厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料研究報(bào)告與應(yīng)用

個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料的研究與應(yīng)用劉成樓<北京虹霞正升涂料有限責(zé)任公司，北京102400）摘要：以水泥和乳膠粉為復(fù)合黏結(jié)劑，以多種輕質(zhì)多孔無(wú)機(jī)材料為隔熱填料，以有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合可膨脹材料為發(fā)泡劑，在防銹顏料和助劑的配合下，制備了厚涂型的鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料，其各項(xiàng)性能均達(dá)到或超過(guò)了GB14907—2002標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：厚涂型；防火；防腐；涂料

1引言

現(xiàn)代化高層及大型建筑物的框架大多數(shù)采用鋼結(jié)構(gòu)，雖然作為承重構(gòu)件的鋼材具有強(qiáng)度高、自重輕、負(fù)荷能力大、抗震性能好、易施工、無(wú)污染、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)，但是，其導(dǎo)熱系數(shù)[52W/<m?K）]大，一旦遇到火災(zāi)，在10-15min內(nèi)其溫度可升至700℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了自身的臨界溫度<540℃）,此時(shí)，因鋼材的屈服強(qiáng)度急劇下降至常溫態(tài)的40%左右而失去承載力，會(huì)引起建筑物垮塌。目前，我國(guó)多采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料對(duì)其進(jìn)行涂裝保護(hù)。對(duì)于高層民用建筑的支撐柱，一般工業(yè)與民用建筑中支承多層的柱[1],大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房、石油化工工程等，多采用耐火極限超過(guò)2h的厚質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)行保護(hù)。雖然鋼構(gòu)件在出廠前都進(jìn)行過(guò)表面除銹并涂刷上了防銹底漆，但在運(yùn)輸、施工過(guò)程中，不可避免地會(huì)損壞漆膜，即使在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次補(bǔ)刷防銹漆，對(duì)于隱蔽處也會(huì)造成漏涂，為了防止鋼結(jié)構(gòu)因局部銹蝕而影響建筑物的使用壽命，防火涂料增加防銹、防腐功能是非常必要的。

本研究以水泥與乳膠粉復(fù)合作為黏結(jié)劑，以多種輕質(zhì)多孔無(wú)機(jī)材料為隔熱填料，以有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合可膨脹材料為發(fā)泡劑，在防銹顏料和助劑的配合下，制備成具有黏結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度高耐水性好、安全無(wú)毒、抗冷熱循環(huán)、導(dǎo)熱系數(shù)低、防火防腐性能優(yōu)良的厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料。

2實(shí)驗(yàn)部分2.1原材料的選擇<1）復(fù)合黏結(jié)劑：42.5R硅酸鹽水泥；粉煤灰，Ⅱ級(jí)；灰鈣粉；可再分散乳膠粉。

<2）無(wú)機(jī)輕質(zhì)隔熱填料：海泡石粉、水鎂石纖維、云母粉、膨脹蛭石；?；⒅?；空心玻璃微珠。

<3）復(fù)合發(fā)泡材料：聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇；重鉻酸銨；可膨脹石墨。

<4）防銹顏料：納M復(fù)合鐵鈦粉。

<5）助劑：高效減水劑、引氣劑、保水劑、憎水劑、早強(qiáng)劑等。

2.2實(shí)驗(yàn)配方

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，最終確定厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料配方，見(jiàn)表1

