浅议钢结构防火涂料在建筑防火中的运用

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1、浅议钢结构防火涂料在建筑防火中的运用摘要：随着经济的发展，钢结构作为主要的建筑结构得到了越来越广泛的应用，合理的选择钢结构防火涂料对保障建筑物的火灾安全性至关重要，在这一背景下本文介绍了钢结构防火涂料的防火机理、品种分类，并对其在建筑防火中的应用设计进行了探讨。关键词：钢结构；防火涂料；防火设计分类号:TU391文献标识码：A引言钢结构体系具有自重轻、强度高、易于安装与施工、可利用空间大、抗震性良好、可再次利用、环境污染少等特点被广泛应用于工业厂房、体育馆、展览馆等大型建筑和高层建筑，被誉为21世纪的“绿色建筑”。但是，钢结构的耐火性能差，在正常荷载情况下，温度迗到5W

2、°C左右时钢结构便会失去承载作用，而火场温度通常会在lOmin内上升至800°C以上，在这样的火灾环境下，裸露的钢结构很快便会出现变形得情况，产生局部破坏，最终失去承载力，造成建筑物坍塌，因此对钢结构进行防火保护具有重大的意义。钢结构的防火方法主要有喷涂防火涂料、安装防火板、使用防火混凝土、采用柔性卷材防火、无机纤维防火、钢构件内通水冷却防火等方法。其中，钢结构防火涂料由于其防火隔热性能良好、设计施工方便、不受结构几何形状的限制等优点应用范围最广、效率最高。1.钢结构防火涂料1.1防火机理钢结构防火涂料是指喷涂或刷涂在建筑物钢结构表面的一种防火型涂料，在火灾环境下能够形

3、成耐火隔热保护层，提高钢结构的耐火极限以达到建筑设计防火规范的要求，进而避免钢结构在火灾情况下失去承载力导致建筑物坍塌的情况。钢结构防火涂料的防火机理主要有三点：(1)涂层具有难燃性或不燃性，对钢基材起到屏蔽的作用，使钢结构不至于直接暴露在高温火焰中；(2)涂层吸收热量后某些物质会分解释放出水蒸气或其他不燃的惰性气体，起到稀释氧气、消耗热量、降低火焰温度、减缓燃烧速度的作用，从而了抑制了燃烧的蔓延；(3)当涂层为膨胀型防火涂料时，其受热后会形成炭化泡沫层，对热量向钢基材的传递起到阻碍的作用，延缓了钢材的升温和钢结构强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。1.2分类钢结构

4、防火涂料根据防火机理可以分为膨胀性和非膨胀性两类，按照使用范围可分为室内型和室外型，根据分散介质的不同又可分为溶剂型和水剂型，根据涂层厚度不同还可以分为厚涂型、薄涂型和超薄型，其中最常用的分类方式是根据涂层厚度进行划分。1.2.1厚涂型钢结构防火涂料厚涂型是指涂层厚度为8mnT50腿，密度较小，呈粒状面，热导率低，耐火极限在2h以上的防火涂料。该类防火涂料的主要成分为无机材料，使用硅溶胶、耐火水泥、水坡璃、磷酸铝盐等无机胶结料配以膨胀珍珠岩、漂珠、海抱石、粉煤灰等无机轻质绝热骨料材料，硅酸铝纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉等增强材料以及相关防火添加剂、化学药剂和填料等混合

5、配制而成，防火性能稳定，适宜长期使用。但由于其组分颗粒较大、涂层外观较粗糙，对建筑物的整体美观造成一定影响，因而大多用于结构隐蔽的工程。其施工常采用喷涂的方式，适用于耐火极限要求在2h以上的室内外隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构。1.2.2薄涂型钢结构防火涂料薄涂型是指涂层厚度为3mm"7mm,有一定的装饰效果、高温时会膨胀变厚的耐火极限在2h以内的防火涂料。该类钢结构防火涂料是选用适宜的，对钢材具有良好的附着力以及耐久性和耐水性的水性聚合物为基料，配以防火添加剂、阻燃剂复合体系和耐火纤维等混合而成。此类防火涂料的装饰性能要优于厚型钢结构防火涂料但逊色于超薄型钢

6、结构防火涂料，采用喷涂施工，常应用在耐火极限在2h以下的钢结构防火保护工程中，如一般民用与工业建筑楼盖与屋盖钢结构。1.2.3超薄型钢结构防火涂料超薄型是指涂层厚度＜3mm，装饰效果好，在高温下能够膨胀发泡，耐火极限通常在2h以内的防火涂料。此类钢结构防火涂料一般为溶剂型体系，具有良好的耐水性能、流平性能以及较高的黏结强度，遇火时能够缓慢膨胀发泡形成致密而坚硬的防火隔热层，有效保护钢构件。该类钢结构防火涂料可采用喷涂、辊涂或刷涂的施工方式，一般应用于耐火极限要求在2h以内的建筑钢结构上，如工业与民用建筑梁、柱等钢结构。目前国内外，已经研制出多种耐火极限超过2h的新品种超

7、薄型钢结构防火涂料，广泛应用于各种轻钢结构、网架等的防火保护中。1.钢结构在火灾环境下的特性2.1力学响应钢结构虽然属于非燃烧材料，但是其不具备耐火性能，高温下的钢构件各种物理力学性能都有不同程度的变化，特别是其强度的变化，对于钢构件的承载力有很大的影响。GB700-88《碳素结构钢》和GB1591-1994《低合金结构钢》要求的Q235、Q345钢等普通建筑用钢在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540°C左右。通常在温度达3⑻〜400°C时，其强度开始迅速下降；500°C左右时钢强度下降到40°/。〜50°/。，钢材的屈服点