鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類及其與油漆相容性的測(cè)試方法

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分類及其與油漆相容性的測(cè)試方法摘要：鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工涉及到重大生命和財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題。一直以來(lái)，有關(guān)部門和公眾對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火都十分重視。本文針對(duì)以上關(guān)注點(diǎn)，以GB14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》為依據(jù)，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出一套測(cè)試防火涂料與油漆相容性的方案。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；相容性；測(cè)試方法；類型；ClassificationoffireretardantcoatingsforsteelstructuresandtestmethodsfortheircompatibilitywithpaintsHanWeilunChinaConstructionEighthEngineeringBureauLtd.

Shanghai

200000Abstract:theconstructionoffireproofcoatingforsteelstructureisrelatedtothesafetyoflifeandproperty.Allalong,therelevantdepartmentsandthepublicattachgreatimportancetothefirepreventionofsteelstructure.Inviewoftheaboveconcerns,basedonGB14907-2018"fire

retardantcoatingsforsteelstructures",andaccordingtotherelevantstandards,thispaperputsforwardasetofschemetotestthecompatibilityoffireretardantcoatingsandpaints.Keywords:fireretardantcoatingforsteelstructure;Compatibility;Testmethod;Type;1、概述鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是用來(lái)提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的特種涂料。隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，采用鋼結(jié)構(gòu)的建筑也隨之不斷增加。鋼材雖然是不能燃燒的材料，但是在火災(zāi)的高溫下，其力學(xué)性能如：屈服強(qiáng)度、彈性模量等卻會(huì)隨溫度升高而降低，一般在15分鐘左右就會(huì)喪失承重能力而垮塌，80年代初國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品就已在中國(guó)的諸多工程上應(yīng)用，如北京最早的“五星級(jí)”酒店之一“北京西苑飯店”應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料發(fā)展到現(xiàn)在，基本上已形成了多品種、系列化的局面。溶劑型、水溶性、厚涂型、薄涂型和近年發(fā)展起來(lái)的超薄型、室外和室內(nèi)用等多種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料先后在工程項(xiàng)目中獲得廣泛應(yīng)用。無(wú)論采取何種方法都應(yīng)具備一下幾點(diǎn)：（1）安全無(wú)毒；（2）易于與鋼構(gòu)件結(jié)合；（3）在預(yù)期的耐火極限內(nèi)科有效的保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)；（4）在鋼構(gòu)件受火后發(fā)生變形時(shí)，防火保護(hù)材料應(yīng)不被破壞而仍能發(fā)揮原有的保護(hù)作用；（5）經(jīng)濟(jì)合理。2、防火涂料的分類2.1厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度在8~50mm的涂料，這類防火涂料的耐火極限可達(dá)0.5~3h。在火災(zāi)中涂層不膨脹，依靠草料的不燃性、低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱性，延緩鋼材的升溫，保護(hù)鋼構(gòu)件。這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料采用合適的粘結(jié)劑，再配以無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料、增強(qiáng)材料。2.2薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度在3~7mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料稱為薄涂型防火涂料。該類涂料受火時(shí)能膨脹發(fā)泡形成的耐火隔熱層延緩鋼材的升溫，保護(hù)鋼構(gòu)件。這類鋼結(jié)構(gòu)涂料一般是用合適的乳膠聚合物作基料，再配以阻燃劑、添加劑等組成,一般使用在耐火極限要求不超過(guò)2h的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。2.3超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指涂層厚度不超過(guò)3mm的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，這類防火涂料受火時(shí)膨脹發(fā)泡，形成致密的防火隔熱層，是近幾年發(fā)展起來(lái)的新品種。它可采用噴涂、刷涂或輥涂施工，一般使用在要求耐火極限2h以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。3、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料與油漆相容性的淺析3.1概述鋼結(jié)構(gòu)防火涂料要起到一定防腐作用，避免產(chǎn)生銹蝕導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)的損失和潛在安全隱患。因此，工程上鋼結(jié)構(gòu)都必須進(jìn)行有效的防腐處理。目前絕大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料品種都沒有兼具防腐功能，因此，研究出防火性能好、同時(shí)兼具防腐保護(hù)等性能的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，具有非常重要的意義。另一方面，探討已成型的防腐涂裝體統(tǒng)中防涂料與防銹漆的相容性極為必要。3.2機(jī)理分析從結(jié)果上分析，防火涂料與防銹油漆相容性存在三種狀態(tài)，如圖下所示，在完全不相容時(shí)，防火涂料在完全不浸潤(rùn)的油漆表面收縮，產(chǎn)生的疏松結(jié)合界面，當(dāng)與到外界環(huán)境驟變時(shí)，較易引起界面層間空氣的收縮或膨脹，引起鋼結(jié)構(gòu)外層開裂或起泡，同時(shí)因防火層與防銹層間作用力過(guò)小，還會(huì)導(dǎo)致表面涂層脫落。防火涂料與防銹油漆更多的是部分相容狀態(tài)，如b所示，表面基團(tuán)不親不憎，導(dǎo)致內(nèi)部的各種小分子助劑和不同分子鏈的主要成分在界面處產(chǎn)生了：完全相容區(qū)，逐漸相容區(qū)，逐漸不相容區(qū)，完全不相容區(qū)的漸變層區(qū)。實(shí)際上，形成的漸變層區(qū)要比圖中的“漢堡”結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，因此產(chǎn)生的不同圖層整體性要比完全不相容的情況好很多。在一些條件下，漸變或共混層的兩種功能材料可能起不到協(xié)同作用，即漸變層越厚，外部防火層和底層防銹層就越薄，作用越弱。在實(shí)際使用中，施工方和驗(yàn)收方一定是希望漸變層越小越好。除此之外，漸變層越多，層間作用力取決千短板層，因此層間作用力并不穩(wěn)定。

