钢结构防火涂料及其存在的技术问题浅析-防火涂料,透明防火涂料,钢结构防火涂料,隧道防火涂料,饰面型防火涂料,混凝土防火涂料
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钢结构防火涂料及其存在的技术问题浅析
发布者:liqiang 发布时间:2013/3/6 9:42:17 阅读:579

 防火涂料的作用及分类

防火涂料是指涂敷于物体表面,并能很好地黏结形成完整的保护膜的物料。用于建筑物作装饰或保护的涂料为建筑涂料。建筑涂料是应用十分广泛的建筑材料之一。其主要功能是起保护作用,调节建筑物使用功能以及改善建筑物的特殊要求。合理利用特殊功能的涂料,可以直接弥补建筑功能方面的不足以满足工程技术的实际需要,达到多功能的目的。

防火涂料属于特种涂料,当它用于可燃性基材表面时,则在火灾高温作用下可以降低材料表面燃烧特性,改变其燃烧性能,推迟或消除引燃过程,阻滞火灾迅速蔓延,并可提高其耐火极限;当它用于不燃性或建筑构件(如钢结构、预应力钢筋混凝土楼板等)时,则在火灾高温作用下可以有效地降低构件温度上升速度,提高其耐火极限,从而推迟结构失稳过程。

防火涂料按被保护的基材可分为钢结构防火涂料和饰面型防火涂料。按成膜物质的种类分为有机防火涂料和无机防火涂料。按分散介质的种类分为溶剂型防火涂料和水性涂料。按其组成材料不同分为膨胀型防火涂料和非膨胀防火涂料。

防火涂料的及组成

防火涂料一般由黏结剂防火剂、防火隔热填充料及其他添加剂组成。

 (1)基料基料对膨胀型防火涂料的性能有很大的影响。它与其他组分配合,既保证涂层在正常工作条件下具有一般的使用性能,又能在火焰或高温作用下使涂层具有难燃性和优良的膨胀效果。常用的基料主要有:

①水性树脂水l生树脂是以水作溶剂的一类树脂。它具有节约有机溶剂,施工方便,毒性小,无火灾危险等优点。常用的水性树脂有聚酯酸乙烯乳液、氯乙烯偏二氯乙烯共聚物乳液、聚丙烯酸乳液、氯丁橡胶乳液。

②含氮树脂。含氮树脂的耐水性、耐化学性、装饰性及物理力学性能都较好,具有定的阻燃效果。常用的有三聚氰胺甲醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯腈共聚物等。

(2)脱水成碳催化剂主要作用是涂料遇热时促进涂层脱水、炭化,形成炭化层。常用的催化剂有磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、焦磷酸铵、多聚磷酸铵以及有机磷酸酯等。其中多聚磷酸铵具有水溶性小,热稳定性高的特点。

(3)碳化剂涂料受热后形成多孔结构的碳化层。使用较多的有淀粉、糊精、季戊四醇等。

(4)发泡剂涂料受热时,释放出不燃性气体,如氨、二氧化碳、水蒸气、卤化氢等,使涂层膨胀起来,并在涂层内形成海绵状结构。常用的发泡剂有三聚氰胺、氯化石蜡、碳酸盐、磷酸铵盐等。

(5)阻燃剂在防火涂料中的作用是增加涂层的阻燃能力,并在其他组分的协同作用下实现涂层的难燃化。用于防火涂料中的阻燃剂种类很多,常用含磷、卤素的有机阻燃剂,如膦酸酯、三(二溴丙基)膦酸酯,三(二氯丙基)膦酸酯等,常用无机阻燃剂有氧化铝、硼砂、氢氧化镁等。

(6)无机隔热材料用于钢结构、混凝土隔热防火涂料,其主要存膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。钢结构、混凝土本身是不燃性材料,涂覆防火涂料的目的不是起阻燃作用,而是起隔热作用。

