钢结构防火涂料防火原理论文

2022-05-02 版权声明 我要投稿

【摘要】分析了钢结构防火涂料的防火机理和应用中存在的问题,有针对性地提出管理对策。【关键词】钢结构;防火涂料;安全性1引言对钢结构采用表面喷涂防火涂料的方法进行耐火处理,具有防火隔热性能好、不受构件几何形体限制、施工方便、涂层质量轻、外表美观等许多优点。因此,钢结构防火涂料得到非常广泛采用。今天小编为大家精心挑选了关于《钢结构防火涂料防火原理论文 (精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

钢结构防火涂料防火原理论文 篇1:

钢结构防火涂料的介绍

摘 要: 钢结构防火涂料是防火涂料中的重要品种,本文简单的介绍了钢结构防火涂料的分类、组成及其性能特点,并对涂料的选择和应用进行了说明。

关键词:钢结构防火涂料; 防火涂料种类; 防火机理

一、钢结构防火涂料简介

钢结构作为高层建筑结构的一种形式,以其强度高、自重轻有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点,在建筑业中得到了广泛应用。但是钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷,它的机械性能,如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲而造成危害。钢结构防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施,它除具有普通涂料的装饰和保护作用外,还具有防腐、防锈、耐酸碱、盐雾等性能,更重要的是由于涂料本身具有不燃性或难燃性,能阻止火灾发生时火焰的蔓延和延缓火势的扩展,较好地保护了基材,避免钢结构失去支撑能力而导致危害。由于其优越的性能,越来越广泛的被使用于各种场所。

二、钢结构防火涂料类型

钢结构防火涂料发展到现在,基本上已形成多品种、系列化的现状。钢结构防火涂料可用不同的方法来对其分类,从所用的分散体系来分类则可分为水溶型和溶剂型;从防火形式来分类则可分为膨胀型和非膨胀型;在应用范围上又分室外型和室内型;从厚度来分类,有厚涂型、薄涂型和超薄型。目前常用的品种中厚涂型和薄涂型基本上是水溶型,超薄型有水溶型和溶剂型两类。薄涂型和超薄型基本上是膨胀型,而厚涂型是非膨胀型的。根据GB14907-2002防火涂料技术性能不同厚度对应的耐火极限要求如下:

三、 常见钢结构防火涂料的性能

从钢结构防火涂料的厚度来分类比较有代表性,目前这种分类方法用得较多,因此重点以厚涂型、薄涂型和超薄型分类方法介绍钢结构防火涂料的性能。

1. 厚涂型钢结构防火涂料

厚涂型钢结构防火涂料又叫钢结构防火隔热喷涂涂料,所谓厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在7~45mm的涂料。这类钢结构防火涂料的耐火极限为0.5~3.0h。这类钢结构防火涂料是用合适的粘接剂,再配以无机轻质材料、增强材料等组成,施工中多采用喷涂的方法。厚涂型钢结构防火涂料在火灾中涂层基本不膨胀,依靠材料的不燃性、低导热性和涂层中材料的吸热性来延缓钢材的温升,保护钢构件。

2.薄型钢结构防火涂料

涂层使用厚度为3~7mm钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。这类钢结构防火涂料一般是用合适的水性聚合物作基料,再配以阻燃剂复合体系、防火添加剂、耐火纤维等组成。对这类防火涂料,要求选用的水性聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性。该类涂料受火时能膨胀发泡,以膨胀发泡所形成的耐火隔热层来延缓钢材的温升,保护钢构件。

3. 超薄型钢结构防火涂料

所谓的超薄型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度不超过3mm的钢结构防火涂料。这种钢结构防火涂料受火时能膨胀发泡形成致密的防火隔热层,该防火隔热层延缓了钢材的温升,提高了钢构件的耐火极限。施工可采用喷涂、刷涂或滚涂,一般使用在耐火极限要求在2h以内的建筑钢结构上。因为这种涂料其涂层很薄,所以外观装饰性较好,在满足防火要求的同时,又能满足人们对装饰性的要求,特别是对于裸露的钢结构。此外这种涂料施工方便,是目前备受青睐的钢结构防火涂料。这类涂料国内品种有公安部四川消防研究所研究出的溶剂型和水溶型超薄膨胀型钢结构防火涂料。

