钢结构防火系统

钢结构防火涂料

钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要；还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的缺陷。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，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。

1、特点

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。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。

2、分类

1）、超薄型结构防火涂料

超薄型钢结构防火涂料是指涂层厚度3mm(含3mm)以内，装饰效果较好，高温时能膨胀发泡，耐火极限一般在2h以内的钢结构防火涂料。该类钢结构防火涂料一般为溶剂型体系，具有优越的黏结强度、耐候耐水性好、流平性好、装饰性好等特点；在受火时缓慢膨胀发泡形成致密坚硬的防火隔热层，该防火层具有很强的耐火冲击性，延缓了钢材的温升，有效保护钢构件。超薄膨胀型钢结构防火涂料施工可采用喷涂、刷涂或辊涂，一般使用在耐火极限要求在2h以内的建筑钢结构上。各种轻钢结构、网架等多采用该类型防火涂料进行防火保护。

2）、薄型钢结构防火涂料

薄涂型钢结构防火涂料是指涂层厚度大于3mm，小于等于7mm，有一定装饰效果，高温时膨胀增厚，耐火极限在2h以内的钢结构防火涂料。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，其防火原理同超薄型。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。其装饰性优于厚型防火涂料，逊色于超薄型钢结构防火涂料，一般耐火极限在2 h以内。因此常用在小于2 h耐火极限的钢结构防火保护工程中，常采用喷涂施工。在一个时期占有很大的比例，但随着超薄型钢结构防火涂料的出现，其市场份额逐渐被替代。

3）、厚型钢结构防火涂料

厚型钢结构防火涂料是指涂层厚度大于7mm，小于等于45mm，呈粒状面，密度较小，热导率低，耐火极限在2h以上的钢结构防火涂料。由于厚型防火涂料的成分多为无机材料，因此其防火性能稳定，长期使用效果较好，但其涂料组分的颗粒较大，涂层外观不平整，影响建筑的整体美观，因此大多用于结构隐蔽工程。该类防火涂料在火灾中利用材料粒状表面，密度较小，热导率低或涂层中材料的吸热性，延缓了钢材的温升，保护钢材。这类防火涂料是用合适的无机胶结料(如水玻璃、硅溶胶、磷酸铝盐、耐火水泥等)，再配以无机轻质绝热骨料材料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海抱石、漂珠、粉煤灰等)、防火添加剂、化学药剂和增强材料(如硅酸铝纤维、岩棉、陶瓷纤维、玻璃纤维等)及填料等混合配制而成，具有成本较低的优点。施工常采用喷涂，适用于耐火极限要求在2h以上的室内外隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构。如：高层民用建筑的柱、一般工业与民用建筑中支承多层的柱的耐火极限均应达到3h，需采用该厚型防火涂料保护。

3、应用范围

广范应用于电厂(站)，现代建筑及大面积，大跨度的各种裸露，隐藏的钢结构防火保护与装饰。

4、检查方法

1）、可在现场对产品的质量作一初步的检查：在已施工好的基材上切取2～3块小样，或取少量样品涂在2～3块150mm×150mm胶合板上，按实际施工的情况涂刷。待干透后，用酒精灯的火焰检查。火焰高度40mm左右，施加火焰的时间一般为20min，检查涂层发泡情况。正常的情况下，按规定的用量（一般为500克/平方米）施工，一级防火涂料的泡层厚度为20mm以上，二级防火涂料的泡层厚度为10mm以上泡层应均匀致密。

2）、合格防火涂料在受到喷灯等强火灼烧时，会大量发泡膨胀，表面聚集凸起，数分钟内不会出现烧损现象，而假冒伪劣防火涂料则基本不发泡，会出现大量散落掉渣的情况，木质基材也会很快发生燃烧破损的现象。

3）、查验该产品是否具有国家级消防质检中心出具的合格检验报告，也可上网查询。防火涂料实行消防产品型式认可制度，市场上销售的防火涂料应具备国家消防产品型式认可证书和型式检验合格报告。

