钢结构防火涂料材料介绍.doc

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鋼結構防火塗料材料介紹

鋼材是一種不會燃燒的建築材料，它具有抗震，抗彎等特性。

在實際應用中，鋼材既可以相對增加建築物的荷載能力，也可以滿足建築設計美感造型的需要；還避免了混凝土等建築材料不能彎曲，拉伸的缺陷。

因此鋼材受到了建築行業的青睞，單層，多層，摩天大樓，廠房，庫房，候車室，候機廳等採用鋼材都很普遍。

但是，鋼材作為建築材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷，它的機械性能，如屈服點，抗拉及彈性模量等均會因溫度的升高而急劇下降。

1特點

鋼結構通常在450～650℃溫度中就會失去承載能力、發生很大的形變、導致鋼柱、鋼樑彎曲，結果因過大的形變而不能繼續使用，一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。

這一時間的長短還與構件吸熱的速度有關。

2分類

1.超薄型結構防火塗料

超薄型鋼結構防火塗料是指塗層厚度3mm（含3mm）以內，裝飾效果較好，高溫時能膨脹發泡，耐火極限一般在2h以內的鋼結構防火塗料。

該類鋼結構防火塗料一般為溶劑型體系，具有優越的黏結強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點；在受火時緩慢膨脹發泡形成緻密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火衝擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼構件。

超薄膨脹型鋼結構防火塗料施工可採用噴塗、刷塗或輥塗，一般使用在耐火極限要求在2h以內的建築鋼結構上。

已出現了耐火性能達到或超過2h的超薄型鋼結構防火塗料新品種，它主要是以特殊結構的聚甲基丙烯酸酯或環氧樹脂與氨基樹脂、氯化石蠟等複配作為基料粘合劑，附以高聚合度聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺等為防火阻燃體系，添加鈦白粉、矽灰石等無機耐火材料，以200#溶劑油為溶劑複合而成。

各種輕鋼結構、網架等多採用該類型防火塗料進行防火保護。

由於該類防火塗料塗層超薄，使得使用量較厚型、薄型鋼結構防火塗料大大減少，從而降低了工程總費用，又使鋼結構得到了有效的防火保護，防火效果很好。

2.薄型鋼結構防火塗料

薄塗型鋼結構防火塗料是指塗層厚度大於3mm，小於等於7mm，有一定裝飾效果，高溫時膨脹增厚，耐火極限在2h以內的鋼結構防火塗料。

這類鋼結構防火塗料一般是用合適的水性聚合物作基料，再配以阻燃劑複合體系、防火添加劑、耐火纖維等組成，其防火原理同超薄型。

對這類防火塗料，要求選用的水性聚合物必須對鋼基材有良好的附著力、耐久性和耐水性。

其裝飾性優於厚型防火塗料，遜色于超薄型鋼結構防火塗料，一般耐火極限在2h以內。

因此常用在小於2h耐火極限的鋼結構防火保護工程中，常採用噴塗施工。

在一個時期佔有很大的比例，但隨著超薄型鋼結構防火塗料的出現，其市場份額逐漸被替代。

3.厚型鋼結構防火塗料

厚型鋼結構防火塗料是指塗層厚度大於7mm，小於等於45mm，呈粒狀面，密度較小，熱導率低，耐火極限在2h以上的鋼結構防火塗料。

由於厚型防火塗料的成分多為無機材料，因此其防火性能穩定，長期使用效果較好，但其塗料組分的顆粒較大，塗層外觀不平整，影響建築的整體美觀，因此大多用於結構隱蔽工程。

該類防火塗料在火災中利用材料粒狀表面，密度較小，熱導率低或塗層中材料的吸熱性，延緩了鋼材的溫升，保護鋼材。

這類防火塗料是用合適的無機膠結料（如水玻璃、矽溶膠、磷酸鋁鹽、耐火水泥等），再配以無機輕質絕熱骨料材料（如膨脹珍珠岩、膨脹蛭石、海抱石、漂珠、粉煤灰等）、防火添加劑、化學藥劑和增強材料（如矽酸鋁纖維、岩棉、陶瓷纖維、玻璃纖維等）及填料等混合配製而成，具有成本較低的優點。

施工常採用噴塗，適用於耐火極限要求在2h以上的室內外隱蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構。

