishituyujianzhuwujigouzhudegangjiegoubiaomian,nengxingchengnaihuogerebaohucengyitigaogangjiegounaihuojixiandetuliao。muqian,guoneiwaigangjiegoufanghuotuliaozhuyaoyoujitishuzhi、催化劑、成碳劑、發泡劑等組成。
1.基體樹脂
jitishuzhiyuqitazufenpeiwu,jibaozhengletuliaozaizhengchangtiaojianxiajuyougezhongshiyonggongneng,younengzaihuoyanzhuoshaohuogaowentiaojianxiajuyounanranxingheyouliangdepengzhangfapaoxingneng。tongchangqingkuangxia,bingxisuanshuzhifanghuotuliaodetanhuacengzhiliangjiaogao,gutongchangcaiyongbingxisuanshuzhizuoweizhuchengmowu,bingduiqijinxinggaixing,yitigaotuliaodezhengtixiaoguo。
2.催化劑
催(cui)化(hua)劑(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)能(neng)在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)分(fen)解(jie)出(chu)磷(lin)酸(suan)的(de)物(wu)質(zhi),分(fen)解(jie)出(chu)的(de)酸(suan)使(shi)多(duo)元(yuan)醇(chun)脫(tuo)水(shui),從(cong)而(er)使(shi)之(zhi)形(xing)成(cheng)不(bu)易(yi)燃(ran)的(de)三(san)維(wei)空(kong)間(jian)結(jie)構(gou)的(de)炭(tan)化(hua)層(ceng)。通(tong)常(chang),磷(lin)酸(suan)三(san)聚(ju)氰(qing)胺(an)的(de)水(shui)溶(rong)性(xing)較(jiao)聚(ju)磷(lin)酸(suan)胺(an)小(xiao),且(qie)兼(jian)具(ju)催(cui)化(hua)和(he)發(fa)泡(pao)雙(shuang)重(zhong)功(gong)效(xiao),目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)選(xuan)用(yong)磷(lin)酸(suan)三(san)聚(ju)氰(qing)胺(an)為(wei)催(cui)化(hua)劑(ji)。
3.成碳劑
chengtanjishitucengzaigaowenxiaxingchengbuyiransanweikongjianjiegoudepaomotanhuacengdewuzhijichu,duipaomotanhuacengqigujiazuoyong。chengtanjizaifenjiewendushangyaohecuihuajixiangpipei,dangcaiyongjulinsuananzuocuihuajishijiuyingyongrewendingxinggaodehangaotanduoqiangjihuahewuzuochengtanji,rujiwusichun、二戊季醇超薄型防火塗料用於廣東大亞灣核電站裸露廠房屋架上已達十幾年之久,仍可正常使用。但其缺點是施工時氣味大、塗(tu)層(ceng)易(yi)老(lao)化(hua),澱(dian)粉(fen)等(deng)。使(shi)用(yong)澱(dian)粉(fen)做(zuo)成(cheng)碳(tan)劑(ji),塗(tu)層(ceng)的(de)耐(nai)水(shui)性(xing)問(wen)題(ti)不(bu)易(yi)解(jie)決(jue),而(er)二(er)季(ji)戊(wu)四(si)醇(chun)由(you)於(yu)其(qi)價(jia)格(ge)原(yuan)因(yin),在(zai)國(guo)內(nei)也(ye)很(hen)少(shao)使(shi)用(yong),目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)普(pu)遍(bian)采(cai)用(yong)季(ji)戊(wu)四(si)醇(chun)作(zuo)為(wei)防(fang)火(huo)塗(tu)料(liao)的(de)成(cheng)碳(tan)劑(ji)。
4.發泡劑
膨脹型防火塗料隻有在發泡劑的作用下,才能在高溫火焰下產生膨脹層。發泡劑遇火分解並釋放出氨、水、二氧化碳、鹵化氫等不燃性氣體,使塗層在到達軟化點的情況下發泡膨脹,形成海綿狀結構。
三、存在的技術問題
1.耐久性