表1厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料配方

原材料

質(zhì)量分?jǐn)?shù)%

原材料

質(zhì)量分?jǐn)?shù)%

硅酸鹽水泥<42.5R）

30.0-38.0

云母粉

4.0-6.0

粉煤灰<Ⅱ級(jí)）

5.0-8.0

膨脹蛭石

2.0-4.0

灰鈣粉

1.0-3.0

聚磷酸銨

0.8-1.1

乳膠粉

1.0-2.5

三聚氰胺

1.2-1.5

羥丙甲基纖維素

0.2-0.3

季戊四醇

0.8-1.1

海泡石粉

4.0-6.0

重鉻酸銨

0.3-0.5

?；⒅?/p>

10.0-13.0

可膨脹石墨

3.0-4.0

空心玻璃微珠

5.0-8.0

納M鐵鈦粉

9.0-11.0

水鎂石纖維

5.0-7.0

助劑

適量2.3制備方法

<1）將無(wú)機(jī)輕質(zhì)隔熱材料<水鎂石纖維除外）過(guò)篩，篩除粗顆粒，以免噴涂施工時(shí)堵塞噴槍嘴。

<2）將空心玻璃微珠、粉煤灰、可膨脹石墨加入封閉式干粉混合機(jī)內(nèi)，攪拌中逐漸加入水鎂石纖維，待無(wú)機(jī)纖維分散均勻后，再加入黏結(jié)劑、發(fā)泡劑、助劑、防銹顏料等，最后加入?；⒅椤⑴蛎涷问容p質(zhì)填料，混合均勻后放料、裝袋。

2.4性能檢測(cè)

厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料系粉狀混合物，施工時(shí)加適量水低速攪拌成漿料，噴或涂抹于鋼材基層，加水比例為：<粉狀涂料）：<水）=1.0：<1.0-1.2）.產(chǎn)品由國(guó)家固定滅火系統(tǒng)和耐火結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心按GB14907—2002標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料的性能指標(biāo)

檢驗(yàn)工程

標(biāo)準(zhǔn)要求

檢驗(yàn)結(jié)果

外觀

灰白色顆粒狀輕質(zhì)粉末

合格

細(xì)度/min

≤1

0.9

表干/h

≤12

6

干密度/kg?m-3

≤650

450

煙氣毒性

AQ-1安全一級(jí)

AQ-1安全一級(jí)

耐水性/d

≥20

28

耐堿性/h

≥36

72

耐酸性/h

72

黏結(jié)強(qiáng)度/MPa

≥0.3

0.4

抗壓強(qiáng)度/MPa

≥0.3

0.5

耐冷熱循環(huán)

20次，不開(kāi)裂，不脫落

25次

高溫殘余線收縮率/%

≤4

3

ISO834升溫曲線<13mm

）/min

≥180

200

碳?xì)渖郎厍€<20mm）/min

≥90

1903結(jié)果與討論3.1不同黏結(jié)材料的搭配及用量對(duì)涂料性能的影響

厚質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般是非膨脹型涂料。單純由無(wú)機(jī)黏結(jié)劑構(gòu)成的厚質(zhì)防火涂料，存在著黏結(jié)強(qiáng)度較低<一般僅為0.1MPa）、耐水性較差、涂層硬而脆、易產(chǎn)生裂紋等缺陷，用可再分散乳膠粉對(duì)無(wú)機(jī)黏結(jié)劑進(jìn)行改性，形成有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合黏結(jié)劑體系，制備成厚質(zhì)防火涂料，可顯著提高其黏結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、防水抗?jié)B性能、柔韌抗裂性、耐冷熱循環(huán)性、耐火極限值等。

3.1.1乳膠粉用量的影響

在配方中其它因素不變的條件下，乳膠粉的不同用量對(duì)厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料性能的影響見(jiàn)表3。

表3乳膠粉用量對(duì)防火防腐涂料性能的影響

工程

乳膠粉用量/%

00.5

1.01.5

2.02.5

黏結(jié)強(qiáng)度/MPa

0.10

0.20

0.3

0.35

0.40

0.50

抗壓強(qiáng)度/MPa

0.25

0.30

0.35

0.40

0.50

0.55

耐水性/d

4

15

20

23

28

33

耐冷熱循環(huán)/次

10

15

25

30

耐堿性/h

20

24

36

72

72

耐酸性/h

20

24

36

72

72

由表3可知，配方中隨著乳膠粉用量的增加，涂料的黏結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐水性、耐冷熱循環(huán)性和耐酸堿性均相應(yīng)提高，尤其是黏結(jié)強(qiáng)度和耐水性提高顯著，當(dāng)乳膠粉用量達(dá)到2%時(shí)，各項(xiàng)性能都能達(dá)到或超過(guò)GB14907—2002標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo)。