4.矿物棉类建筑防火隔热涂料

矿物棉类建筑防火隔热涂料是继厚涂型建筑防火涂料中珍珠岩系列,氯氧镁水泥系列防火涂料之后的又一重要防火涂料系列,它与珍珠岩类防火涂料相比,其主要特点是作为隔热填料的矿物纤维对涂层强度可起到增强作用,可应用于地震多发的地区或常受震动的建筑物,并能起到防火、隔热、吸音之作用。矿物棉类建筑防火隔热涂料主要有矿物纤维防火隔热涂料和隔热填料,其主要成分是矿物棉,粘结材料一般是水泥,在现场采用干法喷涂施工,即纤维经分散后与粘结材料一起用高压空气输送至喷口处,然后与分布于喷口周围的高雾化水混合喷射至待涂表面。因为能够获得密度较小的涂层,从而能减轻整个建筑物的重量,降低建筑物的负荷。国外已广泛使用快干型矿物棉类防火涂料,在施工条件差的建筑工地使用时,具有施工方便、成本低、干燥时间短等优点。

四、防火涂料的防火机理

钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,从而降低热量向钢材传递的速度,推迟钢结构温升和强度减弱的时间。在GB14907-2002《钢结构防火涂料》规范中,钢结构防火涂料定义为涂于建筑物及构筑物的钢结构表面,形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。

厚型钢结构防火涂料隔热原理:涂覆在钢构件上的厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化,但涂层热导率很低,延滞了热量传向被保基材的速度,防火涂料的涂层本身是不燃的,对钢构件能起到屏障和防止热辐射的作用,从而避免了火焰和高温直接进攻钢构件。涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应,这也消耗了大量的热,有利于降低体系温度,故防火效果显著,对钢材能起到高效的防火隔热保护。另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层,它能起隔绝氧气的作用,使氧气不能被保护的易燃基材接触,从而避免或降低燃烧反应。但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大,隔热效果差,为了取得一定的防火隔热效果,厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。

超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理:涂覆在钢结构上的超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡,形成泡沫,泡沫层不仅隔绝了氧气,而且因为其质地疏松具有良好的隔热性能,可延滞热量传向被保护基材的速度。根据物理化学原理分析,涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应,也消耗了燃烧时的热量,有利于降低体系的温度,这几个方面的作用,使防火涂料产生显著的防火隔热效果。

综上所述钢结构涂料工作原理概括起来主要有:(1)涂层对钢结构起屏蔽作用,使钢结构不至于直接暴露在火焰的高温中,延迟着火和减小燃烧速度。(2) 防火涂料本身除了具有难燃性或不燃性外,它还具有较低的导热系数,可以延迟火焰温度向被保护钢结构基体的传递。(3) 涂层吸热后部分物质分解出的水蒸气或其他不燃气体能起到消耗热量、降低温度、燃烧速度和稀释氧气的作用。(4) 防火涂料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。(5) 含氮的防火涂料受热分解出NO,NH3等基团,与有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。(6) 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,延迟熱量与基材的传递,阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。

五、钢结构防火涂料的选择方法及其应用

应根据建筑部位和耐火极限要求的不同,选择相应合适的防火涂料。室内隐藏钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构,当规定其耐火极限在1.5h以上时,宜选用厚涂型钢结构防火涂料;室内裸露的钢结构,轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构,当规定的耐火极限在1.5h及以下时,宜选用薄涂型钢结构防火涂料;耐火极限超过2.0h时,应选用厚型钢结构防火涂料。选用厚型防火涂料时,外表面需要做装饰面隔护。装饰要求较高处可选用超薄型防火涂料,但应严格控制超薄型钢结构防火涂料的选用。室外不宜使用膨胀型防火涂料,应选择适合室外用的钢结构防火涂料。用于保护钢结构的防火涂料应不含石棉,不用苯类溶剂。在施工干燥后应没有刺激性气味,不腐蚀钢材,在预定的使用期内须保持其性能。下面介绍四种选择方法供参考。

(1)类型筛选法:根据建筑结构防火要求,对防火涂料类型进行筛选,找出符合建筑物防火要求的最佳类型 。

(2)功能比较法:根据建筑结构的功能要求和防火涂料的适用范围,找出符合建筑物防火要求的最佳类型。

(3)价格类比法:根据防火涂料生产厂家的价格比较,找出符合建筑物防火要求的最佳类型。

(4)综合优选法:综合上述三种情况,最后挑选出符合建筑物防火要求的最佳类型。

六、总结

钢结构防火涂料是如今乃至未来社会很有发展前途的一类产品,但实际生产、施工中存在着诸多问题,只有检验机构、生产、设计、施工、监理和消防监督部门联手共同努力,才能使我国的钢结构防火涂料领域健康、有序的发展。

参考文献:

[1]CECS 24:90, 钢结构防火涂料应用技术规范 [S].

