淺談鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的現(xiàn)狀與發(fā)展

■ 翟嘉櫟 中國石油天然氣股份有限公司塔里木油田分公司

一、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的現(xiàn)狀

在建筑方面，鋼結(jié)構(gòu)部件主要有以下防火的方法：防火涂料保護、防火板保護、混凝土保護、柔性卷材保護、無機纖維保護以及結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護等等，在這些當(dāng)中，往鋼材料結(jié)構(gòu)涂刷防火材料是最為方便快捷的一種方法，其具有重量輕、成本低等優(yōu)點，另外，這種方法不受鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何形狀限制，并且應(yīng)用范圍廣，防火效果也是最好。下面介紹一下現(xiàn)階段我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的現(xiàn)狀。

（一）防火涂料的類型

1.厚涂型防火涂料

這種防火涂料主要指涂層厚度在7～45 mm的涂料種類，其在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的應(yīng)用中開發(fā)的最早并且使用的也是最早。例如，在1987年公安部四川消防科研所最先推出厚涂型LG隔熱防護涂料，這是我國所發(fā)明的第一代鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。其主要運用在一些亞運會工程中以及一些工業(yè)企業(yè)重要設(shè)施的防火保護。在日常生活中，常見的厚涂型防火涂料具有很好的隔熱絕熱性，在高溫下，防火涂料的部分成分會蒸發(fā)，并且分解，然后產(chǎn)生一定的吸熱作用，這樣能消耗火災(zāi)傳遞出的熱量，并且能夠阻止其向沒有被損壞的鋼材傳遞，除此之外，這種防火涂料能夠在高溫環(huán)境下產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)極為致密的油狀物，其具有能夠有效隔絕氧氣的作用，并且能夠反射火災(zāi)時產(chǎn)生的熱量，以此來抵消外部熱源對于鋼材結(jié)構(gòu)的破壞作用。

2.薄涂型防火材料

這種防火涂料主要指涂層厚度在3～7 mm的涂料種類，其主要采用了膨脹型阻燃體系，原理為：在涂料遭遇火災(zāi)時，其能夠膨脹并且產(chǎn)生發(fā)泡，進(jìn)而能形成一個比涂層材料厚到幾十倍甚至上百倍的較難燃海綿碳狀質(zhì)層，這樣就能決斷并且減輕火災(zāi)火焰對于鋼結(jié)構(gòu)材料傷害，與此同時，這些涂層能夠延緩建筑等結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)溫度升高，以此來良好的保護鋼結(jié)構(gòu)。這種防火涂料通常所用的聚合物乳液有以下幾種：苯乙烯改性丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氧乙烯乳液等等。在薄涂型防火涂料的制作過程中，為了能夠使粉末狀的顏色填料以及阻燃劑等等各式各樣的添加劑能更好的混合添加在這些涂料中，應(yīng)該提前加入六偏磷酸鈉等等有利的分散劑。在施工過程中，使用該種涂料時，一般應(yīng)該采用以底層為隔熱層、表面層為裝飾層的方式，并且施工方法應(yīng)該采用噴涂的方式。此種防火涂料通常會使用在鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限不能超過兩個小時的建筑上。

3.超薄型防火涂料

這種防火涂料主要指涂層厚度不能超過3 mm的涂料種類，和上一種薄涂型防火涂料一樣，此種防火涂料也要求建筑中的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限不能超過兩個小時。防火原理也與上一種相似：鋼結(jié)構(gòu)上涂料中的阻燃劑在遇到火災(zāi)時能夠膨脹并且發(fā)泡，進(jìn)而形成致密的、能夠減少對鋼結(jié)構(gòu)傷害的防火隔熱層，這種隔熱層能夠有效的阻止鋼結(jié)構(gòu)溫度升高，減小了其受火災(zāi)破壞更嚴(yán)重的幾率，并且在性能上大大提高了建筑中鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。此種超薄型防火涂料的材料多屬于溶劑型，包括S C B溶劑型以及S C A溶劑型超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，施工過程中這兩種防火涂料的涂層厚度通常為2.69 mm和1.6 mm，其耐火極限分別是147分鐘和63分鐘；除此之外，還有L F溶劑型以及L6溶劑型超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，這兩種防火涂料在施工過程中涂層厚度分別為2 mm和3 mm，其耐火極限分別是94分鐘和90分鐘。