(7)颜料对膨胀型防火涂料来说,含有机填料的比例较少,甚至不含。固其含量增加会影响涂层的发泡效果,从而降低涂层的防火性能。常用的着色颜料有钛白粉、氧化锌、铁红、铁黄等。

3、钢结构防火涂料的防火机理

(1) 具有较低的导热系数,可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。

(2) 具有难燃性或不燃性,使被保护基材不直接与空气接触而减缓燃烧速度。

(3)受热分解出不燃的惰性气体,冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体,使之不易燃烧或燃烧速度减慢。

(4) 膨胀型防火涂料受热膨胀发泡,形成碳质泡沫隔热层,封闭被保护的物体,延迟热量向基材的传递,阻止物体着火或因温度升高而造成强度下降。

(5) 含氮的防火涂料受热分解放出NONH,等基团,与有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。

4、钢结构防火涂料技术方面存在的问题

1)由于对围护桩的设计接触不是很多,经验不够,加上担心打桩队的责任心不强,桩配筋设计是按常规沿桩轴力等强度配筋,钢筋是沿圆周均匀布置,结果造成用钢量偏大,所配钢筋也不能很好发挥作用。

1、粉喷桩做为一种新型的深层搅拌2l槛矮墩游蝴譬匿桩,不仅可以作为软弱地基加固及做为止水桩使用,而且通过相互搭接形成一定厚度的粉喷挡墙来做为基坑的支护,它不但大大降低成本,而且具有施工速度快、基本无噪声及污染的优点,同时还具有止水防渗的功能。在一定深度内,粉喷桩挡墙可以单独使用,深度较大的可以挡墙计算.目前是按挡土墙来进行验算,一般来说还是比较相似的,主要是抗倾覆验算,要求安全系数≥15,是否过于保守,值得探讨。应该说,粉喷桩做为基坑支护的前景还是很光明的。

2、钻孔灌注桩作为一种常用的基坑支护体系,具有受力明确,设计与施工的方法比较成熟的优点,但也具有成本高、工期长、有噪声及污染严重等缺点。

3、在可能的情况下,尽量使用潜水泵韵管井进行降水,它降水效果显著,易于观测及调整,适用范围广,成本较低且操作方便,是一种有效的降水方法。

(2)耐久性问题

由于厚型防火涂料存在自重大,装饰性差,因此只能应用在某些对外观要求不高的室外钢结构,广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料,特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良,存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题,因此,此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降,而目前还没

有找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养l2个月的检验结果,但火灾的发生是不可预测的,火灾可能是在涂料涂后的一年,也可能在涂后的十年发生,因此膨胀型防火涂料的最主要的就是耐久性问题。

(3)测试方法存在的问题

钢结构防火涂料作为一类功能性涂料,其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐火极限的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同,对基材的保护作用也就不同。

(4) 检测标准构件与实际工程构件差异性问题

耐火极限检验中使用的基材是Q235的标准136b140b热轧普通工字钢梁,而实际工程运用中,钢构件的截面尺寸各种各样。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的钢构件并无完全的对应关系,实际使用的钢构件和标准钢梁间应该如何进行换算,如何确定实际使用的钢构件的涂层厚度,国家尚无规定。

(5)生产、施工问题

国内多数钢结构防火涂料的生产企业的生产规模不大,生产工艺流程自动化水平不高,有部分企业还处于手工作坊式在操作,不少产品的配方工艺大同小异,对专用于防火涂料的原料研究不够,对原材料的检测、控制不够,生产过程的检测手段不全,施工设备有待改进提高,与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。

(6)检测标准方面存在的问题目前我国评价防火涂料性能的标准

有:

GB l 49072002《钢结构防火涂料》,适用于建筑及工程钢结构使用的防火涂料。

对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告,而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同,例如室内厚度为2ram的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为15小时,实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为151 0204,时,对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护,目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。