3.1.2有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠黏劑的影響

作為主體黏結(jié)劑的水泥，由于密度較大，用量大時(shí)會(huì)增加防火涂料的干密度、減小其熱阻、降低涂層的防火性能；用量小時(shí)又會(huì)降低涂料的黏結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及耐水性等指標(biāo)。選用富含SiO2膠凝劑的粉煤灰替代部分水泥，可在一定程度上降低無(wú)機(jī)黏結(jié)劑的密度，并且增加涂層的孔隙率，提高熱阻，增強(qiáng)防火性能，替代率控制在20%左右為好。為了激發(fā)粉煤灰顆粒表面的活性,提高無(wú)機(jī)黏結(jié)劑的早期強(qiáng)度，又添加了少量灰鈣粉，由上述三種材料組成無(wú)機(jī)黏結(jié)劑。本研究?jī)?yōu)選的有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合膠黏劑的配比為：m<無(wú)機(jī)膠黏劑）：m<乳膠粉）=100.00：4.65。

在配方中其它因素不變的條件下，有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合黏結(jié)劑的添加量對(duì)厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料性能的影響見(jiàn)表4。

由表4可知，隨著復(fù)合黏結(jié)劑用量的增加，涂料的黏結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、耐水性、耐冷熱循環(huán)性、耐酸性耐堿性相應(yīng)提高，干密度增加,導(dǎo)熱系數(shù)上升，耐火性趨降。當(dāng)復(fù)合黏結(jié)劑用量達(dá)到55%時(shí)，涂料的干密度超標(biāo)、導(dǎo)熱系數(shù)較高、防火性能降低。按照綜合性能評(píng)價(jià)選優(yōu)的原則，復(fù)合黏結(jié)劑的添加量應(yīng)控制在45%-50%。

表4

復(fù)合黏結(jié)劑的用量對(duì)防火防腐涂料性能的影響

工程

復(fù)合黏結(jié)劑用量/%

3540

45

50

55

黏結(jié)結(jié)度/MPa

0.20

0.35

0.40

0.50

0.70

抗壓強(qiáng)度/MPa

0.25

0.40

0.50

0.55

0.68

耐水性/d

16

23

28

31

32

耐冷熱循環(huán)/次

10

20

25

30

33

干密度/kg?m-3

360

410

450

510

660

導(dǎo)熱系數(shù)

0.072

0.080

0.083

0.108

0.142

耐堿性/h

24

48

72

84

84

耐酸性/h

24

48

72

72

723.2不同輕質(zhì)隔熱填料的搭配對(duì)耐火性能的影響

決定非膨脹型厚質(zhì)防火涂料耐火性的因素有：淤材料的耐高溫性；于涂層的隔熱性；盂涂層的厚度。本研究選用的?；⒅?、空心玻璃微珠、水鎂石纖維、膨脹蛭石、海泡石粉都能耐800-1000℃的高溫，是優(yōu)良的防火阻燃材料。其特點(diǎn)如下：玻化微珠，內(nèi)部呈多孔空心結(jié)構(gòu)，表面呈連續(xù)玻質(zhì)化閉合結(jié)構(gòu)，干密度為80-120kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.42W/<m?K），具有抗壓強(qiáng)度高、吸水率低、防腐性好、隔熱性能優(yōu)良等特性；膨脹蛭石，一種復(fù)雜的鐵、鎂硅酸鹽層狀碎片，其中充滿著無(wú)數(shù)細(xì)小的孔隙，干密度為80—120kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.047—0.07W/<m?K）,是一種優(yōu)良的絕熱材料；海泡石粉是一種水化的凝膠態(tài)硅酸鎂呈針狀微孔和孔槽結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.07W/<m?K），具有高表面積和強(qiáng)吸附能力，在厚涂型防火涂料中作為增稠劑、觸變劑使用，添加量受到一定限制；水鎂石纖維是一種含水硅酸鎂纖維，纖維長(zhǎng)度為5-12mm,中空管束狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.145W/<m?K）具有抗拉強(qiáng)度高<892-1283MPa）、易水解分散、抗裂性好、阻燃消煙性優(yōu)良等特點(diǎn),最佳添加量應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

