钢结构厂房防火涂料的性能和应用分析

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:王鹏
[导读] 摘要:新时代,我国在市场化改革过程中,扩大了要素市场配置资源的功能。
        陕西建工第六建设集团有限公司  712000
        摘要:新时代,我国在市场化改革过程中,扩大了要素市场配置资源的功能。既提升了建设工程领域的研发设计水平,也促进了新材料、新工艺、新技术的应用。现阶段,钢结构建筑正处于迅速发展阶段。钢结构防火涂料在钢结构建筑中应用相对较多,它既是一种装饰材料,也是一种耐火隔热材料,主要是指喷刷于钢结构表现的防护性涂料。本文选取钢结构厂房防火涂料的性能和应用分析作为研究题目,概述了钢结构防火涂料的应用原理与分类,以及钢结构厂房的火灾危险性。剖析了薄涂型、超薄涂型、厚涂型钢结构防火涂料的性能,并以此为基础,对钢结构防火涂料的应用进行了具体讨论。
        关键词:钢结构厂房;防火涂料;性能;应用
        从应用原理方面看,钢结构防火涂料主要是通过涂层保护钢结构。一方面,透过涂层可以保护钢基材并预防钢结构处于高温状态。另一方面,通过吸热、分解、蒸发等可以携带大部分热量,起到降低温度的目的。另外,借助涂层本身的孔眼多、质地轻、受热碳化等属性,能够有效阻止钢材在火情状态下受到过多热量的影响。目前,钢结构防火涂料通常按照防火机理划分为非膨胀型与膨胀型钢结构防火涂料,一般将其概括为“两大类、三大种”。其中,三大种指的是薄涂型与超薄型钢结构防火涂料(属于膨胀类型),以及厚涂型(非膨胀型)钢结构防火涂料。具体分析如下:
        1、钢结构厂房的火灾危险性概述
        钢结构的比较优势相对较多,包括了生产建设投入少、结构设计空间利用率高、工厂预制拼装施工快、抗震性能优良等。当前钢结构在工业厂房建设中的应用频率最高、反响较佳,获得了各界的一致认可。虽然从工业厂房项目产品生产制造角度看,有利于产出综合效益。但是,钢结构应用的钢基、钢构件等材料,在使用过程中存在抗火性能欠佳的劣势。例如,在大于400摄氏度温度条件下,钢结构的强度会弱化,传导热量过多时会发生局部变化问题。一旦温度大于600摄氏度,强度趋近于零,此时,容易发生较大的扭曲变形,并引发坍塌事故。目前的实验数据与经验值均表明,在钢结构厂房发生火灾之后,0.25小时内若没有进行有效防护,其温度会迅速上升到540摄氏度并引发不可逆的变形现象。
        2、钢结构厂房防火涂料的性能分析
        2.1以薄涂型钢结构防火涂料为例
        当涂层厚度范围在3毫米到7毫米时,属于薄涂型钢结构防火涂料。该类型在遇火后会发生膨胀发泡现象,所以,也称为膨胀类型钢结构防火涂料。基料选用具有适合度的水性聚合物,在肉眼可见的膨胀发泡状态下,已形成了一层耐火隔热层,有利于保护钢构件并起到延缓钢材升温的作用。通常在施工过程中以喷涂为主,装饰优势相对明显,耐火极限值不大于2小时,多用于钢结构厂房防火保护工程。
        2.2以超薄涂型钢钢结构防火涂料为例
        该类型指涂层不大于3毫米,受火时会形成致密的膨胀发泡防火隔热层,属于溶剂型体系,有利于预防钢材温度上升过快、阻止钢结构温度传导。施工中可以应用喷涂、剧涂、滚涂多元方式进行施工。该类型的耐火极限不大于2小时,多用于钢结构厂房室外结构的防火保护。除防火性能之外,耐水性能相对较好,所以在装饰方面因其流平性的影响,美观度、防潮性能均佳。
        2.3以厚涂型钢结构防火涂料为例
        与前两种膨胀型钢结构防火涂料相比,厚涂型的涂层在8毫米以上、50毫米以下。

