王路杰

（河北中冶冶金設(shè)備制造有限公司，河北 沙河 054100）

試論鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的問題

王路杰

（河北中冶冶金設(shè)備制造有限公司，河北 沙河 054100）

鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能較差，一旦發(fā)生火災(zāi)，會造成整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的坍塌，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，文章分析了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的分類和防火機(jī)理，同時(shí)分析了當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)防火材料應(yīng)用中存在的問題。

鋼結(jié)構(gòu)；防火涂料；防火機(jī)理

1 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的分類及防火機(jī)理

防火材料的主要作用是隔離剛材料和火源，避免兩者直接接觸造成鋼結(jié)構(gòu)材料的溫度急速上升，同時(shí)防火材料的隔離作用可以延緩火勢的蔓延和燃燒速度，從而避免了鋼結(jié)構(gòu)整體性坍塌。防火材料必須是不燃性的材料，同時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)較低，在鋼結(jié)構(gòu)和火焰之間形成較大的溫度梯度，維持鋼結(jié)構(gòu)處于低溫的狀態(tài)，延緩熱量的傳遞過程。同時(shí)防火材料添加一定量的特殊物質(zhì)，在高溫的環(huán)境下，防火涂料中的部分物質(zhì)會發(fā)生分解，生成大量的水蒸氣和其他不燃性氣體，從而吸收周圍的熱量，并稀釋環(huán)境內(nèi)的氧氣濃度，降低火勢的燃燒強(qiáng)度。

當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的主要有兩種不同的防火材料，其化學(xué)構(gòu)成以及作用機(jī)理的差別性較大，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹：①膨脹性防火涂料，當(dāng)周圍發(fā)生燃燒反應(yīng)后，涂料在高溫條件下會迅速地發(fā)生膨脹，在鋼結(jié)構(gòu)的周圍建立一個(gè)絕熱的膨脹空間，同時(shí)延緩了熱量的傳導(dǎo)，提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能；②非膨脹型的防火材料，這類防火涂料主要應(yīng)用于厚型的鋼結(jié)構(gòu)中，采用無機(jī)絕熱性材料作為主要的構(gòu)材，由于其不發(fā)生膨脹保護(hù)作用，因此其結(jié)構(gòu)較為致密，呈現(xiàn)粒狀面的排列方式，具有良好的隔熱性能，有效隔絕了氧氣與鋼結(jié)構(gòu)的接觸，延緩了燃燒作用的發(fā)生。

2 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料存在的問題

（1）安全性問題。通常而言，膨脹型防火材料是由碳源、酸源和氣源組成，當(dāng)防火涂料接觸到高溫火焰時(shí)，各類的碳酸鹽可以發(fā)生分解，尤其是多元醇、三聚氰胺、氯化石蠟等物質(zhì)遇到明火后會釋放出大量的氣體，從而形成蜂窩狀的膨脹結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)防火材料的隔離作用。但是有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的添加會造成一定的環(huán)境污染，部分化學(xué)物質(zhì)在高溫下分解會釋放出氨氣、氮氧化合物、碳氧化合物、氯氣等鹵素元素氣體，從而造成局部環(huán)境的有毒氣體濃度超標(biāo)，給逃生人員以及救火人員造成嚴(yán)重的身體威脅，甚至部分有毒氣體會給人類造成永久性的傷害。

（2）防火涂料耐久性問題。防火涂料具有一定的使用年限，科學(xué)研究顯示防火材料的抗火性能與其鋪設(shè)的年限有關(guān)，鋼結(jié)構(gòu)涂料隨著使用年限的增長，會出現(xiàn)耐久性的問題，如果鋼結(jié)構(gòu)涂料的使用年限超過了規(guī)定，就會造成其抗火性能的下降，增加了安全事故發(fā)生的概率。由于防火材料的使用環(huán)境較為惡劣，粉塵、酸性氣體、水蒸氣等物質(zhì)都會對涂料造成一定的影響，例如會造成涂料層粘結(jié)性的下降，鋼結(jié)構(gòu)表面的涂層出現(xiàn)脫落和開裂的現(xiàn)象，從而直接影響了防火材料的耐久性能。相對于有機(jī)成分的防火材料，無機(jī)防火材料具有耐久性較高的特點(diǎn)，其防酸雨、防開裂、防腐蝕的性能優(yōu)良，因此在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛。