非膨脹型厚質(zhì)防火涂料的耐火性與涂層的隔熱性即熱阻直接相關(guān)，熱阻<R）是材料導(dǎo)熱系數(shù)<λ）的倒數(shù)，熱量通過(guò)涂層厚度<d）受到的熱傳遞阻力為：

R=d/λ

防火涂料的熱阻越大，傳輸?shù)臒崃吭叫?，即?dǎo)熱系數(shù)越小。導(dǎo)熱系數(shù)與材料密度、孔隙率、孔隙尺寸直接相關(guān)，當(dāng)材料的密度小、孔隙率高、孔隙尺寸小時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)小，即熱阻大，構(gòu)成的防火涂料耐火極限值大。在材料導(dǎo)熱系數(shù)一定的前提下，涂層厚度越大其熱阻越大，耐火極限值越大。

在實(shí)驗(yàn)配方中，保持輕質(zhì)隔熱材料的添加總量占涂料的35%不變，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)已確定海泡石粉和水鎂石纖維用量的基礎(chǔ)上,通過(guò)改變?；⒅?lt;A）、空心玻璃微珠<B）、膨脹蛭石<C）的質(zhì)量比，考察其對(duì)涂料的干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、耐火極限值的影響，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5

輕質(zhì)隔熱材料的配比對(duì)耐火性的影響

A：B：C

<質(zhì)量比）

抗壓強(qiáng)

度/MPa

干密度

/kg?m-3

導(dǎo)熱系數(shù)

耐火極限值

<厚度13mm>/h

3:3:1

7.0

565

0.132

2.2

3:3:2

6.0

510

0.116

2.6

4:2:1

5.0

450

0.083

3.3

4:1:2

3.5

430

0.082

3.3

由表5可知，在實(shí)驗(yàn)條件下，適當(dāng)增加?；⒅榈挠昧浚瑴p小空心玻璃微珠的配比，對(duì)降低涂層的干密度和導(dǎo)熱系數(shù)、提高耐火極限值有利，當(dāng)m<A）：m<B）：m<C）=4：2：1時(shí)，涂層既具有一定的抗壓強(qiáng)度，又具有干密度低、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐火極限高的特點(diǎn)。

3.3發(fā)泡材料的組成及用量對(duì)涂料防火性能的影響

非膨脹厚質(zhì)防火涂料中添加了大量輕質(zhì)隔熱材料，由于隔熱材料的顆粒較大，構(gòu)成的涂層孔隙較大，孔隙率相對(duì)較低，涂層的絕熱性受到制約，改善涂層絕熱性低的辦法是添加發(fā)泡材料。發(fā)泡材料可以在涂料受熱時(shí)膨脹，填滿涂層填料間的細(xì)小空間，減緩熱量的傳遞速率[2].常用的有機(jī)膨脹發(fā)泡材料是由聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇構(gòu)成的P-N-C高溫發(fā)泡阻燃體系，但是該體系在非膨脹型厚質(zhì)防火涂料中的用量不宜多，這是因?yàn)椋孩僭擉w系在高溫下會(huì)釋放出NH3、HCN等物質(zhì)，增加涂料的煙氣毒性，影響安全等級(jí)；②該體系的作用是為了在高溫下膨脹，填充顆粒間的空隙，并不希望在涂層表面形成碳質(zhì)層。因此，其用量應(yīng)控制在涂料總量的5%以下。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)<聚磷酸銨）：<三聚氰胺）：<季戊四醇）=2：3：2時(shí)，其膨脹發(fā)泡性最好。

