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              鋼結構防火涂料在火在發生時起到的作用

              鋼材雖是一種不燃燒的材料,卻是傳導熱量的優良載體。鋼材在溫度超過300度以后,屈服點和極限強度顯著下降,達到600度時強度幾乎等于零。科學試驗和實例都表明,未加保護的鋼結構在火災情況下,只需15分鐘,自身溫度就會上升到540度以上,致使構件本身扭曲變形,導致建筑物坍塌毀壞,變形后的鋼結構也無法修復使用。

              因此,對鋼結構必須采取防火保護措施。鋼結構防火保護措施多種多樣,如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。

              鋼結構件的防火方法主要有涂料保護、防火板保護、混凝土保護、柔性卷材保護、無機纖維保護、結構內通水冷卻保護等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構件幾何形狀限制,應用范圍廣,效率高。

              鋼結構防火涂料即施涂于建筑物及構筑物鋼結構表面,能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結構耐火極限的涂料,其原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量向鋼材傳遞的速度,推遲鋼結構溫升和強度減弱的時間。目前,國內外鋼結構防火涂料主要由基體樹脂、催化劑、成碳劑、發泡劑等組成。

              鋼結構防火涂料經過這些年的發展,已經取得了一定的成果,部分產品已經開始了商業化生產。然而,問題和不足依然存在,還有很多未知領域亟待探索。今后膨脹型鋼結構防火涂料將朝著以下幾個方面發展:

              (1)提高環境穩定性,具體說,膨脹型鋼結構防火涂料不僅要具有良好的防火性能,更應該具有優良的環境穩定性,其防化學腐蝕、防紫外光照等性能直接影響使用壽命。因此環境穩定性是當前膨脹型鋼結構防火涂料不可忽視的研究重點;

              (2)環境友好型膨脹型鋼結構防火涂料,也將是一個新賣點。隨著人民對生活質量要求的提高,防火涂料本身的化學毒性、燃燒時所生成的產物的毒性均是今后研究所應該考慮的重要方面;

              (3)提高耐火性,這是所有防火涂料所一直追求的重要性能,膨脹型鋼結構防火涂料的耐火性多提高一分鐘,對人們生命財產的保護就多一分,因此耐火性能的提高將始終是研究的重點;

              (4)納米改性膨脹型鋼結構防火涂料的開發,這是近興起的一個涂料改性方向,將無機功能性納米粒子分散于涂料中,對涂料防火性能的提高將遠遠好于用普通無機納米粒子,從而獲得高性能膨脹型鋼結構防火涂料。

              鋼結構件的防火方法主要有涂料保護、防火板保護、混凝土保護、柔性卷材保護、無機纖維保護、結構內通水冷卻保護等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構件幾何形狀限制,應用范圍廣,效率高。

              要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足,必須進行防火處理,其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落,其措施是多種多樣的,關鍵是要根據不同情況采取不同方法,如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法,其原理是一致的。防火涂料就是一種近年來比較的防火技術措施。

              鋼材是屬于可以再利用的材料。從環保角度來看,鋼結構具有混凝土結構不可比擬的優點,但相對于混凝土結構而言,鋼結構的防火問題卻是一個不可回避的難題。正是由于鋼結構的這一致命缺點,人們采用涂刷防火涂料的方法來提高鋼結構的耐火極限,以達到保護人們生命財產的目的。

              鋼結構的耐火極限是指構件在標準耐火實驗中,從受到火的作用時起,到失去穩定性或完整性或絕熱性止,這段抵抗火作用的時間用小時表示。《建筑設計防火規范》根據建筑使用性質、火災危險性等指標定性地將耐火等級劃分為一級、二級、三級、四級,一級要求高,四級低。具體到構件防火設計則定量地要求耐火時間不應低于短耐火極限。火災產生的熱量是以輻射和對流的形式傳給結構構件的。當鋼材表面受熱時,由于導熱系數較大,熱量能很快傳到內部。加之鋼構件截面多為薄壁狀,表面溫度和內部溫度相差無幾。因此,可以認為構件內部溫度均勻分布,即使構件是非燃燒材料,由于鋼材導熱性好,局部或表面遭受火災作用時,將迅速引起整個結構或構件溫度急劇升高,構件產生膨脹且強度降低,導致構件降低或完全喪失承載能力。鋼結構在高溫下還會產生很大的塑性變形,形成局部破壞,終造成鋼結構建筑整體倒塌。

              要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足,必須對其進行防火處理,其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍。防止鋼結構在火災中迅速升溫發生變形塌落,其措施是多種多樣的,關鍵是要根據不同情況采取不同方法。如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度,推遲鋼結構溫度上升、強度變弱的時間等。但無論采取何種方法,其原理是一樣的。

              為了提高鋼結構防火涂料的噴涂質量,確保鋼結構的耐火極限,遼寧省消防技術檢測站依據國家有關規范、規定,制定了《鋼結構防火涂料檢驗規程》,購置儀器設備,并于200012月起對鋼結構防火涂料的噴涂質量進行了檢驗,經對沈陽市27個單位的統計,合格率僅占70%,這充分說明了問題的嚴重性,同時也證明了對鋼結構防火涂料噴涂質量進行檢驗的重要性和必要性。現借貴刊將這些問題贅述于后,期望能引起各有關方面的注意,切實從方方面面提高鋼結構防火涂料的噴涂質量,確保鋼結構的耐火極限,減少火災損失,更好地保護國家和人民生命財產的安全。