[2]赵宗治.我国防火涂料现状与发展.消防技术与产品信息.

[3]王良伟,赵宗洁,扬怀轩.钢结构防火涂料.G B 14907--2002 [S].

[4]建筑钢结防火技术规范.中国计划出版社.2006.

作者介绍:武华胜,男 ,安徽合肥人,1984年生,汉,本科,研究方向:产品质量检验。现工作于安徽省产品质量监督检验研究院。

作者:武华胜 王海 丁媛丽 葛峰 彭廷

钢结构防火涂料防火原理论文 篇2:

钢结构防火涂料在应用中存在的问题及对策

【摘要】分析了钢结构防火涂料的防火机理和应用中存在的问题,有针对性地提出管理对策。

【关键词】钢结构;防火涂料;安全性

1引言

对钢结构采用表面喷涂防火涂料的方法进行耐火处理,具有防火隔热性能好、不受构件几何形体限制、施工方便、涂层质量轻、外表美观等许多优点。因此,钢结构防火涂料得到非常广泛采用。

2 钢结构防火涂料的防火机理及分类

钢结构防火涂料的防火原理有三个:一是涂层对钢基材起屏蔽作用,使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中。二是涂层吸热后部分物质分解放出的水蒸汽或其他不燃气体,起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。三是涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层,阻止了热量迅速向钢基材传递,推迟了钢基材强度的降低,从而提高了钢结构的耐火极限。

钢结构防火涂料按所使用的胶粘剂的不同可分为有机防火涂料和无机防火涂料两类,按涂层厚度分为超薄型钢结构防火涂料、薄型钢结构防火涂料和厚型钢结构防火涂料。

3钢结构防火涂料在应用中存在的问题

一是防火涂料的耐久年限未明确。防火涂料耐久性问题早已被人们所重视。目前,我国防火涂料的相关标准中未涉及到涂料的使用寿命问题。通常情况下,钢结构建筑使用寿命都超过百年,而且火灾的发生是我们无法预料的,可能是防火涂料涂覆后的一年,也可能是十年、百年。然而,无论何种防火涂料,其检验报告中给出的耐火极限均是其使用前的检验结果,以有机成分为主的薄型和超薄型防火涂料无论用于室内还是室外,经过一段时间,其有机组分都会发生分解、降解、老化等问题,造成涂层剥落粉化或失去防火性能;以无机组分为主的厚型防火涂料虽然耐久性相对好些,但同样也会在长期使用中由水和二氧化碳的作用使涂层孔隙率提高并最终由封闭的孔隙而成为贯通的孔隙,从而使得涂层导热系数加大,降低了其防火性能

二是防火涂料的安全性存在问题。薄型钢结构防火涂料和超薄型钢结构防火涂料的膨胀阻燃体系大多为P-?C-?N?体系,其膨胀阻燃体系包括三大部分:?酸源、碳源和气源。酸源多为聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺等;?碳源用得最多的是季戊四醇或双季戊四醇,辅以少量氯化石蜡;气源通常是各种胺类,?如尿素、双氰胺、胍等,目前用量最多的是三聚氰胺;?成膜基料为各种有机树脂或乳液,如氯偏乳液等。这些防火涂料遇火产生膨胀对基材起到保护作用的同时,?其阻燃成分有可能释放出NH3、HCN、HX、CO等有毒气体。这些有毒气体在火灾中将可能导致人员中毒伤亡。

三防火涂料生产企业存在生产规模小、产品更新慢、产品说明不准确等问题。目前,我国多数钢结构防火涂料的生产企业的工艺流程自动化水平相对较低,许多产品的配方工艺大同小异,缺乏固有的特性,对钢结构防火涂料的原材料研究也相对不足。一些生产企业由于规模较小,经济实力相对较弱,投入技术研发的资金不够,技术力量比较薄弱,不具有产品研发的能力,这些企业大多是从某些研究开发机构购得某一产品的生产技术,在研发机构技术人员指导下,投入生产。投入生产后工厂只需维持生产即可,不需考虑产品的更新改进。