由(you)於(yu)厚(hou)型(xing)防(fang)火(huo)塗(tu)料(liao)存(cun)在(zai)自(zi)重(zhong)大(da),裝(zhuang)飾(shi)性(xing)差(cha),因(yin)此(ci)隻(zhi)能(neng)應(ying)用(yong)在(zai)某(mou)些(xie)對(dui)外(wai)觀(guan)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)室(shi)外(wai)鋼(gang)結(jie)構(gou)。廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)是(shi)薄(bo)型(xing)和(he)超(chao)薄(bo)型(xing)鋼(gang)結(jie)構(gou)防(fang)火(huo)塗(tu)料(liao),特(te)別(bie)是(shi)超(chao)薄(bo)型(xing)。此(ci)兩(liang)類(lei)塗(tu)料(liao)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)料(liao)聚(ju)磷(lin)酸(suan)銨(an)、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良,存在隨著環境、時間等溶出、分解、jiangjiehelaohuadengwenti,yinci,cileituliaobidinghuisuizheshijiandetuiyifanghuoxingnengyousuoxiajiang,ermuqianhaimeiyouzhaochuyizhongpingdingfanghuotuliaonaijiuxingdefangfa。jiancebaogaosuogeichudenaihuojixianshituliaotuhoubaoyang1至2個月的檢驗結果,但火災的發生是不可預測的,火災可能是在塗料塗後的1年,也可能在塗後的10年發生,因此膨脹型防火塗料最主要的就是耐久性問題。
2.安全性
目前的膨脹型鋼結構防火塗料遇火有可能釋放出氨、HCN、鹵化氫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害氣體。如果這些氣體的濃度超過了人體忍受極限,便會對未逃離火場的人員以及消防人員造成危害。
3.生產、施工國內多數鋼結構防火塗料生產企業的規模不大,生產
工藝流程zidonghuashuipingbugao,youbufenqiyehaichuyushougongzuofangshizaicaozuo,bushaochanpindepeifanggongyidatongxiaoyi,duizhuanyongyufanghuotuliaodeyuanliaoyanjiubugou,duiyuancailiaodejiance、控製不夠,生產過程的檢測手段不全,施工設備有待改進提高,與防鏽漆的配套性也不能進行嚴格的檢驗。
4.測試方法
鋼結構防火塗料作為一類功能性塗料,其性能主要有理化和耐火兩方麵組成。同樣耐火極限的防火塗料因其應用環境不同、受火類型不同,對基材的保護作用也就不同。
5.檢測標準方麵GB14907-2002《鋼結構防火塗料》對同種防火塗料隻規定一種塗層厚度的檢驗報告,而實際工程中由於鋼梁、鋼柱、鋼樓板規範所要求的耐火極限各不相同,例如室內厚度為2mm的超薄型防火塗料檢測報告出具耐火極限為1.5h,實際工程要求鋼梁、
鋼板、鋼柱耐火極限分別為1.5h、1.0h、2.0h。對
鋼板、鋼柱應采用何種厚度的防火塗料進行保護,目前無論從理論界或是實際工程均缺乏相應的研究。
6.檢測標準構件與實際工程構件的差異性
耐火極限檢驗中使用的基材是Q235的標準I36b或I40b熱re軋zha普pu通tong工gong字zi鋼gang梁liang,而er實shi際ji工gong程cheng運yun用yong中zhong,鋼gang構gou件jian的de截jie麵mian尺chi寸cun各ge種zhong各ge樣yang。檢jian驗yan報bao告gao中zhong描miao述shu的de鋼gang梁liang與yu實shi際ji工gong程cheng中zhong的de鋼gang構gou件jian並bing無wu完wan全quan的de對dui應ying關guan係xi,實shi際ji使shi用yong的de鋼gang構gou件jian和he標biao準zhun鋼gang梁liang間jian應ying該gai如ru何he進jin行xing換huan算suan,如ru何he確que定ding實shi際ji使shi用yong的de鋼gang構gou件jian的de塗tu層ceng厚hou度du,國guo家jia尚shang無wu規gui定ding。
四、相應對策
1.對鋼結構建築進行科學的防火保護
目前,我們通常使用的方法有:鋼結構表麵噴塗防火塗料;用現澆混凝土作外包層;鋼構件內充水等,其中應用最為廣泛的是鋼結構表麵噴塗防火塗料。
2.加大宣傳培訓教育的力度
防(fang)火(huo)工(gong)程(cheng)造(zao)成(cheng)的(de)火(huo)險(xian)隱(yin)患(huan)原(yuan)因(yin)是(shi)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de),但(dan)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)是(shi)思(si)想(xiang)認(ren)識(shi)不(bu)到(dao)位(wei),輕(qing)視(shi)火(huo)災(zai)預(yu)防(fang),對(dui)違(wei)規(gui)施(shi)工(gong)存(cun)在(zai)僥(jiao)幸(xing)心(xin)理(li)。消(xiao)防(fang)部(bu)門(men)應(ying)利(li)用(yong)報(bao)紙(zhi)、廣播等形式廣泛宣傳鋼結構阻燃處理的重要性和必要性,適時組織設計、施工單位進行消防培訓,提高設計、施工人員的業務理論水平和執法守法意識。3.加強對防火塗料市場的規範管理
凡是防火塗料的生產廠家必須有國家檢測機構檢測合格的報告,方準出廠銷售,並應附有使用說明書,標明技術性能、製造批號、儲存期限、適用範圍;消防監督部門應對每批防火塗料進行出廠前的質量抽檢,並檢驗其包裝、標貼、說明等是否符合規定要求。對於防火塗料的施工單位,明確要求持有相關施工資質。
