钢结构防火涂料是指施涂于建筑物及构筑物钢结构表面, 能形成耐火隔热保护层, 以提高钢结构耐火极限的防火涂料。它是防火涂料的主要品种, 占防火涂料市场总量的70%以上。主要作用原理为:

( 1) 有足够厚的防火涂层对底材起到屏蔽作用, 使钢结构不直接暴露在大火之中。

( 2) 防火涂层吸热分解放出水蒸气或二氧化碳等不燃性气体, 起到消耗热能、降低火焰温度、稀释可燃气和氧气含量, 最终降低燃烧速度的作用。

( 3) 防火涂层本身是多孔轻质材料, 或涂层受热膨胀形成炭化泡沫绝热层, 其热导率仅在

我国超薄型钢结构防火涂料性能指标体系的建立

根据近年来国内外钢结构防火涂料的发展趋势, 结合有关的国际标准, 修订后的国家标准将钢结构防火涂料重新进行了分类, 在国际上首次明确提出超薄型钢结构防火涂料的性能指标体系, 对新产品开发有较好的指导意义。具体特点是:

( 1) 确定耐火性能指标。

根据近年来国家级质检中心对检验数据的统计分析结果, 给出超薄型钢结构防火涂料的耐火性能指标为: 厚度2. 0mm,耐火极限t1. 0h。

( 2) 明确分类。

根据使用环境不同分为室内钢结构防火涂料和室外钢结构防火涂料, 前者可用于建筑物室内或隐蔽工程钢结构表面, 后者可用于建筑物室外或露天工程钢结构表面。

( 3) 增加耐久性指标。考虑到外露钢结构建筑物不仅应达到规定的耐火等级, 而且应不受酸、碱、盐、湿热、曝热和冻融循环的影响, 对室外钢结构防火涂料提出了耐久性要求。

( 4) 增加综合判断规则。

考虑到钢结构防火涂料的性能要求较多, 按其适用性和重要性, 将各检验项目按其对防火涂料综合性能的影响程度划分为A ( 极严重缺陷, 不允许出现) 、B( 严重缺陷) 、C( 轻微缺陷) 三类, 提高了此标准的可操作性。

国内外产品的性能特点

超薄型钢结构防火涂料一般由膨胀阻燃体系、阻燃增效剂、填料、助剂和溶剂等组成, 遇火时可膨胀炭化形成比原涂层大几十倍甚至上百倍的均匀致密的蜂窝状或海绵状的不燃性碳质防火隔热层, 延缓钢材的温升, 提高了钢构件的耐火极限。按分散体系可分为水溶性和溶剂性两类, 施工可采用喷涂、刷涂或滚涂, 极为方便, 一般要求使用在耐火极限2 小时以内的建筑钢结构上。这种涂料的涂层很薄, 颜色丰富, 外观装饰性很好, 可达到一般建筑涂料的效果, 施工时涂料用量和工程总造价大大低于厚型和薄型钢结构防火涂料。在满足防火要求的同时, 又能满足人们对装饰性的要求, 特别适用于裸露的钢结构, 如厂房、体育馆等

裸露的轻钢结构和网架形屋顶。不过, 综合分析国内外现有超薄型钢结构防火涂料产品, 不难发现普遍存在的问题是耐火极限较厚型涂料低; 主要组分为有机材料, 耐老化、耐久性较差, 遇火时可能会释放出毒性气体及烟雾; 可用于室外的产品不多等, 影响其进一步推广应用。

国内外超薄型钢结构防火涂料主要性能的对比分析

防火性能

虽然我国钢结构防火涂料的开发研究要比工业发达国家晚20 年左右, 但普遍以防火性能为衡量产品优劣的主要指标, 所以发展速度较快。国内钢结构防火涂料代表性产品防火性能的试验结果与国外产品的差距不大。尽管如此, 国产的超薄型钢结构防火涂料在标准钢梁耐火试验中, 其耐火极限达到2 小时以上者较少, 而且试验结果的重复性差, 在炭化层的完整

性、均匀性和强度等方面还存在明显差别, 在特殊部位的防火保护方面也未见相关的报道。可以说, 国内的产品开发将更多的注意力放在耐火试验结果上, 开展深层次的研究工作不够。

力学性能

根据新的GB 14907􀀁钢结构防火涂料通用技术条件, 超薄型钢结构防火涂料的主要力学性能要求包括初期干燥抗裂性(不出现裂纹) 、粘结强度(0. 2MPa) 。国产的超薄型钢结构防火涂料在力学性能试验中表现良好, 部分甚至表现出优异的粘结性能。

装饰性

装饰性强是超薄型防火涂料的重要特征。在一些钢结构公共建筑中, 裸露钢结构的涂层外观装饰性直接关系到整个建筑的装饰性。发达工业国家在开发超薄型钢结构防火涂料时, 特别注意提高其装饰性, 总的特点是钢结构防火涂层表面光滑、色泽饱满、丰富多彩。受原料性质、生产条件和工艺以及经济条件等限制, 国内部分产品的装饰性较差, 表面粗糙, 颜色单调。随着人民生活水平的提高, 改善防火涂料的外观装饰性显得越来越重要。

使用寿命

寿命是指产品发生失效前的时间。涂层在使用期间保持其性能无明显变化可继续使用的时间就是其使用寿命。涂料产品涂覆在钢结构表面形成防护层后, 其性能逐渐发生各种不可逆的化学及物理过程, 即老化。如果产品或涂层逐渐老化丧失其原有的功能, 则叫失效。涂层抵抗冷热、阳光、雨、露、风、霜等环境条件的影响( 如失光、变色、粉化、龟裂、脱落及底材腐蚀等) 而保持性能的能力, 称为其耐候性。耐候性好的涂层, 老化慢, 不易失效。对于钢结构防火涂料的寿命评价, 以考查其耐火性能的衰减或降低程度为考察重点。钢结构防火涂料的使用寿命变化具有如下规律, 即: 涂料的综合性能越好寿命越长, 非膨胀型涂

层的寿命比膨胀型的寿命长, 防火涂层所处的环境越好寿命越长, 即寿命按室内、半露天、露天、化工企业的顺序递减。国外典型钢结构防火涂料的耐候性已能满足室外的使用要求, 正在向超耐候性能的方向发展。反观国内室外钢结构防火涂料产品, 目前只有厚型和薄型, 且品种较少, 老化性能差, 一般在5~ 10 年, 有的甚至2~ 3 年就失去膨胀性能, 影响其对钢结构的防火保护作用。究其原因, 主要有涂料配方技术不成熟、制造工艺欠合理、选用涂料类型不当、施工质量差、缺乏维护管理等。

 超薄型钢结构防火涂料可在以下几方面取得发展：

（ 1 ）开发复合高效低水溶性的炭化催化剂、成炭剂和发泡剂；

（ 2 ）通过树脂的复配或接枝改性来改善防火涂料的防火性能和各种理化性能；

（ 3 ）将膨胀型和非膨胀型有机地结合，使涂层在高温下形成低膨胀率的高强度炭化层；

（ 4 ）将新技术应用到防火涂料中去，如将阻燃材料加入防火涂料体系中得到意想不到的效果；

（ 5 ）将废物利用与防火涂料的开发有机地结合起来。