钢结构防火涂料

二、钢结构防火涂料

钢结构防水涂料（包括预应力混凝土楼板防火涂料）主要用作不燃烧体构件的保护性材料，该类防火涂料涂层较厚，并具有密度小、热导率低的特性，所以在火焰作用下具有优良的隔热性能，可以使被保护的构件在火焰高温作用下材料强度降低缓慢，不易产生结构变形，从而提高钢结构或预应力混凝土楼板的耐火极限。

1．钢结构防火涂料的分类及品种

钢结构防火涂料按所使用胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类，其分类如下：

我国现行《钢结构防火涂料通用技术条件》（GB14907—1994）将钢结构防火涂料按施涂厚度分为：厚型（H形），薄型（B形）。20世纪90年代开始出现了超薄型钢结构防火涂料，并且已成为目前我国钢结构防火涂料研究及生产单位竞相研制的热点。薄涂型钢结构防火涂料涂层厚度一般为4～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，具有耐火隔热作用，耐火极限可达0．5～1．5h。这种涂料又称钢结构膨胀防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料厚度一般为8～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0．5～3．0h。这种涂料又称钢结构防火隔热涂料。

薄涂型钢结构防火涂料的主要品种有：LB钢结构膨胀防火涂料、SG—1钢结构膨胀防火涂料、SB—2钢结构膨胀防火涂料、SS—1钢结构膨胀防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料主要品种有：LG钢结构防火隔热涂料、STI—A、JG276、ST86、SB—1、BG—22钢结构防火涂料等。

2．钢结构防火涂料的阻火原理

钢结构防火涂料的阻火原理有三个：一是涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢构件不至于直接暴露在火焰高温中。二是涂层吸热后部分物质分解放出水蒸气或其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温度和延缓燃烧速度、稀释氧气的作用。三是涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。据研究，涂层经膨胀发泡后，热导率最低可降至0．233W／（m·k），仅为钢材自身热导率的1／290。

3．钢结构防火涂料的性能

钢结构防火涂料主要有物理、化学及机械性能，包括在容器中的状态、干燥时间、初期干燥抗裂性、外观和颜色、粘结强度、抗压强度、干密度、热导率、抗震性、耐水性、耐冻融循环性等项。各类防火涂料的性能特点见表6－3。

表6－3　现有钢结构防火涂料的性能特点

钢结构防火涂料的防火性能为耐火极限。

4．钢结构防火涂料的选用原则

选用钢结构防火涂料时，应考虑结构类型、耐火极限要求、工作环境等。选用原则如下：

（1）裸露网架钢结构、轻钢屋架，以及其他构件截面小，振动挠曲变化大的钢结构，当要求其耐火极限在1．5h以下时，宜选用薄涂型钢结构防火涂料，装饰要求较高的建筑宜首选超薄型钢结构防火涂料。

（2）室内隐蔽钢结构、高层等性质重要的建筑，当要求其耐火极限在1．5h以上时，应选用厚涂型钢结构防火涂料。

（3）露天钢结构，必须选用适合室外使用的钢结构防火涂料。

室外使用环境比室内严酷得多，涂料在室外要经受日晒雨淋，风吹冰冻，因此应选用耐水、耐冻融、耐老化、强度高的防火涂料。这方面有不少教训，例如某工程选用某种防火涂料用于数万平方的钢结构建筑上，由于是室外环境，使涂料在不到一年时间，就风化变黄，出现脱落，失去保护作用。

一般来说，非膨胀型比膨胀型耐候性好。而非膨胀型中蛭石、珍珠岩颗粒型厚质涂料，若采用水泥为胶粘剂比水玻璃为胶粘剂的要好。特别是水泥用量较多，密度较大的，更适宜用于室外。

（4）注意不要把饰面型防火涂料选用于保护钢结构。饰面型防火涂料适用于木结构和可燃基材，一般厚度小于1mm，薄薄的涂膜对于可燃材料能起到有效的阻燃和防止火焰蔓延的作用。但其隔热性能一般达不到大幅度提高钢结构耐火极限的作用。

对钢结构进行防火保护措施很多，但涂覆防火涂料是目前相对简单而有效的方法。随着高科技建筑材料的发展，对建筑材料功能性要求的提高，防火涂料的使用暴露出不足，如安全性问题：防火涂料中阻燃成分可能释放有害气体，对火场中的消防人员、群众会产生危害。耐久性问题：2001年9·11事件中，美国世贸大厦的倒塌已反映出这方面的问题，如防火涂料涂覆一年或若干年后防火性是否依旧？防火涂料与基材的粘结是否会随时间的延长而出现剥落、粉化（美国世贸大厦火灾发生后，发现防火涂料的涂层已脱落）？这些意味着防火涂料使用若干年后，将由于各种原因而失去应有的功能，耐火极限明显下降。