（3）防火材料涂料測試方式存在缺陷。衡量鋼結(jié)構(gòu)防火材料的兩個(gè)重要參數(shù)有機(jī)械性能和耐火性能，前者是衡量防火材料的功能性，例如防火涂料的抗水能力、抗溫度變化能力、抵抗?jié)穸茸兓芰Φ刃阅?，這些性能參數(shù)直接決定了防水涂料的實(shí)際應(yīng)用功效。耐火性能是防水涂料最重要的衡量參數(shù)，其參數(shù)指標(biāo)包括抗火能力、耐火極限、隔離層的絕熱效果等。但是當(dāng)前我國的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能參數(shù)檢測方式存在缺陷，例如在涂料耐火極限的試驗(yàn)中，由于采用不同的升溫曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而造成了涂料耐火極限數(shù)值存在較大偏差，再者采用不同的燃燒介質(zhì)會導(dǎo)致燃燒溫度差別性較大，這對于評估防火材料的耐火性能有較大的影響。

3 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能改進(jìn)對策

（1）減少毒氣排放，提升涂料環(huán)保性。當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用的防火涂料中有機(jī)物的含量較高，當(dāng)遇到明火燃燒時(shí)，雖然防火涂料可以發(fā)揮其絕熱阻燃的功能，但是會釋放出有毒的氣體，給救援工作和人員的逃生造成困難，因此要加強(qiáng)有機(jī)物防火涂料的測試，科學(xué)測試其氣體種類和濃度，同時(shí)要明確不同類型毒氣對身體的危害，以便于提出相應(yīng)地防護(hù)措施。防火涂料研究人員應(yīng)當(dāng)探索新型的阻燃劑，在維持涂料防火性能的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)慕档妥枞嘉镔|(zhì)的添加，減少對環(huán)境的污染，同時(shí)在涂料中增加有毒氣體吸附組分，提高防火涂料對于有害氣體的吸收，抑制有毒氣體的排放。

（2）加強(qiáng)防火涂料的耐久性監(jiān)測。耐久性監(jiān)測工作可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)防火涂料中存在的質(zhì)量缺陷，例如可以查找到鋼結(jié)構(gòu)和防火涂料之間的裂縫和鼓泡等缺陷，并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)處理。再者研究人員要研究影響耐久性的因素，建立快速的耐久性評估機(jī)制，以便于根據(jù)防火涂料的使用年限來評估防火涂料的耐久性，并根據(jù)評估效果來制定相應(yīng)的維修和養(yǎng)護(hù)策略。此外要制定有關(guān)防火涂料耐久性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法，讓評價(jià)工作有章可循，提高耐久性評估工作的科學(xué)性，同時(shí)防火涂料的生產(chǎn)廠家應(yīng)當(dāng)擔(dān)負(fù)起產(chǎn)品的使用說明責(zé)任，在涂料的包裝中明確規(guī)范防火涂料的使用范圍和使用年限，避免由于防火涂料的長時(shí)間應(yīng)用造成其鋼結(jié)構(gòu)防火性能的降低，引發(fā)安全事故。

4 結(jié)語

總之，當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)是常見的建筑形式，相對于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，其施工簡便，經(jīng)濟(jì)投入少，施工質(zhì)量易于控制，但是鋼結(jié)構(gòu)的抗熱性較差，當(dāng)外界溫度達(dá)到500℃時(shí)，容易引發(fā)其結(jié)構(gòu)的坍塌，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的防火工作至關(guān)重要。防火涂料的應(yīng)用極大提高了鋼結(jié)構(gòu)的抗熱性，因此深入研究鋼結(jié)構(gòu)涂料中存在的問題以及改進(jìn)對策勢在必行。

[1]鄧小波.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用、發(fā)展方向及防火性能檢測方法的研究[J].化工新型材料，2011，（9）.

[2]王玲玲.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用的若干前沿問題[J].鋼結(jié)構(gòu)，2009，（10）.

[3]程海麗.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料存在問題探析[J].裝飾裝修材料，2012，（8）.

An Analysis of the Defects of Steel Structured Fire Retardant Coating

WANG Lu-jie
(Hebei Metallurgical Equipment Manufacturing Corporation Limited of MCC Group,Shahe,Hebei 054100,China)

the fire resistance of steel structured coating is poor,one fire breaks out,the steel structure would collapse, which,as a result,would result serious economic loss and casualties.This paper analyzed the classifications and fire protection mechanism of steel structured fire retardant coatings and expounded the problems in the application ofsteel structured fire retardant coatings.

steel structure;fire retardant coating;fire protection mechanism

TQ637.8

A

2095-980X（2015）04-0029-01

2015-02-15

王路杰（1984-），男，河北邢臺人，大學(xué)本科，助理工程師，主要研究方向：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造安裝、大型游樂設(shè)備設(shè)計(jì)制造安裝。