膨胀型防火涂料在钢结构中的应用

吉林省通化市建设工程招投标管理处 胡 超

膨胀型防火涂料在钢结构中的应用

吉林省通化市建设工程招投标管理处 胡 超

钢结构作为一种建筑结构形式，以其灵活、自重轻、抗拉强度大、抗震性和变形性好、施工周期短等优点，在当代建筑领域得到了广泛应用。但由于钢结构的耐火极限只有0.25h，在温度达到500℃以上时就会丧失强度，进而坍塌。因此，在应用钢结构作为建筑主体结构时，对钢结构进行防火保护显得十分必要。

一、钢结构表面防火涂料的防火原理

1. 一般防火涂料的防火原理。在各种防火保护措施中，在钢结构表面涂防火涂料是一种应用最为广泛也是最为经济有效的办法。一般防火涂料的防火原理是依靠涂料本身具有的难燃性、不燃性和较低的导热系数，在发生火灾时起到屏蔽大火的作用，使得钢结构不至于在发生火灾时直接暴露在火焰的高温中，从而延迟着火和减小燃烧速度，延缓火焰向钢结构的传递；另外，有些防火涂料的防火原理是涂料吸热后能分解出水蒸气或其他不燃气体起到消耗热量、稀释氧气的作用；也有些防火涂料的防火原理是遇到高温时在钢结构表面形成一个轻质薄膜绝热保护层来保护钢结构主体。按照涂装厚度，防火涂料可分为厚型（8～50mm）、薄型（3～7mm）、超薄型（＜3mm）3种防火涂料；按照防火机理，防火涂料可分为非膨胀型和膨胀型。

2. 膨胀型防火涂料的防火原理。在受火作用过程中，膨胀型防火涂料的工作过程主要经历4个阶段，即平稳阶段、发泡炭化阶段、失炭阶段、无机层阶段。在这4个阶段当中，第一阶段，涂料在受热膨胀过程中隔绝火源对钢结构的直接加热，从而起到阻燃的作用；第二阶段，涂料形成泡沫炭化层后，导热系数大幅减小，降到原来的几百分之一，从而有效阻止外部热源的导热作用；第三阶段，在火焰和高温中，涂料分解、降解等发生化学反应能吸收大量的热，从而对保护钢结构的受热升温过程起到延缓作用；第四阶段，涂料在高温下分解出的不燃性气体能稀释氧气的浓度，抑制燃烧的进行。

二、膨胀型防火涂料的施工要点

1. 施工条件。

（1）环境条件。施工温度应控制在5～50℃，以免温度过低或过高造成施工不便。空气湿度宜控制在30%～80%，施工现场应尽可能环境清洁，无灰尘和有害气体。雨天施工必须有防雨措施。

（2）现场条件。需在防火涂料施工的钢结构基本焊接工作结束后方可开始防火涂料的涂装工作。严禁任何对未完成钢结构的部位进行涂装，以免造成涂料的浪费和二次施工。

2. 施工要点。

（1）主要机具。空气压缩机、油漆搅拌机、喷枪、喷砂机、电动砂轮机、油刷、开刀、砂纸打磨机等。

（2）喷涂施工技术要点。

一是基层清理。钢结构表面应严格按照涂装工程规定的设计要求，首先进行除锈工作，将氧化铁皮和浮锈除净。在除锈工作完成后，立即开始涂刷防锈底漆，以免钢结构表面在涂装防火涂料前再生锈。防锈漆涂刷后，方可进行防火涂料的涂装。

二是涂装防火涂料。钢结构防火涂料的涂装一般采用喷涂方法，刷涂配合。喷涂前应检查防火漆表面是否清洁，否则会影响涂料与基层的附着力。待清洁完毕后，方可进行施工。在使用专业喷涂机器喷涂防火涂料前，油工需将涂料调和均匀后。喷涂的喷嘴口径应控制在0.48～0.68mm，喷涂的压力应控制在15～20MPa。喷涂过程中，应保持喷嘴与喷涂面的距离在300mm左右。竖向钢构件时应按从上到下的顺序喷涂，横向钢构件应按从左至右的顺序喷涂。喷涂时要注意拐角位置，保证足够的厚度。涂料喷涂要均匀、密实，不应有漏涂或者过厚现象。待涂层实干后再喷涂下一层。涂层不应该出现起皮、起鼓等现象。如若发现应当立即铲除，重新涂布。

3. 质量标准。

（1）主控项目。

一是喷涂所选用涂料的品种型号和性能应符合防火设计要求。材料进场时，必须提供产品检测合格报告和产品合格证。待检查合格后，方可用做施工。

二是涂层厚度应等于或大于防火设计规定的厚度。为满足耐火极限涂层的厚度，必须按照要求施工，边施工边进行厚度测试，保证最终厚度满足防火设计要求。检查涂层厚度是否达到规定厚度，可待涂层干燥后，使用测厚仪进行检测。

三是无漏涂、脱粉、明显裂缝等缺陷。涂层与钢基材之间和各层涂层之间，应黏接牢固，无脱层、空鼓等情况。检查时，可观察或用手触摸。

四是，颜色与外观符合设计要求，钢结构轮廓清晰，表面平整。检查方法为观察。

（2）一般项目。对于涂刷完的防火漆一般用观察、手摸等方法，检查防火漆的刷纹、光泽、光滑、流坠、皱皮等质量。目的是不影响最后涂层的施工效果。

综上，防火涂料对钢结构的结构稳定和装饰效果有着重要影响。钢结构防火涂料的施工质量控制贯穿涂料的准备、操作的规范、涂刷（喷涂）工艺及施工后的养护全过程，任何一个环节失去质量控制都可能导致涂层理化性能和耐火性能的严重丧失。因此，在施工过程中，施工质量的好坏直接影响使用寿命和消防安全，严格按防火涂料的施工要点进行施工，对保证防火涂料的质量是至关重要的。