GBl24411998饰面型防火涂料通用技术条件,适用于建筑物及工程中可燃性基材使用的饰面型防火涂料。

 防火涂料的作用及分类

防火涂料是指涂敷于物体表面,并能很好地黏结形成完整的保护膜的物料。用于建筑物作装饰或保护的涂料为建筑涂料。建筑涂料是应用十分广泛的建筑材料之一。其主要功能是起保护作用,调节建筑物使用功能以及改善建筑物的特殊要求。合理利用特殊功能的涂料,可以直接弥补建筑功能方面的不足以满足工程技术的实际需要,达到多功能的目的。

防火涂料属于特种涂料,当它用于可燃性基材表面时,则在火灾高温作用下可以降低材料表面燃烧特性,改变其燃烧性能,推迟或消除引燃过程,阻滞火灾迅速蔓延,并可提高其耐火极限;当它用于不燃性或建筑构件(如钢结构、预应力钢筋混凝土楼板等)时,则在火灾高温作用下可以有效地降低构件温度上升速度,提高其耐火极限,从而推迟结构失稳过程。

防火涂料按被保护的基材可分为钢结构防火涂料和饰面型防火涂料。按成膜物质的种类分为有机防火涂料和无机防火涂料。按分散介质的种类分为溶剂型防火涂料和水性涂料。按其组成材料不同分为膨胀型防火涂料和非膨胀防火涂料。

防火涂料的及组成

防火涂料一般由黏结剂防火剂、防火隔热填充料及其他添加剂组成。

 (1)基料基料对膨胀型防火涂料的性能有很大的影响。它与其他组分配合,既保证涂层在正常工作条件下具有一般的使用性能,又能在火焰或高温作用下使涂层具有难燃性和优良的膨胀效果。常用的基料主要有:

①水性树脂水l生树脂是以水作溶剂的一类树脂。它具有节约有机溶剂,施工方便,毒性小,无火灾危险等优点。常用的水性树脂有聚酯酸乙烯乳液、氯乙烯偏二氯乙烯共聚物乳液、聚丙烯酸乳液、氯丁橡胶乳液。

②含氮树脂。含氮树脂的耐水性、耐化学性、装饰性及物理力学性能都较好,具有定的阻燃效果。常用的有三聚氰胺甲醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯腈共聚物等。

(2)脱水成碳催化剂主要作用是涂料遇热时促进涂层脱水、炭化,形成炭化层。常用的催化剂有磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、焦磷酸铵、多聚磷酸铵以及有机磷酸酯等。其中多聚磷酸铵具有水溶性小,热稳定性高的特点。

(3)碳化剂涂料受热后形成多孔结构的碳化层。使用较多的有淀粉、糊精、季戊四醇等。

(4)发泡剂涂料受热时,释放出不燃性气体,如氨、二氧化碳、水蒸气、卤化氢等,使涂层膨胀起来,并在涂层内形成海绵状结构。常用的发泡剂有三聚氰胺、氯化石蜡、碳酸盐、磷酸铵盐等。

(5)阻燃剂在防火涂料中的作用是增加涂层的阻燃能力,并在其他组分的协同作用下实现涂层的难燃化。用于防火涂料中的阻燃剂种类很多,常用含磷、卤素的有机阻燃剂,如膦酸酯、三(二溴丙基)膦酸酯,三(二氯丙基)膦酸酯等,常用无机阻燃剂有氧化铝、硼砂、氢氧化镁等。

(6)无机隔热材料用于钢结构、混凝土隔热防火涂料,其主要存膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。钢结构、混凝土本身是不燃性材料,涂覆防火涂料的目的不是起阻燃作用,而是起隔热作用。

(7)颜料对膨胀型防火涂料来说,含有机填料的比例较少,甚至不含。固其含量增加会影响涂层的发泡效果,从而降低涂层的防火性能。常用的着色颜料有钛白粉、氧化锌、铁红、铁黄等。