4）、在实际使用中，为了保证防火涂料的防火及其他使用性能，一般需要采用透明的罩面涂层。防火涂料的用量一般为350～500克/平方米，罩面涂层的用量一般为50克/平方米。

5）、根据国家标准，除满足阻火性要求外，防火涂料的燃烧性能分为一级和二级。在规定的实验条件下，一级防火涂料的耐燃时间不小于20分钟，二级防火涂料的耐热时间不小于10分钟。用户在选择时应注意加以区别，避免企业以次充好，达不到防火保护效果。

5、防火隔热原理

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而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。

厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理：

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，对钢构件起屏障和防止热辐射作用，避免了火焰和高温直接进攻钢构件.还有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，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。

6、组成

钢结构防火涂料是由基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂组成的。

基体树脂与其它组分配伍，既保证了涂料在正常条件下具有各种利用功能，又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和良好的膨胀发泡功能。

催化剂是一种能在定然条件下分解出磷酸的物质，分解出的酸使多元醇脱水，从而使之构成不易燃的三维空间构造的炭化层。等闲，磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小，且兼具催化和发泡双重成效。

成碳剂是涂层在高温下构成不易燃三维空间构造的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架作用。

膨胀型钢结构防火涂料只有在发泡剂的作用下，能力在高温火焰下发生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体，使涂层在到达软化点的情形下发泡膨胀，构成海绵状构造。