四是使用中对防火涂料种类的错误选择。防火涂料的种类繁多,从理论上讲,将防火涂料涂覆于基材表面,其耐火性能即可以提高,被保护基材就不会受火焰的侵袭,但事实上,因防火涂料的组分、理化性能及防火阻燃性能指标不同,其适用对象也不同,适用范围具有一定的局限性。工程中选用钢结构防火涂料时,应根据钢结构防火的设计和装饰要求,选用相应的钢结构涂料品种。在实际情况中,一些使用单位在选择防火涂料种类时出现了许多问题。对钢结构防火涂料错误的选择,使建筑物留下了严重的隐患。

五是施工中存在储多问题问题。钢结构防火涂料施工质量的好坏,直接影响防火性能。根据国内外经验,施工应由经过培训的专业施工队施工或者在工程技术人员指导下施工,并要按国家现行的有关规定,做好安全技术及劳动保护工作。目前,我国对钢结构施工单位资质认定尚无市场准入制度,只要有钢结构施工许可证便可承接钢结构防火涂料工程,按规定钢结构防火喷涂保护应由经过培训合格的专业施工队施工。但是,实际施工中普遍存在施工队伍素质较差的问题。施工中存在诸多问题,(一)施工中钢结构表面处理不当。施工前,钢结构表面应除锈,并根据使用要求确定防锈处理。除锈和防锈处理应符合现行《钢结构工程施工与验收规范》中有关规定。(二)施工中涂层厚薄不均。 钢结构耐火极限的性能指标与喷涂厚度密切相关。如钢結构的防火涂料的厚度不按设计要求喷涂,喷涂厚度太薄,钢材的耐火极限就不可能达到消防的要求。按照有关要求,施工时底层一般喷2~3遍,每遍喷涂厚度不应超过2.5mm,必须在前一遍干燥后,再喷涂后一遍。喷涂时应确保涂层完全闭合,轮廓清晰。喷涂后的涂层,应剔除乳突,确保均匀平整。

4相应对策

一是加强对防火涂料市场的规范管理。监督部门需要加大对钢结构防火涂料生产厂家的管理力度,严格市场准入制度,确定最低开办标准,使生产企业具有完备的自我约束机制,形成规模生产。建立市场逐出制度,当生产企业生产出的产品质量不合格或不能满足新的需要时应将责令其停止生产。除此之外,还应规定所有钢结构防火涂料的生产厂家必须具有消防监督部门颁发的生产许可证才可以投入生产,其防火涂料产品必须具有国家检测机构检测合格的耐火性能和理化性能检测报告,方准出厂销售,产品应附有明确的使用说明书,标明技术性能、制造批号、储存期限、适用范围等。

二是加强检查力度。防火工程施工较快,无论是竣工验收还是进行综合审核,都要从实地督促,现场勘察中,掌握第一手资料。国家防火建材检测中心已经在考虑在生产流程中抽样进行型式认证检验,并有意在现实工程中从施工现场取样并对样品进行热性能分析、比较、检验,在现场建立快速检验手段。针对钢结构防火涂料厚度不均的问题考虑,消防监督人员应该在施工期间分期检查,即施工队伍每涂刷一层报监督部门检查一次,这样就避免了施工队伍施工中作假。鉴于钢结构防火涂料的耐久性问题考虑,为保证建筑安全,监督部门应该在建筑建成后坚持定期对其防火涂料的耐火性能进行检测,对耐火性能不能达到标准的要令其修补或添加其他消防设施来确保其耐火等级能够达到要求。

三是严格审核制度。消防监督部门要坚持建审手续的严格办理,受理防火工程项目时,?应检查防火涂料施工单位的消防许可证,全套图纸及设计、施工方案,图纸应加盖相应的设计资质章等资料。资料不全、不符合规定的,消防部门应下发不受理通知单并注明不受理的理由。

四是做好钢结构防火涂料知识的专业培训,加大宣传教育力度。首先,要确保消防监督人员以及有关人员及时、全面、深入地了解掌握相关知识,熟悉现行有关规范,能够准确掌握标准。