為了進(jìn)一步提高涂層的孔隙率、減小孔隙尺寸，彌補(bǔ)有機(jī)膨脹發(fā)泡劑用量少的不足，配方中添加了適量的無(wú)機(jī)膨脹材料—可膨脹石墨和重鉻酸銨?？膳蛎浭哂袧?rùn)滑性、導(dǎo)電性、柔韌性、化學(xué)穩(wěn)定性等特性。當(dāng)其受到200℃以上高溫時(shí)，吸留在層間點(diǎn)陣中的化合物吸收大量熱量而急劇分解、氣化、膨脹,最終沿層間膨脹150-200倍，形成納M級(jí)微孔結(jié)構(gòu)，成為大量“蠕蟲(chóng)”狀碳化體微粒，填充于涂層中的空隙之間；重鉻酸銨在高溫下分解成三氧化二鉻，體積膨脹數(shù)10倍，膨松的三氧化二鉻具有高熔點(diǎn)<1300℃）、高耐火性能，其高溫下吸熱分解式為：

(NH4>2CrO7高溫吸熱N2+Cr2O3+4H2O

無(wú)機(jī)膨脹材料，不但可提高防火涂層的熱阻，增大防火極限值，而且在高溫下可吸收大量的熱量、釋放出水，可有效地降低火災(zāi)中防火涂層的溫度，延緩熱量向內(nèi)部傳遞，同時(shí)還有抑煙消煙作用。實(shí)驗(yàn)證明，無(wú)機(jī)膨脹發(fā)泡材料的添加量以涂料總量的4%為宜。

3.4提高涂料耐腐蝕性的措施

為了防止金屬表面銹蝕，常采用防銹防腐涂料對(duì)其進(jìn)行涂裝保護(hù)，保護(hù)層透氣是造成金屬表面失去陰極保護(hù)而加快銹蝕速率的誘因[3]。因此，防腐涂層只有具備了致密、疏水性強(qiáng)、附著力好、電阻大或涂層足夠厚的條件時(shí)，才能有效地屏蔽水蒸氣、氧氣、氯離子等的侵蝕，起到物理防銹作用。本研究為了彌補(bǔ)厚涂防火涂料的粗糙多孔、透氣滲水的缺陷，配方中選用了不同粒徑級(jí)配的填料，盡可能提高涂層的致密度。選用云母粉、石墨、蛭石等片狀填料，使其在涂層中片片搭接、層層重疊，形成“迷宮”效應(yīng)；有機(jī)硅憎水劑的加入，可在毛細(xì)管內(nèi)壁及涂層表面形成網(wǎng)狀憎水硅氧烷膜；防火涂料的施工厚度要求達(dá)到10-20mm,具有足夠厚度的涂層才能具有良好的屏蔽水、氧、氯離子的能力。

為了提高防火涂層的化學(xué)防腐性能，配方中選用了納M復(fù)合鐵鈦粉，它的主要成分是多種不同形態(tài)的磷酸鹽，然后再與硅基、鈦基、鐵基氧化物及氧化釔等納M粉體材料復(fù)合而成，其自身有一定的防銹能力。磷酸鹽中的磷酸根可與鋼鐵表面的鐵原子發(fā)生反應(yīng)，生成水不溶的磷酸鐵絡(luò)合鹽，并牢固地附著在鋼鐵表面，阻隔了水、氧、氯離子等，起到鈍化緩蝕作用。

分散在厚涂型防火涂料中的納M復(fù)合鐵鈦粉，在常溫態(tài)時(shí)，它是防火涂層中的一種超細(xì)防銹填料，對(duì)增強(qiáng)涂層的致密度、抗壓強(qiáng)度及耐水性有一定作用，在涂層受火時(shí)，磷酸鹽分解出磷酸根，成為阻燃劑和脫水催化劑，并有消煙作用?？紤]到本涂料的功能應(yīng)以防火為主、防腐為輔，納M復(fù)合鐵鈦粉的添加量不宜過(guò)多，過(guò)多時(shí)會(huì)相應(yīng)減少隔熱材料的用量，對(duì)涂層的防火性能不利，用量過(guò)少時(shí)則防腐效果不明顯，權(quán)衡利弊，鐵鈦粉的添加量確定為10%左右。