（二）在火災(zāi)中鋼結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)的問題

在生活中，所有建筑中鋼結(jié)構(gòu)并不是燃燒體，但是如果真的發(fā)生火災(zāi)的話，火災(zāi)現(xiàn)場溫度會非常高，因其鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火性能較差，所以在火場的的高溫下，會明顯降低其鋼結(jié)構(gòu)的強度以及彈性系數(shù)，尤其當(dāng)火場溫度達(dá)到600攝氏度的時候，鋼結(jié)構(gòu)的強度以及硬度會全部喪失。因鋼結(jié)構(gòu)的問題造成危險的原因中有以下兩方面：1.建筑所用的鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)過程中添加的夾芯材料的防火性能不好。在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)的廠房大多使用有夾芯的彩鋼板來當(dāng)做墻體以及用于分隔的材料，其夾芯大多是用聚氨酯泡沫和聚苯乙烯等等可燃材料或者易燃材料填充的，在遇到火災(zāi)時不僅容易加大火勢，還容易在燃燒時產(chǎn)生大量有毒氣體，這樣就會造成更多的人員傷亡。自從2013年下文以后，已經(jīng)杜絕了使用這種不合規(guī)格的彩鋼板。2.現(xiàn)階段所有的鋼結(jié)構(gòu)其自身的抗火性能較差，因此，在建筑遭受火災(zāi)時，高溫情況下鋼結(jié)構(gòu)很容易受熱垮塌，這樣留給消防人員進(jìn)行疏散人員物質(zhì)并且撲救火災(zāi)的就大大減少了。除此之外，沒有采取保護措施的鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐火時間僅僅為15分鐘，這對于救援人員具有極大的挑戰(zhàn)性，一旦倒塌，就會嚴(yán)重影響火災(zāi)的撲救工作，消防人員沒有辦法進(jìn)入建筑內(nèi)進(jìn)行有效的撲救，所以無法真正地?fù)錅鐚嶋H著火點，進(jìn)而不能快速的撲滅火災(zāi)。

二、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的發(fā)展

隨著世界上工業(yè)產(chǎn)業(yè)不斷地發(fā)展進(jìn)步，各公司各企業(yè)對于環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重，所以開發(fā)低污染高性能的環(huán)保型防火涂料已經(jīng)成為了新的趨勢，下面就介紹幾種新型防火涂料。

（一）無機防火涂料

這種防火涂料能耐得住火災(zāi)中的高溫，并且不會燃燒。除此之外，在高溫環(huán)境作用下，這種無機防火涂料不會像普通的涂料一樣產(chǎn)生有毒有害氣體，所以不會對環(huán)境和人體健康造成影響。目前，這種無機防火涂料無論是在國內(nèi)還是國外，都受到了極大的重視，因此，這也是現(xiàn)階段防火涂料發(fā)展的一個重要方向。例如，無機防火涂料中的一種就是硅酸鹽膨脹防火涂料，這種涂料是采用無機低溫發(fā)泡層以及無機高溫發(fā)泡層組成的復(fù)合發(fā)泡層原理，屬于梯次發(fā)泡原理，這就大大提高了防火涂料的防火效果。

（二）多功能防火涂料

這種防火涂料具有絕熱性、消音性、防輻射、防紫外線、防腐蝕等等一系列類型，現(xiàn)階段，國內(nèi)外生物、物理、化學(xué)、高分子化學(xué)等科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為這些防火涂料的開發(fā)與研究提供了強有力的保障。因此，研究與開發(fā)這些復(fù)合化多功能的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，并且對于能夠賦予防火涂料特殊功能的樹脂添加劑的研究已經(jīng)是當(dāng)今科學(xué)領(lǐng)域的一大課題。

（三）色彩防火涂料

這種防火涂料不僅能夠有效地抵抗火災(zāi)的危害，還能夠在鋼結(jié)構(gòu)建筑中起到裝飾的效果?，F(xiàn)階段，尤其是室外的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料對于涂料的色彩要求的越來越高，因此，對于室外鋼結(jié)構(gòu)涂料的外觀裝飾成為了當(dāng)即社會的新課題。

三、結(jié)語

由上述筆者所述，在當(dāng)今社會建筑行業(yè)迅猛發(fā)展的同時，鋼結(jié)構(gòu)因其是一種良好的建筑材料而被廣泛應(yīng)用。但是與此同時其安全問題也不容小覷，這關(guān)系到廣大人民群眾的利益與生命安全。因此著手做好防火涂料的研究極為重要，刻不容緩。

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