试论钢结构防火涂料的问题

王路杰

（河北中冶冶金设备制造有限公司，河北 沙河 054100）

试论钢结构防火涂料的问题

王路杰

（河北中冶冶金设备制造有限公司，河北 沙河 054100）

钢结构的抗火性能较差，一旦发生火灾，会造成整个钢结构的坍塌，从而造成严重的经济损失和人员伤亡，文章分析了钢结构防火涂料的分类和防火机理，同时分析了当前钢结构防火材料应用中存在的问题。

钢结构；防火涂料；防火机理

1 钢结构防火涂料的分类及防火机理

防火材料的主要作用是隔离刚材料和火源，避免两者直接接触造成钢结构材料的温度急速上升，同时防火材料的隔离作用可以延缓火势的蔓延和燃烧速度，从而避免了钢结构整体性坍塌。防火材料必须是不燃性的材料，同时其导热系数较低，在钢结构和火焰之间形成较大的温度梯度，维持钢结构处于低温的状态，延缓热量的传递过程。同时防火材料添加一定量的特殊物质，在高温的环境下，防火涂料中的部分物质会发生分解，生成大量的水蒸气和其他不燃性气体，从而吸收周围的热量，并稀释环境内的氧气浓度，降低火势的燃烧强度。

当前在钢结构中应用较多的主要有两种不同的防火材料，其化学构成以及作用机理的差别性较大，下面进行详细的介绍：①膨胀性防火涂料，当周围发生燃烧反应后，涂料在高温条件下会迅速地发生膨胀，在钢结构的周围建立一个绝热的膨胀空间，同时延缓了热量的传导，提高了钢结构的耐火性能；②非膨胀型的防火材料，这类防火涂料主要应用于厚型的钢结构中，采用无机绝热性材料作为主要的构材，由于其不发生膨胀保护作用，因此其结构较为致密，呈现粒状面的排列方式，具有良好的隔热性能，有效隔绝了氧气与钢结构的接触，延缓了燃烧作用的发生。

2 钢结构防火涂料存在的问题

（1）安全性问题。通常而言，膨胀型防火材料是由碳源、酸源和气源组成，当防火涂料接触到高温火焰时，各类的碳酸盐可以发生分解，尤其是多元醇、三聚氰胺、氯化石蜡等物质遇到明火后会释放出大量的气体，从而形成蜂窝状的膨胀结构，实现防火材料的隔离作用。但是有机化学物质的添加会造成一定的环境污染，部分化学物质在高温下分解会释放出氨气、氮氧化合物、碳氧化合物、氯气等卤素元素气体，从而造成局部环境的有毒气体浓度超标，给逃生人员以及救火人员造成严重的身体威胁，甚至部分有毒气体会给人类造成永久性的伤害。

（2）防火涂料耐久性问题。防火涂料具有一定的使用年限，科学研究显示防火材料的抗火性能与其铺设的年限有关，钢结构涂料随着使用年限的增长，会出现耐久性的问题，如果钢结构涂料的使用年限超过了规定，就会造成其抗火性能的下降，增加了安全事故发生的概率。由于防火材料的使用环境较为恶劣，粉尘、酸性气体、水蒸气等物质都会对涂料造成一定的影响，例如会造成涂料层粘结性的下降，钢结构表面的涂层出现脱落和开裂的现象，从而直接影响了防火材料的耐久性能。相对于有机成分的防火材料，无机防火材料具有耐久性较高的特点，其防酸雨、防开裂、防腐蚀的性能优良，因此在钢结构中应用较为广泛。

（3）防火材料涂料测试方式存在缺陷。衡量钢结构防火材料的两个重要参数有机械性能和耐火性能，前者是衡量防火材料的功能性，例如防火涂料的抗水能力、抗温度变化能力、抵抗湿度变化能力等性能，这些性能参数直接决定了防水涂料的实际应用功效。耐火性能是防水涂料最重要的衡量参数，其参数指标包括抗火能力、耐火极限、隔离层的绝热效果等。但是当前我国的钢结构防火涂料的性能参数检测方式存在缺陷，例如在涂料耐火极限的试验中，由于采用不同的升温曲线进行数据采集，从而造成了涂料耐火极限数值存在较大偏差，再者采用不同的燃烧介质会导致燃烧温度差别性较大，这对于评估防火材料的耐火性能有较大的影响。

3 钢结构防火涂料的性能改进对策

（1）减少毒气排放，提升涂料环保性。当前实际应用的防火涂料中有机物的含量较高，当遇到明火燃烧时，虽然防火涂料可以发挥其绝热阻燃的功能，但是会释放出有毒的气体，给救援工作和人员的逃生造成困难，因此要加强有机物防火涂料的测试，科学测试其气体种类和浓度，同时要明确不同类型毒气对身体的危害，以便于提出相应地防护措施。防火涂料研究人员应当探索新型的阻燃剂，在维持涂料防火性能的基础上，适当的降低阻燃物质的添加，减少对环境的污染，同时在涂料中增加有毒气体吸附组分，提高防火涂料对于有害气体的吸收，抑制有毒气体的排放。

（2）加强防火涂料的耐久性监测。耐久性监测工作可以及时发现防火涂料中存在的质量缺陷，例如可以查找到钢结构和防火涂料之间的裂缝和鼓泡等缺陷，并及时进行相应的修补处理。再者研究人员要研究影响耐久性的因素，建立快速的耐久性评估机制，以便于根据防火涂料的使用年限来评估防火涂料的耐久性，并根据评估效果来制定相应的维修和养护策略。此外要制定有关防火涂料耐久性的评价标准和评价方法，让评价工作有章可循，提高耐久性评估工作的科学性，同时防火涂料的生产厂家应当担负起产品的使用说明责任，在涂料的包装中明确规范防火涂料的使用范围和使用年限，避免由于防火涂料的长时间应用造成其钢结构防火性能的降低，引发安全事故。

4 结语

总之，当前钢结构是常见的建筑形式，相对于传统的混凝土结构，其施工简便，经济投入少，施工质量易于控制，但是钢结构的抗热性较差，当外界温度达到500℃时，容易引发其结构的坍塌，加强钢结构的防火工作至关重要。防火涂料的应用极大提高了钢结构的抗热性，因此深入研究钢结构涂料中存在的问题以及改进对策势在必行。

[1]邓小波.钢结构防火涂料的研究现状、应用、发展方向及防火性能检测方法的研究[J].化工新型材料，2011，（9）.

[2]王玲玲.钢结构防火涂料应用的若干前沿问题[J].钢结构，2009，（10）.

[3]程海丽.钢结构防火涂料存在问题探析[J].装饰装修材料，2012，（8）.

An Analysis of the Defects of Steel Structured Fire Retardant Coating

WANG Lu-jie
(Hebei Metallurgical Equipment Manufacturing Corporation Limited of MCC Group,Shahe,Hebei 054100,China)

the fire resistance of steel structured coating is poor,one fire breaks out,the steel structure would collapse, which,as a result,would result serious economic loss and casualties.This paper analyzed the classifications and fire protection mechanism of steel structured fire retardant coatings and expounded the problems in the application ofsteel structured fire retardant coatings.

steel structure;fire retardant coating;fire protection mechanism

TQ637.8

A

2095-980X（2015）04-0029-01

2015-02-15

王路杰（1984-），男，河北邢台人，大学本科，助理工程师，主要研究方向：钢结构设计制造安装、大型游乐设备设计制造安装。