當(dāng)防火涂層與防銹涂層接合處有小分子互相滲透、大分子鏈段纏結(jié)時(shí)，導(dǎo)致接合處存在極強(qiáng)的附著力和較強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合，并且因?yàn)閮煞N材料完全相容，并不會(huì)區(qū)分出漸變區(qū)，或產(chǎn)生的漸變區(qū)極薄，此種情況為完全相容。3.3相容性測(cè)試方法探討GB14907-2018要求的指標(biāo)，比較詳細(xì)的概括了防火涂料在涂層強(qiáng)度、涂層和界面粘結(jié)性、涂層在各種嚴(yán)苛條件下是否產(chǎn)生變質(zhì)、老化。因此在基于標(biāo)準(zhǔn)考察上述情況時(shí)，評(píng)價(jià)防火涂料的相容性需考察以下幾種性能：1.涂刷后系統(tǒng)的耐火性能；2.耐酸、耐堿、耐水性；3.粘結(jié)試驗(yàn)另需將粘結(jié)破壞形式體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)記錄和報(bào)告中；4.涂層附著力實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用考核較嚴(yán)的劃圈法；5.初期干燥抗裂性；6．耐冷熱循環(huán)性。4、結(jié)語(yǔ)新修訂的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料標(biāo)準(zhǔn)以相關(guān)科研成果為基礎(chǔ)，參考借鑒國(guó)外方法，操作性更強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)的適用場(chǎng)合、涂料產(chǎn)品的質(zhì)量考核更科學(xué)合理，同時(shí)也給產(chǎn)品的不斷改進(jìn)和促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)留下了發(fā)展空間。雖然新標(biāo)對(duì)防火涂料與油漆相容性并沒有明確的指標(biāo)，也沒有明確的方法，但是基于上文分析。涂刷完畢，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，評(píng)價(jià)試件的相容性其本身需考察的性能有三點(diǎn)：1.材料整體的耐火性和腐蝕性能是否滿足使用要求；2.防火涂層和防腐涂層接合是否緊密，致密；3.防火涂層和防腐涂層在保持上述使用要求后，是否有足夠的作用力長(zhǎng)期保持。涂刷完畢如果需要更好的效果還可以做對(duì)比試件，將無(wú)底涂直接刷防火涂料的試件和有底涂的試件進(jìn)行