浅析建筑金属结构中防火涂料的合理应用

刘艳红

当今社会建筑技术快速发展，超高层、超大跨度建筑的建设速度增加，而钢结构建筑的设计理念及其设计内容具有的完善性提升，也使得钢结构在建筑结构中所拥有的重要作用得以体现。传统设计理念在构建过程中存在一定程度的制约性，以此使钢材作为建筑材料就工程防火层面而言，仍然存在诸多缺陷。虽然钢材并不会由于火灾而燃烧，但当火灾发生时，在高温作用之下，钢材的强度会大幅度降低。例如，在800℃～1000℃的高温情况下，综合火场已超过钢材静态平均约500℃的临界温度，由此会致使钢材屈服点、弹性模量与载荷性能等诸多力学特征大幅度下降，使钢材在火灾中出现形变情况，致使建筑物出现坍塌问题。而如何对建筑钢结构的防火性能及耐火能力予以提高，是当前金属结构构建人员所需要主要研究的现实内容。

1.建筑钢结构防火技术规范及保护方式分析

在20 世纪90 年代开始，我国便开始对超薄型钢结构防火涂料进行相应的研究，并且在2002 年已经能够将其在工业钢结构中予以应用，通过大量的理论及实践分析与各类研究，并且与当前我国建筑工程钢结构应用特征相结合，已经能够形成具有高度完善性的钢结构防火设计以及其性能检测与具体施工的各类规范标准，举例说明，《钢结构防火涂料》（GB14907-2002）等文件均属于相应的内容。并且在对防火规范进行设计中，对钢结构的耐火极限进行探究，根据建筑结构的类型以及整体建筑所具有的耐火等级，对建筑的柱、梁、楼板等诸多部位的钢结构以0.5h～3h，进行耐火极限指标的确定，并由此为建筑物的综合钢结构设计以及钢结构检验与施工验收等诸多环节提供了有效的数据参考[1]。

就建筑钢结构当前的防腐保护方法而言，可从以下方面予以开展。首先，可对结构防火体系及防火设施进行优化；其次，需要通过钢结构防火涂料进行涂刷、将混凝土或隔热土砖以外包方式对钢结构进行保护，或者应用复合防火结构材料等模式进行物理保护。在具体的防护过程中，大量的实际研究与工程应用可以表明，以防火涂料的模式对钢结构进行防护保护，是目前在建筑行业发展过程中公认最为有效的防护措施之一，在具体的施工中，其自身拥有高度的便捷性，并且综合工程性价比相对较高，其耐火时间相对较长。

2.钢结构防火涂料应用中可能出现的问题

2.1 防火涂料的涂抹方式合理性较低

在具体的施工过程中，会由于施工者无法对防火涂料的性状予以了解，或由于其操作规范性较低，使工程施工中出现防火涂料涂刷不当的问题。在进行防火涂料涂刷前，需要对钢材表面进行严格处理，防止其出现化学腐蚀与污染情况，而部分施工者无法对相应问题予以充分重视，便直接对涂料进行涂抹，由此不仅无法对钢材进行优质的防火保护，还将加速钢材的腐蚀，使整体建筑物的寿命因此简短。此外，在进行涂料涂刷过程中，需要进行2～3 遍的涂抹，而部分施工者为了对工时进行缩短而自行涂刷，以此使防火涂料的真实效用无法体现[2]。

2.2 防火涂料选择的合理性相对缺失

部分施工者在涂料选用问题上会出现一定程度的问题。在防火涂料的选用过程中，需要对其使用环境以及建筑物的美化性等诸多角度予以综合考虑。而如果无法对其外部环境进行有效考虑，并对防火涂料进行合理化选择，则有可能致使涂料由于外部环境的影响而防火性能无效化。

3.钢结构防火涂料性能分析

3.1 厚型钢结构防火涂料性能分析

厚型钢结构防火涂料又称H 型钢结构防火涂料。其防火涂层在构建过程中综合厚度在8mm～50mm 之间，其自身涂层厚度相对较大，且其密度较低，所拥有的热传导率较低，并且涂料的综合粘性相对较高，其强度较为优异，在火场的环境之下，遭遇高温会表现出不膨胀、不燃烧的现实特性。并且会以优质的低热传导以及涂层自身所拥有的吸热特点，延缓整体建筑钢结构的温度上升速度，使钢材性能得到有效的保护。并且通过后型钢结构防火涂料进行涂刷的钢材，其耐火时间可达0.5h-3h，此类涂料在构建过程中，其表面粗糙性较高，因此使其外观装饰性相对较低，不适合进行建筑裸露钢结构件的火灾防控工作，比较适用于在建筑室内对各类承重钢结构钢材进行火灾防护。

