钢结构防火涂料的性能研究

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1、李鑫:钢结构防火涂料的性能研究2007年第6期钢结构防火涂料的性能研究李鑫(北京市消防局，北京1(X旧35)摘要:介绍了钢结构防火的必要性及防火保护的方法，重点叙述了防火涂料在钢结构中的应用及特性成分。关键词:钢结构;防火涂料;膨胀型防火涂料发展起来的一类重要消防安全材料。防火涂料的主要1钢结构防火意义及分类功能是对物体起防火阻燃保护作用。1.1钢结构的特性防火涂料分为非膨胀涂料和膨胀涂料。非膨胀涂当温度急剧升高时，钢的强度和硬度特征会降低，料即厚浆型防火涂料，其厚度一般在7一45Inln，主要强度由屈服应力乓(N/nl时)表示，硬度由弹性模量E以无机

2、豁结剂(如水玻璃或水玻璃混以少数有机树脂)(N/nun))表示。随温度的升高，两者均下降。当温度与轻质无机粉料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛙石、空心微珠超过600℃时，屈服应力和弹性模量急剧减少，所以钢等)混合而成;膨胀涂料分为薄型防火涂料和超薄型防结构的承载能力亦会降低。钢结构的承载能力是其温火涂料，前者的厚度一般不大于7nlln，后者一般为1-度的一个函数，钢的温度越高，其承载能力就越低。3llun，以有机树脂作勃结剂，加上膨胀部分、填料，经未作保护的钢结构本身具有12一18而n的耐火极混合磨细而成。限。随着温度的升高，结构构件的强度和硬度就会降2.2防火

3、涂料的原理及主要组成低，作用于钢结构上的荷载越大，结构就垮得越快，所薄型和超薄型防火涂料对钢结构的保护作用不是以钢的实际耐火极限就与作用于钢结构上的温度和荷靠涂料本身的隔热作用实现而是靠涂层在高温下的物载有关。当达到一定的温度时，钢结构的承载能力会理化学反应过程所形成的膨胀隔热泡沫保护层所实现低于规定的承载能力，该温度称为钢的临界温度。钢的，此类涂料的防火保护原理是涂层中树脂首先熔融的临界温度主要受火灾情况下建筑物所承受的实际荷引起涂层软化，此时脱水催化剂分解成磷酸、聚磷酸，载影响。当钢梁自身温度达到540℃左右时，钢材的使涂层中含轻基的有机物脱水成为

4、碳骨架，同时，发泡屈服应力仅有常温屈服应力值的40%，致使承载能力剂在热的作用下不断放出不燃性气体，使涂层形成泡急剧下降，钢结构不可避免地发生变形，造成钢结构建沫层。当泡沫层达到最大体积时，泡沫凝固炭化形成筑物一部分或全部垮塌毁坏。一个多孔的炭化泡沫层，这一炭化泡沫层可有效的阻1.2钢结构的防火保护分类止热的传导，从而保护钢材在火灾的威胁下不受破坏。我国的防火专家们将钢结构的防火保护分为以下厚浆型防火涂料的防火原理就是由于涂层的导热五种:①在钢结构表面砌砖或喷敷一层混凝上沙浆;系数小，具有良好的热绝缘性，从而可在火灾中有效保②在钢结构表面裹缠无机纤维布

5、和无机纤维毡;护钢材不受破坏。③在空心钢柱内填充处理后的液体和水;④在钢结构薄型钢结构防火涂料的组成主要有以下几部分:柱、梁、楼板等构件体粘贴不燃板材;⑤在钢结构表面①树脂(基料)部分，如丙烯酸树脂、氨基树脂、醇酸树喷防火涂料。脂等;②酸源(催化剂)部分，如聚磷酸钱等;③气源(发泡剂)部分，如三聚氰胺、双氰胺、氯化石蜡等;2防火涂料的定义及原理④碳源(碳化剂)部分，如季戊四醇、双季戊四醇等;2.1定义⑤无机填料，如滑石粉、钦白粉等;⑥增强材料，如玻防火涂料是指涂装在物体表面，可防止火灾发生、璃微珠、硅酸铝纤维等;⑦助剂，如消泡剂、分散剂、成阻止火势蔓延

6、传播、隔离火源、延长基材着火时间、增膜助剂等;⑧载体部分(稀释剂)，如水或有机溶剂(以大绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料的总称。此划分水性涂料或溶剂性涂料)。它属于功能涂料，是人们同火灾作斗争的过程中逐步2(X)7年第6期消防技术与产品信息素，选用多种树脂拼合成基料。3钢结构防火涂料研究内容(2)酸源:目前膨胀型钢结构防火涂料多选用聚(1)研究不同的膨胀型钢结构防火涂料配方组成，磷酸钱〔(N叹Po。)，」作为酸源。它在涂层受高温作用针对其涂层厚度、耐火限度等技术指标筛选出性能较时可促进和改变其热分解过程，使涂层内含经基的物好的涂料配方。质脱水，并在

7、成碳剂、发泡剂作用下发生膨胀和炭化，(2)对前面已筛选出的涂料配方，进一步研究其在形成导热性很小的炭化层，阻挡外部火源，保护钢结遇火燃烧时所产生的气体种类，及其浓度的检测分析。构。由于其性能受聚合度、粒径及粒径分布等因素的尽量寻求环保性的涂料配方，使研制出的防火涂料不影响很大，往往成为制约涂料性能的重要方面。但能保护基材，而且燃烧后的产物不危害人体的健康。(3)气源:目前多用三聚氰胺(C3氏N。)，它能在较(3)研究有关快速评定钢结构防火涂料耐久性的低的温度下分解释放出不燃性气体使涂层膨胀，与基方法，以便能在短期内预测其实际使用寿命，根据使用料及其它组

8、分作用形成膨胀层骨架。其用量直接影响环境的不同要求及其使用寿命来决定是否需要更换或炭化层的膨胀