4.嚴把審核關
在受理鋼結構審核項目時,要求設計單位在圖紙中明確建築物的使用性質、耐火等級、火災危險性分類、生產
工藝流程、防fang火huo塗tu料liao的de施shi工gong方fang法fa等deng消xiao防fang設she計ji內nei容rong。承cheng擔dan消xiao防fang工gong程cheng的de施shi工gong單dan位wei應ying具ju有you相xiang應ying的de資zi質zhi,並bing在zai施shi工gong前qian將jiang施shi工gong方fang案an報bao消xiao防fang部bu門men審shen核he。對dui於yu設she計ji不bu全quan、無施工方案的,消防部門可以下發不受理通知單並注明不受理的理由。
5.正確選用防火塗料品種
目前市場上防火塗料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。不能把組成、製造工藝、質檢方法和標準以及施用技術等方麵存在明顯不同的飾麵型防火塗料用於保護鋼結構;對鋼結構防火塗料應根據鋼結構耐火極限要求選用不同的防火塗料:耐火極限不超過1h時,可選用超薄型或薄型防火塗料;耐火極限不超過2.5h時,可選用薄型或厚漿型防火塗料;耐火極限在2.5h以yi上shang時shi,應ying選xuan用yong厚hou漿jiang型xing防fang火huo塗tu料liao。裸luo露lu部bu位wei且qie裝zhuang飾shi效xiao果guo要yao求qiu高gao時shi,如ru屋wu頂ding承cheng重zhong構gou件jian可ke選xuan用yong超chao薄bo型xing防fang火huo塗tu料liao,裸luo露lu的de柱zhu及ji網wang架jia構gou件jian則ze可ke選xuan用yong薄bo型xing塗tu料liao,隱yin蔽bi部bu位wei選xuan用yong厚hou漿jiang型xing塗tu料liao。不bu能neng將jiang技ji術shu性xing能neng僅jin滿man足zu於yu室shi內nei鋼gang結jie構gou防fang火huo塗tu料liao標biao準zhun要yao求qiu的de產chan品pin未wei加jia技ji術shu改gai進jin就jiu用yong於yu保bao護hu室shi外wai鋼gang結jie構gou,露lu天tian鋼gang結jie構gou防fang火huo塗tu料liao的de選xuan用yong應ying考kao慮lv其qi耐nai水shui、防凍、防腐等因素,隻有這樣,才能真正發揮塗料的防火性能。
6.及時進行施工現場檢查
防火塗料工程施工較快,加強對施工現場的監督檢查非常重要。通過施工現場檢查,可以掌握施工隊伍的情況、工程的進度、shigongzhilianghechanpinzhiliang。zhiyoushidijianzha,cainengfaxianyinhuanbingjishiducuzhenggai,bimianbubiyaodesunshi。youtiaojiandedifang,haikeyicongshigongxianchangquyangbingduiyangpinjinxingrexingnengfenxi、比較、檢驗,確保工程質量。
7.嚴格驗收標準
在工程竣工驗收前,消防部門應讓建設、施工、監(jian)理(li)單(dan)位(wei)出(chu)具(ju)質(zhi)量(liang)檢(jian)測(ce)報(bao)告(gao),掌(zhang)握(wo)工(gong)程(cheng)施(shi)工(gong)情(qing)況(kuang)。在(zai)工(gong)程(cheng)驗(yan)收(shou)時(shi),不(bu)僅(jin)要(yao)重(zhong)視(shi)消(xiao)防(fang)設(she)施(shi)的(de)驗(yan)收(shou),還(hai)應(ying)把(ba)鋼(gang)結(jie)構(gou)防(fang)火(huo)塗(tu)料(liao)的(de)驗(yan)收(shou)放(fang)在(zai)重(zhong)要(yao)位(wei)置(zhi)。消(xiao)防(fang)監(jian)督(du)人(ren)員(yuan)不(bu)僅(jin)要(yao)眼(yan)看(kan)、手(shou)摸(mo),還(hai)應(ying)配(pei)置(zhi)測(ce)厚(hou)儀(yi)等(deng)必(bi)要(yao)的(de)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)。對(dui)於(yu)施(shi)工(gong)質(zhi)量(liang)達(da)不(bu)到(dao)要(yao)求(qiu)的(de),該(gai)返(fan)工(gong)的(de)要(yao)返(fan)工(gong),該(gai)處(chu)罰(fa)的(de)處(chu)罰(fa),確(que)保(bao)鋼(gang)結(jie)構(gou)消(xiao)防(fang)工(gong)程(cheng)的(de)質(zhi)量(liang),從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)消(xiao)除(chu)
鋼結構工程存在的火災隱患。
五、結束語
由於鋼結構防火塗料是如今乃至未來社會很有發展前途的一類產品,隻有檢驗機構、生產、設計、施工、監理和消防監督部門聯手共同努力,才能使我國的防火塗料領域健康、有序發展。