五是规范施工队伍管理。钢结构防火涂料的施工管理可仿效消防设施的施工管理,实行施工队伍专业化,认证管理,消防监督部门可以对其定期培训,资证审验,条件允许的情况下可以考虑由消防部门组建施工队伍。对于防火涂料的施工单位,要明确要求其持有消防许可证方可承接防火工程项目。

5结束语

钢结构防火涂料是钢结构耐火保护的一种常用的措施,因施工简便、性能可靠,开发与应用得到快速发展,是发展最快的消防产品之一。钢结构防火涂料的使用,是钢结构建筑中一项极为重要的消防安全保护措施。我们只有不断对其查漏补缺,发现并解决存在的问题,保证质量,才能从根本上保障建筑物的消防安全,确保人民生命财产不受火魔侵害,杜绝悲剧重新上演,使钢结构防火涂料应用技术在保障人身和财产安全方面更好地发挥其作用。

作者:李如成

钢结构防火涂料防火原理论文 篇3:

关于钢结构防火涂料的研究进展

摘要:钢结构防火涂料在我国最近几年发展迅猛,本文简单介绍了钢结构的防火要求、防火涂料的种类及其防火原理。着重讲述了最新超薄型防火材料及其良好的发展趋势,并指出防火涂料研发所面临的耐久性、稳定性、安全性问题。最后对钢结构防火涂料的研究进展做出了总结。

关键词:钢结构;防火涂料;超薄型防火涂料;发展趋势

概述

钢结构作为现代建筑工程中较普遍的结构形式之一,就因为它的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。虽然钢结构具有诸多优点,但却有一个重大弊病:不耐火。钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。为克服钢材这一弱点,就须对钢结构进行必要的防火处理,以便将钢结构中各建筑构件的燃烧性能及耐火极限提高到规范要求范围。

1.钢结构防火的要求

在国家标准《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)、《高层民用建筑设计防火规范》(2015版)中,对建筑物的耐火等级及相应的构件的耐火极限作出了具体的规定:在设计和施工过程中只要保证各钢结构构件的耐火极限能够达标即可。

2.钢结构防火的方法

现有的钢结构防火的方法有很多种,主要有两个方面的防火:失火前的防火和失火后保护措施。失火后的保护措施主要是疏导法。失火前的防火从原理来分主要可以分为屏蔽和喷涂法。

屏蔽法是将钢结构设置在耐火材料里,然后在特殊部位设置防火屏障,将火源隔开。这样将会加重钢结构自重,不利于高层、大型建筑。

疏导法允许热流量传到钢构件上,然后设法把热量导走或消耗掉,从而使构件温度不致于升高到临界温度。

喷涂法是直接将防火涂料涂在钢结构的表面,这个方法最经济有效,而且不会加重钢结构本身的自重,适用各种钢结构工程。

3.防火涂料、防火原理

防火涂料是用于可燃性基材表面,能降低被涂材料表面的可燃性、阻滞火灾的迅速蔓延,用以提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料。其原理:

(1)防火涂料本身具有难燃性或不燃性,使被保护基材不直接与空气接触,延迟物体着火和减少燃烧的速度。

(2)防火涂料除本身具有难燃性或不燃性外,它还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。

(3)防火涂料受热分解出不燃惰性气体,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)含氮的防火涂料受热分解出NO、NH3等基团,與有机游离基化合,中断连锁反应,降低温度。

3.1防火涂料的种类

防火涂料的分类方法很多种,根据基料的不同可分为有机和无机两大类;按其燃烧后的状态可分为膨胀型和非膨胀型两种;按涂层厚度将涂料分为超薄型(0~3mm)、薄型(3~7mm)及厚型涂料(7~50mm)三种

4.超薄膨胀型防火涂料及其发展

按厚度来分的防火涂料中,又以超薄型最为常见。传统的膨胀型防火涂料主要由聚磷酸胺为催化剂,季戊四醇为成炭剂、三聚氰胺为发泡剂组成的阻燃系统,再加上各种外添加剂、颜料的配制以适应不同的使用需求。超薄型钢结构防火涂料中的多数产品属于溶剂型,主要由基料、阻燃剂、颜填料、溶剂和稀释剂组成。该类防火材料有很强的粘结强度、耐候、耐水性好,在受热后会缓慢的膨胀并发泡形成一层致密坚硬的隔热层,从而使钢结构的内部温度降低在耐火极限一下,有效的保护钢材。这种超薄型的防火涂料涂层更薄,用量少,施工方便,装饰性能高。因此在此基础上开发复合型的超薄防火涂料成为行业的发展趋势。