4應(yīng)用范圍及施工方法4.1應(yīng)用范圍

該厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料，可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐涂裝保護(hù)，適用于高層鋼結(jié)構(gòu)建筑、大跨度鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房及場(chǎng)館、隧道防火工程、石油化工設(shè)施及需要防火、保溫、消音的建筑物墻體。

4.2施工方法

<1）基層處理：清除施工基層表面的塵土、油污、雜物等。對(duì)未除銹的鋼材表面進(jìn)行除銹,對(duì)已涂防銹漆但漆膜遭到損壞的鋼構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)涂。

<2）按照<粉狀涂料）：<水）=1.0：<1.0-1.2）的配比，于現(xiàn)場(chǎng)慢速攪拌成適于施工稠度的漿料，采用噴涂、抹涂、刮涂或3種方法相結(jié)合的施工方法進(jìn)行施工。

<3）施工環(huán)境溫度應(yīng)在5℃以上。

<4）根據(jù)設(shè)計(jì)厚度要求，需進(jìn)行多道施工，每道施工厚度應(yīng)控制在5-10mm之內(nèi)，每道間隔24h，待前一道基本干燥后再進(jìn)行后一道施工，如需要平整的表面，可在最后一道施工后做抹平處理。

<5）漿料應(yīng)隨用隨配，配好的漿料應(yīng)在1h內(nèi)用完，避免因放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而固化浪費(fèi)。

5結(jié)語(yǔ)

本厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料，兼具防火防腐雙重功能，具有黏結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度高、耐水耐候性好等特點(diǎn)，該涂料由復(fù)合黏結(jié)劑、無(wú)機(jī)輕質(zhì)隔熱材料、復(fù)合發(fā)泡材料、防銹顏料、填料及助劑組成。

<1）復(fù)合黏結(jié)劑,由水泥、粉煤灰、灰鈣粉和乳膠粉組成，其組成比例為<無(wú)機(jī)粘結(jié)劑）：<乳膠粉）=100：4.65，復(fù)合粘結(jié)劑占涂料的45%-50%。

<2）輕質(zhì)隔熱材料,由玻化微珠<A）、空心玻璃微珠<B）、膨脹蛭石<C）、海泡石粉<D）、水鎂石纖維<E）組成，當(dāng)D、E值確定后，m<A）：m<B）：m<C）=4：2：1,隔熱材料總量占涂料的35%左右。

<3）復(fù)合發(fā)泡劑,由有機(jī)發(fā)泡體系和無(wú)機(jī)膨脹發(fā)泡材料組成，有機(jī)發(fā)泡體系由<聚磷酸銨）：<三聚氰胺）：<季戊四醇）=2：3：2組成，在涂料中不大于5%；無(wú)機(jī)膨脹材料由可膨脹石墨和重鉻酸銨組成，在涂料中占4%左右。