7、施工规定

1）、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

2）、当钢结构安装就位，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。

3）、对不需作防火保护的部位和其他物件应进行遮蔽保护，刚施工的涂层，应防止脏液污染和机械撞击；

4）、施工过程中和涂层干燥固化前 环境温度宜保持在。相对湿度不宜大于。空气应流通。当风速大于或雨天和构件表面有结露时，不宜作业。 

超薄型钢结构防火涂料工程案例

施工要求

1、薄涂型（又称为国标B型，其耐火极限为2~2.5个小时）钢结构防火涂料施工

第1条 薄涂型钢结构防火涂料的底涂层 或主涂层 宜采用重力式喷枪喷涂其压力约为局部修补和小面积施工可用手工抹涂面层装饰涂料可刚涂 喷涂或滚涂

第2条 双组份装的涂料 应按说明书规定在现场调配单组份装的涂料也应充分搅拌喷涂后 不应发生流淌和下坠

第3条 底涂层施工应满足下列要求：

1）、当钢基材表面除锈和防锈处理符合要求尘土等杂物清除干净后方可施工

2）、底层一般喷遍每遍喷涂厚度不应超过必须在前一遍干燥后再喷涂后一遍

3）、喷涂时应确保涂层完全闭合轮廓清晰

4）、操作者要携带测厚针检测涂层厚度 并确保喷涂达到设计规定的厚度

5）、当设计要求涂层表面要平整光滑时应对最后一遍涂层作抹平处理确保外表面均匀平整

第4条 面涂层施工应满足下列要求

1）、当底层厚度符合设计规定并基本干燥后方可施工面层。

2）、面层一般涂饰次并应全部覆盖底层涂料用量为

3）、面层应颜色均匀接槎平整

2、厚涂型（又称为国标H型，其耐火极限为3个小时）钢结构防火涂料施工

厚型钢结构防火涂料施工

第1条 厚涂型钢结构防火涂料宜采用压送式喷涂机喷涂空气压力为喷枪口直径宜为

第2条 配料时应严格按配合比加料或加稀释剂并使稠度适宜边配边用

第3条 喷涂施工应分遍完成每遍喷涂厚度宜为必须在前一遍基本干燥或固化后 再喷涂后一遍 喷涂保护方式喷涂遍数与涂层厚度应根据施工设计要求确定

第4条 施工过程中操作者应采用测厚针检测涂层厚度直到符合设计规定的厚度方可停止喷涂

第5条 喷涂后的涂层应剔除乳突确保均匀平整

第6条 当防火涂层出现下列情况之一时应重喷：

一 涂层干燥固化不好粘结不牢或粉化空鼓脱落时

二 钢结构的接头转角处的涂层有明显凹陷时

三 涂层表面有浮浆或裂缝宽度大于时

四 涂层厚度小于设计规定厚度的时或涂层厚度虽大于设计规定厚度的但未达到规定厚度的涂层之连续面积的长度超时。

8、验收

钢结构防火涂料的工程一般情况下，都是比较大型的工程，针对大型的钢结构防火涂料工程，对所有施工人员乃至施工单位来说，就是要保证钢结构防火涂料工程的验收合格。

对于钢结构防火涂料工程，基本的操作工艺是：作业准备—防火涂料配料、搅拌—喷涂—检查验收，在钢结构防火涂料的施工工艺中，工程验收是至关重要的，工程的验收是整个施工的认可，今天，我们就来了解一下，工程验收时，需要的一些质量文件：

1、防火涂料材料质量证明书及检验报告。

2、隐藏工程验收记录。

3、涂装检测资料。

4、分项工程质量检验评定。

    9、病态防治

第一、流挂

超薄型钢结构膨胀防火涂料涂膜流挂的主要原因有两个，一是属于施工方面的原因，及涂膜一次涂装得太厚，或者涂料在涂装时稀释剂加入得太多；二是涂料的内在质量缺陷儿造成涂膜流挂。属于第一个原因的，在涂装时应按要求涂装，每道涂层不能太厚，涂料涂装前，如果需要加入稀释剂，不能加得太多以至于涂料的黏度太低。

溶剂型涂料具有非常好的流平性，一次涂装所得到的湿涂膜较厚时容易造成流挂。为了防止涂料流挂，可在涂料生产时予以考虑。例如，使用适当的防流挂助剂使涂料具有合适的流变性。属于这类助剂的有有机膨胀润土、氢化蓖麻油等。

第二、涂膜开裂

    超薄型钢结构膨胀防火涂料涂膜开裂是指涂膜装成膜后，在短期内或在户外实际使用后涂膜出现裂缝的现象。根据涂膜的开裂程度和裂纹的形状，涂膜表面出现的裂纹有细裂、隙裂、微裂、龟裂、鳄鱼皮裂纹和发状裂纹等。钢结构防火涂料开裂大多数发生在涂膜表面，以龟裂纹最为常见。这类涂膜病态发生的原因主要有底、面涂配套不适应；面漆中颜料体积浓度（PVC）偏高；底涂涂料未干透就进行施工和面涂料涂装得太厚等。

第三、针孔

超薄型钢结构膨胀防火涂料针孔是涂膜干燥后，在表面出现针状小孔，严重时小孔可能像粗糙皮革的毛孔。其原因一是涂料涂装得太厚，二是溶剂挥发得太快，三是涂料的黏度较高。当涂料涂装得太厚或是溶剂挥发得太快时，在涂膜表面涂料的黏度已经很高时，尚有较多的溶剂留在涂膜内部，由于其快速挥发而形成散逸通道，溶剂顶破涂膜后涂膜已经失去流动性，无法流平以填平小孔，就在涂膜表面形成了针孔。涂料的黏度太高，在涂膜中的溶剂挥发或空气逸出时涂料已经不能够流平，同样在涂膜中留下针孔。

因而，合理地选择溶剂，使溶剂具有适当地挥发速度，可以防止针孔的出现；在涂料中加入适量的流平剂也有利于消除针孔；适当地控制施工黏度，即当涂料黏度太高时施工前加入适量的稀释剂都有助于消除针孔。

第四、雨斑

户外的涂膜在实际使用过程中，受到雨淋或雨露的侵渍使涂膜表而产生斑点，这种斑点称为雨斑。主要原因是涂膜的耐水性差，通过采取措施（例如在涂料中添加硅烷类防水助剂、提高涂膜的耐水性能等）提高涂膜的耐水性能够消除这类涂膜病态.