目前国外的代表性防火涂料:英国的Nullitifer钢结构防火涂料;德国的佑民生和柏兹钢结构防火涂料;加拿大A/Dfirefilm防火涂料等。国内的产品主要有:四川消防科研制的SCB(溶剂)、SCA(水性)、LF(溶剂型)、L6(溶剂型)和SF(溶剂型)等超薄膨胀型钢结构防火涂料。

当前,由于中国加入世贸组织,在国际上的地位也是越来越高,面对地球生态环境、温室效应等问题的严峻,加之中国国情需要我们坚持可持续发展的方针。因此,钢结构防火涂料不可避免的将面临低碳和环保这一课题,为解决这一课题,就要求钢结构防火涂料生产工业从原材料生产、涂料生产、施工、残留物处理等全部过程的能耗、物耗、废物排放进行量化计算,特别是考察防火涂料燃烧产物的毒性,以达到全面评估钢结构防火涂料的环保指标。随着科技的发展,纳米、可膨胀石墨材料的开发与应用为钢结构防火涂料的发展注入了新的活力,可以利用纳米TiO2、TiO2、纳米SiO2和纳米Sb2O3具有的特殊效应、可膨胀石墨层间的插层物质(H2SO4)与石墨发生氧化还原反应放出气体,使石墨体积膨胀增大数百倍。这样新型材料提高钢结构防火涂料的阻燃性能,并最大限度地节约资源和能源,减少对生态环境的污染,推动钢结构防火涂料向环境友好型、无机水性和生态型的发展。

5.钢结构防火涂料应用的不足

5.1耐久性

由于超薄型防火涂料的厚度很薄,而且都暴露在空气当中,火灾的发生又是不可预测的,在发生火灾前的这段时间防火涂料或多或少的会分解、降解、老化以及受到室外酸雨、碳化、钢材挠曲变形等因素影响其耐久性。

5.2稳定性

超薄型防火材料的作用原理基于失火后高温中涂料发生剧烈的化学反应膨胀形成疏松,致密的炭化层,剧烈的化学方应使涂料防火隔热层成为非稳定的传热过程,同时又必须要求反应过程复杂,所以在苛刻的火灾环境中形成稳定性好的炭化层非常困难,加上高温情况下催化剂的催化作用降低,这样严重阻碍失火后防火涂料中的阻燃系统发挥作用。

5.3安全性

超薄膨胀性防火涂料在失火后可能释放出氨、HCN、NO、二氧化氮、CO、二氧化碳、卤化氢、CL等有毒有害气体,,这些有毒气体对未及时逃离火场人员及消防灭火人员产生危害。

因此,防火涂料这些方面的不足之处也给未来的研究制造加重的难度。未来的产品也应该具有更耐久、更稳定、更安全的方向发展。

6.结论

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,但就普遍采用的主要指标防火性能而言,发展速度较快。目前,我国超薄型钢结构防火涂料的防火性能普遍较高,然而在耐久性、稳定性和安全性能上仍需进一步提高,因此在研究提高防火性能的同时应着重改善其综合性能。另一方面,研究开发无毒低污染的高性能防火涂料已成为科研重点,因此对水性型以与新型(石墨、纳米)超薄膨胀型型钢结构防火涂料进一步研究具有重要意义。(作者单位:重庆交通大学土木建筑学院)

参考文献:

[1]闫超.钢结构研究综述安防科技,2010:24-36.

[2]施丽彦.钢结构防火重庆建筑大学学报,2002,24(2):15-18.

[3]邹华春,颜家桃.超薄型钢结构防火涂料的研究进展广东化工,2010,37(203):16-17.

[4]张浩,王智懿.纳米材料在钢结构防火涂料中的应用及前景涂料工业,2012,42(6):76-80.

[5]黄志强.钢结构防火涂料的应用现状和发展方向轻工科技,2012,8(165):24-25.

作者:熊宇微

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