<4）防銹顏料選擇納M復(fù)合鐵鈦粉，添加量為10%左右，另外，還選擇了云母粉為填料及多種助劑進(jìn)行配合厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料瀏覽字體：大中小厚涂型防火涂料在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中的開(kāi)發(fā)最早，1987年公安部四川消防科研所率先推出第1代鋼結(jié)構(gòu)防火涂料——厚涂型LG隔熱防火涂料，用于亞運(yùn)會(huì)工程及一些工業(yè)企業(yè)設(shè)施的防火保護(hù)。厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料又稱為無(wú)機(jī)輕體噴涂材料或耐火噴涂物，屬非膨脹型，有蛭石水泥系、礦纖維水泥系、氫氧化鎂水泥系和其他無(wú)機(jī)輕體系。常見(jiàn)的厚涂型防火涂料在火災(zāi)中涂層不膨脹，其阻火原理主要是依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱性，以此來(lái)延緩鋼材的溫升，保護(hù)鋼件。厚涂型防火涂料按使用環(huán)境來(lái)分，有室內(nèi)和室外兩種類型。根據(jù)GB14907-2002鋼結(jié)構(gòu)防火涂料標(biāo)準(zhǔn)，厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)滿足表3-92中的技術(shù)要求。(1>室內(nèi)厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般來(lái)說(shuō)，室內(nèi)厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料價(jià)格較低，它主要由無(wú)機(jī)黏結(jié)劑，再配以無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料、增強(qiáng)材料組成。它除了具有水溶性防火涂料的一些優(yōu)點(diǎn)之外，由于它從基料到大多數(shù)添加劑都是無(wú)機(jī)物，因此它還具有成本低廉這一突出特點(diǎn)。該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工采用噴涂，一般多應(yīng)用在耐火極限要求2h以上的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)上，如高層民用建筑的柱、一般工業(yè)與民用建筑中的支承多層的柱。由于非膨脹型防火涂料受火時(shí)，涂層基本上不發(fā)生體積變化，而依靠構(gòu)成涂層的材料自身的低導(dǎo)熱性和隔熱性對(duì)鋼構(gòu)件起屏障和防止熱輻射作用，避免火焰和高溫直接進(jìn)攻鋼構(gòu)件?？蛇_(dá)到高等級(jí)耐火性能，但涂層外觀裝飾性相對(duì)較差。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料除了要求它具有防火隔熱這個(gè)特殊性能之外，還要求具有適應(yīng)使用要求的物理力學(xué)性能指標(biāo)。而涂料的該性能主要由涂料的基料所決定。基料確定的原則主要有下面幾點(diǎn)：①基料在高溫下(800～1000℃>與鋼材有較強(qiáng)的黏合強(qiáng)度，并且有利于或至少是不影響防火涂料體系的防火隔熱效果；②選用的基料除使涂料具有良好的理化性能外，還應(yīng)對(duì)金屬無(wú)腐蝕性；③選用的基料應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性。組成防火體系物質(zhì)及其他添加劑的選擇，應(yīng)考慮原料能否與基料或其他成分匹配；火災(zāi)時(shí)基本不產(chǎn)生毒氣和濃煙，以及隔熱性、密度、發(fā)泡率等性能；此外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性成本，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定合理的配方?？捎糜谠擃愪摻Y(jié)構(gòu)防火涂料的基料有堿金屬硅酸鹽類、磷酸鹽類等。硅酸鹽類涂料所得的涂層不耐水，不防潮，耐候性差，且易出現(xiàn)開(kāi)裂、脫粉等不良現(xiàn)象，因此，如果采用硅酸鈉作為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的基料，其關(guān)鍵技術(shù)之一是需對(duì)其進(jìn)行改性。目前解決這個(gè)問(wèn)題的途徑大多是采用氟硅酸鹽、硼酸鹽、有機(jī)高分子聚合物等對(duì)其改性。磷酸鹽類防火涂料由于其基料的種類較多，根據(jù)其所含的金屬不同，其性能也不同，一般認(rèn)為強(qiáng)度Al>Mg>Ca、Zn>Ba；耐水性Ca、Zn>Mg>Al>Fe、Cu。粘接性Al>Mg>Ca>Cu>Zn。其中，M/P的摩爾比<M指金屬，P是磷）對(duì)涂料的貯存穩(wěn)定性、與鋼基材的附著力、耐水性等都有直接影響。因此在以磷酸鹽為基料的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研制中，基料的控制是很重要的。