3.2 薄型钢结构防火涂料性能分析

薄型钢结构防火涂料又称B 型钢结构，防火涂料在应用过程中，其防火涂料的综合厚度可达到3mm～7mm，在火灾的高温条件之下，会通过膨胀发泡的模式，形成具有高度耐火性的隔热层，并以此使建筑钢结构材料的温度上升速度得以大幅度降低，其自身的耐火极限可达到0.5h-2h，薄型钢结构防火涂料在构建过程中，由聚合物与乳液作为其基料，能够通过与膨胀阻燃剂以及各类颜料填料等进行合理性的搭配，达到其防火目的。在构建过程中，通过对乳液剂量予以应用，使其在钢结构外表拥有较为优质的附着能力，依照工程功能的需求，薄型涂料在应用过程中可分为底层材料以及面层装饰用材料，在应用过程中，其综合装饰效果与H 型涂料相比相对优质。B 型防火涂料在应用过程中，能够对建筑物柱、梁、楼板以及屋顶等诸多承重型钢结构进行综合性的火灾隔热保护，在应用过程中已经被广泛应用于工厂厂房、体育馆等诸多裸露钢结构的火灾防护工作中，并且对相应的钢结构进行有效的装饰。

3.3 超薄型钢结构防火涂料性能分析

超薄型钢结构防火涂料又被称之为CB 型钢结构防火涂料，其整体涂料所有的防火层厚度≤3mm。在火灾发生后的高温环境之内，通过膨胀发泡的方式，形成优质致密防火隔热涂层，使整体建筑物的钢结构材料的温度上升速度得以有效地降低，在应用过程中，其极限范围的耐火时间≤2h。超薄型钢结构防火涂料，在应用过程中，其自身的涂层相对较薄，并且拥有高度的粘合性，其流平性相对优质，并且其性价比相对较高，在施工过程中，其施工过程便利性强，且拥有优质的装饰性能，被广泛应用于对一类与二类建筑耐火极限≤2h 的屋顶、梁、板等诸多承重结构的钢结构防火工程之中，在具体的工程实践过程中，需要充分地对防火涂料的应用范围予以有效的关注，并且对技术的可行性进行探究。

4.防火涂料的选择探讨

就经济层面，对于整体耐火时间≤2h 的建筑钢结构而言，可以对其应用薄型钢结构涂料以及相应的超薄型钢结构涂料，而对于耐火时间≥2.5h 的建筑钢结构而言，在其防火涂料的选择过程中，可以选择后型钢结构防火涂料。相应的研究人员在对三种防火涂料的性能进行研究的过程中，三种涂料在2h、2.5h 及3h 的极限耐火条件下进行相应的实验，其中厚型防火涂料的综合实验成功率可达92.1%，薄型防火涂料的综合耐火成功率可达76.8%，而超薄型涂料综合防火成功率为68.9%。根据相应的实验性能可知，在相对极限的耐火条件之下，厚型防火涂料所拥有的防火性能与超薄型、薄型防火涂料相比较为优质。而防火涂层若在日照条件之下，经过紫外线的照射之后，其自身涂料内部所有的粘结剂分子结构会产生一定的变化，经过时间的推移，会出现降解与分解的现实情况，从而使超薄型或薄型防火涂层在实际的火灾环境中膨胀，可能会由于内部结构所发生的变化出现裂纹或脱落等现实问题，使其耐火性能无法得到充分地发挥。由此，在当前技术条件之下所具有的超薄型钢结构防火涂料以及薄型钢结构防火涂料，对于如何改善其紫外线照射所造成的老化问题，需要相应的研究人员进行充分的探析，对于高层及超高层建筑以及在构建过程中，其综合功能较为复杂且耐火时间大于等于2.5h 的建筑而言，需要充分地对后型钢结构防火涂料进行有效的应用，并且在应用厚型钢结构防火涂料的过程中，要尽可能保证整体建筑钢结构的美观性，以此使整体建筑金属结构在构建过程中所拥有的耐火与防火能力得以提高。

5.结语

建筑钢结构防火工程在具体的构建过程中，其主要的目标在于通过高度合理性的防火结构布置，以及各类优质的防火措施构建，使建筑在发生火灾时，其内部人员的生命财产安全得到充分保障。在实际的工程建造过程中，需要根据整体建筑物所有的功能特性，以及整体施工在构建过程中的具体条件，选择较为优质的防火涂料，并根据相应工程在实践过程中所可能出现的各类问题，对具有高度针对性且具有高效的技术予以有效应用，由此，使整体防火产品在选择过程中能够同时满足安全性与经济性，以钢结构的耐火性为基础，使综合建筑物的防火性能得以大幅度提升。