如：

高層民用建築的柱、一般工業與民用建築中支承多層的柱的耐火極限均應達到3h，需採用該厚型防火塗料保護。

4.礦物棉類建築防火隔熱塗料

礦物棉類建築防火隔熱塗料是繼厚塗型建築防火塗料—珍珠岩系列，氯氧鎂水泥系列防火塗料之後的又一重要防火塗料系列，尚屬空白，它與珍珠岩類防火塗料相比，其主要特點是作為隔熱填料的礦物纖維對塗層強度可起到增強作用，可應用於地震多發的地區或常受震動的建築物，並能起到防火、隔熱、吸音之作用。

礦物棉類建築防火隔熱塗料主要有礦物纖維防火隔熱塗料、隔熱填料，其主要成分是礦物棉、粘結材料一般是水泥，在現場採用幹法噴塗施工，即纖維經分散後與粘結材料一起用高壓空氣輸送至噴口處，然後與分佈于噴口周圍的高霧化水混合噴射至待塗表面。

能夠獲得密度較小的塗層，從而能減輕整個建築物的重量，降低建築物負荷。

國外已廣泛使用快幹型礦物棉類防火塗料，在施工條件差的建築工地使用時，具有施工方便、成本低、乾燥時間短等優點。

3不足之處

要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足，必須進行防火處理，其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規範規定的極限範圍。

防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落，其措施是多種多樣的，關鍵是要根據不同情況採取不同方法，如採用絕熱、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。

但無論採取何種方法，其原理是一致的。

下面介紹幾種不同鋼結構的防火保護措施。

一、外包層。

就是在鋼結構外表添加外包層，可以現澆成型，也可以採用噴塗法。

現澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫，並保證外殼的強度。

噴塗法可以在施工現場對鋼結構表面塗抹砂泵以形成保護層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠岩或石棉。

同時外包層也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預製板，採用膠粘劑、釘子、螺栓固定在鋼結構上。

二、充水（水套），空心型鋼結構內充水是抵禦火災最有效的防護措施，這種方法能使鋼結構在火災中保持較低的溫度、水在鋼結構內迴圈、吸收材料本身受熱的熱量。

受熱的水經冷卻後可以進行再迴圈、或由管道引入涼水來取代受熱的水。

三、遮罩。

鋼結構設置在耐火材料組成的牆體或頂棚內，或將構件包藏在兩片牆之間的空隙裏，只要增加少許耐火材料或不增加即能達到防火的目的。

這是一種最為經濟的防火方法。

四、膨脹材料。

採用鋼結構防火塗料保護構件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結構幾何形體限制等優點，一般不需要添加輔助設施，且塗層品質輕，還有一定的美觀裝飾作用，屬於現代的先進防火技術措施。

高層鋼結構建築日趨增多，尤其是一些超高層建築，採用鋼結構材料更為廣泛。

高層建築一旦發生火災事故，火不是在短時間內就能撲滅的，這就要求我們在建築設計時，加大對建築材料的防火保護，以增強其耐火極限，並在建築內部制訂必要的應急方案，以減少人員傷亡和財產損失。

4應用範圍

廣范應用於電廠（站），現代建築及大面積，大跨度的各種裸露，隱藏的鋼結構防火保護與裝飾。

5檢查方法

1.可在現場對產品的品質作一初步的檢查：

在已施工好的基材上切取2～3塊小樣，或取少量樣品塗在2～3塊150mm×150mm膠合板上，按實際施工的情況塗刷。

待幹透後，用酒精燈的火焰檢查。

火焰高度40mm左右，施加火焰的時間一般為20min，檢查塗層發泡情況。

正常的情況下，按規定的用量（一般為500克/平方米）施工，一級防火塗料的泡層厚度為20mm以上，二級防火塗料的泡層厚度為10mm以上泡層應均勻緻密。

2.合格防火塗料在受到噴燈等強火灼燒時，會大量發泡膨脹，表面聚集凸起，數分鐘內不會出現燒損現象，而假冒偽劣防火塗料則基本不發泡，會出現大量散落掉渣的情況，木質基材也會很快發生燃燒破損的現象。