室內(nèi)厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料有SD-2鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、TN-LG鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，當(dāng)其涂層厚度分別為27.6mm和39.5mm時(shí)，耐火極限可達(dá)2.28h和2.53h；國(guó)外此類產(chǎn)品有英國(guó)GraceConstructionProducts的MonoketeFireproofingUK-6鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度為47.7mm時(shí)，耐火極限為2.5h。美國(guó)美商華人企業(yè)股份有限公司的AD鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度為33.7mm時(shí)，耐火極限為3h。可護(hù)固歐洲有限公司的CAFOB-LAZESHIELDⅡ鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度為18mm和34mm時(shí)，耐火極限為1.88h和3.8h。該公司的CAFC0300鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度分別為35mm和41mm時(shí)，耐火極限可達(dá)4.5h和5h以上。我國(guó)首先研制開(kāi)發(fā)的LG鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，是由改性高溫黏結(jié)劑和膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、粉煤灰空心微珠等加水拌和而成。由四川消防科研所研制成功，1985年提交公安部技術(shù)鑒定。涂料分為黏結(jié)料和干粉料兩部分，施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配使用，具有密度小、熱導(dǎo)率低、黏結(jié)力強(qiáng)、不腐蝕鋼材等特點(diǎn)，噴涂10～40mm的厚度，可達(dá)1～3h的耐火極限。與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，優(yōu)于英國(guó)的P20涂料，達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。表3-93列出了LG鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的技術(shù)指標(biāo)。1989年3月1日，北京中國(guó)國(guó)際貿(mào)易中心鋼結(jié)構(gòu)大樓<未竣工前）底層宴會(huì)廳發(fā)生火災(zāi)，堆放在屋內(nèi)的1345包保溫材料包裝紙箱著火，燃燒近3h，保溫材料燒熔成團(tuán)塊，屋頂現(xiàn)澆混凝土樓板炸裂露出了鋼筋，由于鋼梁、鋼柱上噴涂有LG鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，涂層厚度25mm，表面被1000℃的高溫?zé)捎誀?，但仍牢固附著在鋼基材上，有效地起到隔熱保護(hù)作用，鋼結(jié)構(gòu)未因變形垮塌造成更大的損失。1999年5月12日凌晨，北京該建筑物二期工程第3層，由電焊渣引燃聚苯乙烯板，持續(xù)燃燒2h，鋼梁鋼柱上噴涂的厚涂型防火涂料，同樣被燒成綠色釉面，無(wú)裂縫和脫落發(fā)生，鋼結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)任何變形，又避免了一起重大火災(zāi)事故。此外，我國(guó)開(kāi)發(fā)的室內(nèi)厚涂型防火涂料還有SB-1鋼結(jié)構(gòu)隔熱防火涂料、SS-2鋼結(jié)構(gòu)隔熱防火涂料、SD-2鋼結(jié)構(gòu)隔熱防火涂料、SL-2鋼結(jié)構(gòu)隔熱防火涂料、KD-4鋼結(jié)構(gòu)隔熱防火涂料、STl-A鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、JG-276鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、SJ-I型高溫隔熱防火涂料、BA101多功能特種防火涂料等。(2>室外厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是指適合于室外環(huán)境使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其價(jià)格比室內(nèi)厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料高一些，主要用于建筑物室外和石化企業(yè)露天鋼結(jié)構(gòu)等。這類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的基料是耐候性好的合成樹(shù)脂或有機(jī)高分子聚合物乳液與無(wú)機(jī)基料復(fù)合而成，再配以阻燃劑、輕質(zhì)材料、增強(qiáng)材料組成。表3-94列出了室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配方示例。室外厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的成膜物質(zhì)有無(wú)機(jī)成膜物質(zhì)，如硅溶膠是一種理想的無(wú)機(jī)成膜物，它是由水玻璃經(jīng)過(guò)酸處理、電滲析及離子交換等方法去掉鈉離子后得到的超微粒子聚硅酸分散體，具有一旦成膜就不再溶解的特性。但由于它在成膜過(guò)程中體積收縮大，因而容易引起涂層開(kāi)裂、硬脆。有機(jī)成膜物質(zhì)有水性有機(jī)樹(shù)脂或拼用的有機(jī)乳液，如丙苯乳液、丙烯酸系列乳液等，涂層的力學(xué)性能可以大大改善。室