              隨著建筑事業的蓬勃發展,建筑結構形式日新月異,鋼結構由于具有強度高、自重輕、抗震性好、施工快、建筑基礎費用低、結構占用面積少和工業化程度高等特點得到了人們的廣泛重視。鋼結構雖然不燃,但是極易導熱,當自身溫度達到540℃以上,其力學性能迅速下降,而當溫度達到600℃時,鋼材的強度幾乎為零。裸鋼的耐火極限通常只有15-30min。根據我國有關建筑防火設計規范的要求,建筑的柱、梁及樓板與屋頂承重構件的耐火極限的要求為0.5-3.0h不等。199855日,北京玉泉營環島家具城大火,鋼結構防火未達標,1.3m2鋼結構輕體建筑全部倒塌,造成直接經濟損失2087萬元;震驚世界的“911事件”后專家分析認為,其實飛機并沒有將大樓撞倒,而是由于飛機在撞到大樓的同時破壞了大樓鋼結構上的防火涂層,并爆炸起火,使得鋼結構暴露在熊熊烈火中,一個多小時后,結構軟化,強度喪失,轟然倒下。因此必須對鋼結構進行防火保護,從而提高其耐火極限。

              鋼結構的防火措施多種多樣,過去曾采用澆鑄混凝土外殼,用耐火磚等設置阻火屏障、用石膏板等不燃材料包覆或采用空心管材內部充水冷卻等方法。現在更多的是采用噴涂鋼結構防火涂料的方法保護鋼結構,由于這種措施防火隔熱性能好,施工不受結構幾何形體限制,一般不需要增加輔助設施,易于實施,還有一定的美觀裝飾作用等得到了廣泛的應用。但是,在鋼結構防火涂料的選型、耐久性、施工質量等方面存在著一些問題,也給防火監督工作帶來了一定困難。

              正確選用防火涂料品種。目前市場上防火阻燃涂料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。因此,必須充分了解防火涂料各品種的作用,把握其性能,并根據基材涂層正常使用條件及火災環境條件等,正確選擇防火涂料的品種。不能把薄型、超薄型或厚型防火涂料不加區別地用于所有的鋼結構防火保護層上,一定要按照被保護建筑火災危險性、環境條件、生產工藝、保護價值等方面加以綜合考慮,真正達到防火涂料的防火效能。

              強化監督管理,把好產品生產、銷售關。銷售的產品必須有國家檢測機構檢測合格的耐火性能和理化性能檢測報告才能出廠銷售,并應附有使用說明書,標明技術性能、制造批號、貯存期限、適用范圍。消防監督部門應對每批防火涂料進行出廠前的質量抽檢,并檢驗其包裝、標貼、說明等是否符合規定要求。凡是防火涂料的經營單位,進貨時須向廠家索取產品說明書等資料,銷售時向用戶提供產品說明書等資料,并實行掛牌經營,標明產品的生產廠家、技術性能、產品檢測機構、適用范圍等內容。消防監督部門應跟蹤監督,定期或不定期抽查產品質量、營銷人員專業知識的掌握程度及售后服務等情況。對違反規定生產不合格產品、危害公共安全者以及無照、無牌經營者,要依法嚴肅處理。對銷售假冒偽劣產品者,要會同工商、質監等有關部門依法堅決予以打擊,維護廣大用戶和群眾的利益。

              市場上防火阻燃涂料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。因此,必須充分調研防火涂料各品種的作用,把握其性能,并根據基材涂層正常使用條件及火災環境條件等正確選擇防火涂料的品種。薄涂型鋼結構防火涂料由防銹底漆、主料和面漆組成,遇火時膨脹發泡,形成致密均勻的防火隔熱層,其防火隔熱層效果顯著,該涂料涂層薄,對受保護的鋼結構負荷輕;涂料施工方便,可降低工程成本。薄涂型鋼結構防火涂料要符合以下要求:涂層與鋼基材之間以及涂層之間要粘結牢固、無脫層、空鼓等情況;涂層厚度要符合有關耐火極限的設計要求;三是涂層外觀要平整光滑、輪廓清晰、顏色均勻,無明顯凹陷、粉化、松散和浮漿,乳突巳剔除,如有個別裂縫,其寬度不應大于0.5毫米。鋼結構防火涂料廣范應用于電廠(站),現代建筑及大面積,大跨度的各種裸露,隱藏的鋼結構防火保護與裝飾。鋼結構防火涂料噴涂是有相關規定的。一般設計要求厚度為經耐火試驗達到耐火極限厚度的1.2倍,以耐火極限為梁2H,柱3H,其設計厚度為梁30mm,柱35mm。層厚lcm左右,晾干七一八成再噴第二層,第二層厚11.2cm左右為宜,晾干七。八成再噴第三層,第三層達到所需厚度為止。噴涂時噴槍要垂直于被噴鋼構件,距離6-10cm為宜,ys-txlla5噴涂氣壓應保持0.4-0.6MPa,噴完后進行自檢,厚度不夠的部分再補噴一次。正式噴涂前,應試噴一建筑層(段),經消防部門、質監站核驗合格后,再大面積作業。施工環境溫度低于+5℃時不得施工,應采取外圍封閉,加溫措施,施工前后48H保持+5℃以上為宜。

              防火涂料又稱阻燃涂料,它具有普通涂料的裝飾性,并有防腐、防銹、耐酸堿、鹽霧等 性能,除具有延長物體使用壽命的保護功能外,更重要的是涂料本身具有不燃性或難燃性, 即防止被火焰點燃,因此在火災發生時能夠阻止燃燒或對燃燒的拓展有延滯作用,即在一定 的時間內阻止燃燒和抑制燃燒的擴展,從而使人們有充分的時間進行滅火工作,達到保護人 們生命財產的目的。

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