虽然在火情状态下不发生涂层膨胀,却能够通过材料的非可燃性、吸热性、低导热性等优势,提高耐火极限,实验值在0.5小于以上、3小时以下,多用于钢结构厂房室内结构的防火保护中。由于该类型的组分颗粒相对较大,因而多以隐蔽工程中的应用居多,装饰性相对较差。
        3、钢结构厂房防火涂料的应用
        3.1材料选择
        首先,应该对钢结构厂房中的防火涂料应用位置进行精准定位,例如,对高层、多层厂房进行分类定位,对室外开放工程、室内隐蔽工程进行分类定位等。其次,需要分析厂房不同部位的耐火极限标准。当大于2.5小时以后,宜选择厚涂型防火涂料。当耐火极限不大于1.5小时且需要选择轻型材料时,则可以考虑薄涂型防火涂料。一般应用中以“室外厚、室内薄”为主。当耐火极限在1小时以内时,则应该选用薄涂型或超薄型材料。第三,在使用前需要对防火涂料进行严格的理化性能检测,并根据市场近期内上架的不同的品牌,比较其耐火极限、应用范围、购买价格等。尽可能以质优价廉、性价比较高的材料为准。
        3.2材料应用
        首先,在应用环节,若在室内采用了室外防火涂料,则会增加用量与投入成本,造成资源浪费。若在室外采用室内防火涂料,通常会弱化防火性能。因而,应该先区分室外、室内防火涂料,并做好应用标记。同时,在饰面型防火涂料、钢结构防火涂料方面做好应用标记,预防混用、乱用造成的应用效果不佳等问题。
        其次,应该按照外包型、充水型、屏蔽型、膨胀型、非膨胀型进行具体操作。通常在钢结构厂房中的防火涂料应用中,会采用综合化的应用方案。例如,在选择室内应用的厚涂型钢结构防火涂料喷刷方案时,会要应的于墙体、顶棚等位置,将构件尽量包藏于墙体空间之内,以此增加防火保护功能。在选择室外应用的薄涂型钢结构防火涂料喷涂方案时,也可以配套的结合空心型钢结构采用充水防火方案,提高防火能力。
        第三,防火涂料施工前,应该对天气、温度、湿度、风速等进行现场检测。通常情况下,应该将温度宜在38摄氏度以下、5摄氏度以上,风速宜控制在每秒5米以内,相对湿度宜控制在80%以下,预防雨天施工。在做好钢结构表现清洁之后,进行涂装作业。一般情况下,涂装作业完成后4小时以内,宜避免淋雨并做好防护措施,预防机械碰撞、杂物混入。施工中的涂层厚度应该严格按照《钢结构防火涂料套用技术规范》进行计算与检定。一般检测中选择2个到3个检定点可以达到科学检测目的。进入施工后的养护阶段,通常需要按照60天养护方案实施全面养护。
        结束语
        总之,钢结构既有优点,也存在一定的缺陷。为了发挥其优势,规避其中的不足之处,当前可以采用与之匹配的防火涂料。通过以上初步分析,可以看出钢结构厂房中使用的防火涂料具有一定的特殊性。因而,在实际的应用过程中,一方面,需要精准定位应用位置、科学实施理化性能检测、分析防火材料的耐火性能。另一方面,则应该根据不同位置的火灾危险性确定选用哪种类型的材料,并做好应用方面的区分,预防混用、乱用等问题。建议在当前钢结构厂房防火涂料的应用过程中,尽可能选择一些有资质的企业,利用专业化的处理方式完成对钢结构的防火涂料喷刷作业,减少应用中的潜在风险。
        参考文献:
        [1]申健平,黄书鑫,马棚,等.超高层钢结构防火涂料喷涂施工过程中的污染防护[J].建材发展导向(上),2021,19(3):319-320.
        [2]刘艳红.浅析建筑金属结构中防火涂料的合理应用[J].中国建筑金属结构,2021,18(3):90-91.
        [3]王霁,赵敏.两种老化条件叠加作用下膨胀型钢结构防火涂料性能研究[J].涂料工业,2021,51(1):6-1.
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