3.查驗該產品是否具有國家級消防質檢中心出具的合格檢驗報告，也可上網查詢。

防火塗料實行消防產品型式認可制度，市場上銷售的防火塗料應具備國家消防產品型式認可證書和型式檢驗合格報告。

4.在實際使用中，為了保證防火塗料的防火及其他使用性能，一般需要採用透明的罩面塗層。

防火塗料的用量一般為350～500克/平方米，罩面塗層的用量一般為50克/平方米。

5.根據國家標準，除滿足阻火性要求外，防火塗料的燃燒性能分為一級和二級。

在規定的實驗條件下，一級防火塗料的耐燃時間不小於20分鐘，二級防火塗料的耐熱時間不小於10分鐘。

用戶在選擇時應注意加以區別，避免企業以次充好，達不到防火保護效果。

6防火隔熱原理

超薄型或薄型鋼結構防火塗料的防火隔熱原理：

塗覆在鋼結構上的超薄型或薄型鋼結構防火塗料的防火隔熱原理是防火塗料層在受火時膨脹發泡，形成泡沫，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因為其質地疏鬆而具有良好的隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護基材的速度；根據物理化學原理分析，塗層膨脹發泡產生的泡沫層的過程因為體積擴大而呈現吸熱反應，也消耗了燃燒時的熱量，有利於降低體系的溫度，這幾個方面的作用，使防火塗料產生顯著的防火隔熱效果。

厚型鋼結構防火塗料的防火隔熱原理：

塗覆在鋼構件上的厚型鋼結構防火塗料的防火隔熱原理是防火塗料受火時塗層基本上不發生體積變化，但塗層熱導率很低，延滯了熱量傳向被保基材的速度，防火塗料的塗層本身是不燃的，對鋼構件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進攻鋼構件.還有塗料中的有些組分遇火相互反應而生成不燃氣體的過程是吸熱反應，也消耗了大量的熱，有利於降低體系溫度，故防火效果顯著，對鋼材起到高效的防火隔熱保護.另外該類鋼結構防火塗料受火時塗層不發生體積變化形成釉狀保護層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應.但這類塗料所生成釉狀保護層導熱率往往較大，隔熱效果差.為了取得一定的防火隔熱效果，厚塗型防火塗料一般塗層較厚才能達到一定的防火隔熱性能要求。

7組成

鋼結構防火塗料是由基體樹脂、催化劑、成碳劑、發泡劑組成的。

基體樹脂與其他組分配伍，既保證了塗料在正常條件下具有各種利用功能，又能在火焰灼燒或高溫條件下具有難燃性和良好的膨脹發泡功能。

催化劑是一種能在定然條件下分解出磷酸的物質，分解出的酸使多元醇脫水，從而使之構成不易燃的三維空間構造的炭化層。

等閒，磷酸三聚氰胺的水溶性較聚磷酸胺小，且兼具催化和發泡雙重成效。

成碳劑是塗層在高溫下構成不易燃三維空間構造的泡沫碳化層的物質基礎，對泡沫炭化層起骨架作用。

膨脹型鋼結構防火塗料只有在發泡劑的作用下，能力在高溫火焰下發生膨脹層。

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形下發泡膨脹，構成海綿狀構造。

8施工規定

第一節一般規定第條鋼結構防火噴塗保護應由經過培訓合格的專業施工隊施工施工中的安全技術和勞動保護等要求應按國家現行有關規定執行第條當鋼結構安裝就位與其相連的吊杆馬道管架及其他相關連的構件安裝完畢並經驗收合格後方可進行防火塗料施工第條施工前鋼結構表面應除鏽並根據使用要求確定防銹處理除鏽和防銹處理應符合現行鋼結構工程施工與驗收規範中有關規定第條鋼結構表面的雜物應清除乾淨其連接處的縫隙應用防火塗料或其他防火材料填補堵平後方可施工第條施工防火塗料應在室內裝修之前和不被後繼工程所損壞的條件下進行施工時，對不需作防火保護的部位和其他物件應進行遮蔽保護剛施工的塗層應防止髒液污染和機械撞擊第條施工過程中和塗層乾燥固化前環境溫度宜保持在。

相對濕度不宜大於。

空氣應流通。

當風速大於或雨天和構件表面有結露時，不宜作業。

超薄型鋼結構防火塗料工程案例（20張）

第二節質量要求

第條用於保護鋼結構的防火塗料必須有國家檢測機構的耐火極限檢測報告和理化性能檢測報告必須有火監督部門核發的生產許可證和生產廠方的產品合格證

第條鋼結構防火塗料出廠時產品品質應符合有關標準的規定並應附有塗料品種名稱技術性能製造批號貯存期限和使用說明

第條防火塗料中的底層和麵層塗料應相互配套底層塗料不得銹蝕鋼材

第條在同一工程中每使用薄塗型鋼結構防火塗料應抽樣檢測一次粘結強度每使用厚塗型鋼結構防火塗料應抽樣檢測一次粘結強度和抗壓強度

第三節薄塗型（又稱為國標B型，其耐火極限為2~2.5個小時）鋼結構防火塗料施工

第條薄塗型鋼結構防火塗料的底塗層或主