3、钢结构防火涂料的防火机理

(1) 具有较低的导热系数,可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。

(2) 具有难燃性或不燃性,使被保护基材不直接与空气接触而减缓燃烧速度。

(3)受热分解出不燃的惰性气体,冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体,使之不易燃烧或燃烧速度减慢。

(4) 膨胀型防火涂料受热膨胀发泡,形成碳质泡沫隔热层,封闭被保护的物体,延迟热量向基材的传递,阻止物体着火或因温度升高而造成强度下降。

(5) 含氮的防火涂料受热分解放出NONH,等基团,与有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。

4、钢结构防火涂料技术方面存在的问题

1)由于对围护桩的设计接触不是很多,经验不够,加上担心打桩队的责任心不强,桩配筋设计是按常规沿桩轴力等强度配筋,钢筋是沿圆周均匀布置,结果造成用钢量偏大,所配钢筋也不能很好发挥作用。

1、粉喷桩做为一种新型的深层搅拌2l槛矮墩游蝴譬匿桩,不仅可以作为软弱地基加固及做为止水桩使用,而且通过相互搭接形成一定厚度的粉喷挡墙来做为基坑的支护,它不但大大降低成本,而且具有施工速度快、基本无噪声及污染的优点,同时还具有止水防渗的功能。在一定深度内,粉喷桩挡墙可以单独使用,深度较大的可以挡墙计算.目前是按挡土墙来进行验算,一般来说还是比较相似的,主要是抗倾覆验算,要求安全系数≥15,是否过于保守,值得探讨。应该说,粉喷桩做为基坑支护的前景还是很光明的。

2、钻孔灌注桩作为一种常用的基坑支护体系,具有受力明确,设计与施工的方法比较成熟的优点,但也具有成本高、工期长、有噪声及污染严重等缺点。

3、在可能的情况下,尽量使用潜水泵韵管井进行降水,它降水效果显著,易于观测及调整,适用范围广,成本较低且操作方便,是一种有效的降水方法。

(2)耐久性问题

由于厚型防火涂料存在自重大,装饰性差,因此只能应用在某些对外观要求不高的室外钢结构,广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料,特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良,存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题,因此,此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降,而目前还没

有找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养l2个月的检验结果,但火灾的发生是不可预测的,火灾可能是在涂料涂后的一年,也可能在涂后的十年发生,因此膨胀型防火涂料的最主要的就是耐久性问题。

(3)测试方法存在的问题

钢结构防火涂料作为一类功能性涂料,其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐火极限的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同,对基材的保护作用也就不同。

(4) 检测标准构件与实际工程构件差异性问题

耐火极限检验中使用的基材是Q235的标准136b140b热轧普通工字钢梁,而实际工程运用中,钢构件的截面尺寸各种各样。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的钢构件并无完全的对应关系,实际使用的钢构件和标准钢梁间应该如何进行换算,如何确定实际使用的钢构件的涂层厚度,国家尚无规定。

(5)生产、施工问题

国内多数钢结构防火涂料的生产企业的生产规模不大,生产工艺流程自动化水平不高,有部分企业还处于手工作坊式在操作,不少产品的配方工艺大同小异,对专用于防火涂料的原料研究不够,对原材料的检测、控制不够,生产过程的检测手段不全,施工设备有待改进提高,与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。

(6)检测标准方面存在的问题目前我国评价防火涂料性能的标准

有:

GB l 49072002《钢结构防火涂料》,适用于建筑及工程钢结构使用的防火涂料。

对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告,而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同,例如室内厚度为2ram的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为15小时,实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为151 0204,时,对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护,目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。

GBl24411998饰面型防火涂料通用技术条件,适用于建筑物及工程中可燃性基材使用的饰面型防火涂料。

春博雅化工是集开发,生产,销售施工服务为一体的防火涂料混凝土结构防涂料,钢结构防火涂料,隧道防火涂料等环保专业企业。 

 

 
 
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