浅谈钢结构防火涂料的现状与发展

2018-08-15翟嘉栎中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司

消防界(电子版) 2018年4期

■ 翟嘉栎中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司

一、钢结构防火涂料的现状

在建筑方面，钢结构部件主要有以下防火的方法：防火涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维保护以及结构内通水冷却保护等等，在这些当中，往钢材料结构涂刷防火材料是最为方便快捷的一种方法，其具有重量轻、成本低等优点，另外，这种方法不受钢结构构件的几何形状限制，并且应用范围广，防火效果也是最好。下面介绍一下现阶段我国钢结构防火涂料的现状。

（一）防火涂料的类型

1.厚涂型防火涂料

这种防火涂料主要指涂层厚度在7～45 mm的涂料种类，其在钢结构防火涂料的应用中开发的最早并且使用的也是最早。例如，在1987年公安部四川消防科研所最先推出厚涂型LG隔热防护涂料，这是我国所发明的第一代钢结构防火涂料。其主要运用在一些亚运会工程中以及一些工业企业重要设施的防火保护。在日常生活中，常见的厚涂型防火涂料具有很好的隔热绝热性，在高温下，防火涂料的部分成分会蒸发，并且分解，然后产生一定的吸热作用，这样能消耗火灾传递出的热量，并且能够阻止其向没有被损坏的钢材传递，除此之外，这种防火涂料能够在高温环境下产生一种结构极为致密的油状物，其具有能够有效隔绝氧气的作用，并且能够反射火灾时产生的热量，以此来抵消外部热源对于钢材结构的破坏作用。

2.薄涂型防火材料

这种防火涂料主要指涂层厚度在3～7 mm的涂料种类，其主要采用了膨胀型阻燃体系，原理为：在涂料遭遇火灾时，其能够膨胀并且产生发泡，进而能形成一个比涂层材料厚到几十倍甚至上百倍的较难燃海绵碳状质层，这样就能决断并且减轻火灾火焰对于钢结构材料伤害，与此同时，这些涂层能够延缓建筑等结构中钢结构温度升高，以此来良好的保护钢结构。这种防火涂料通常所用的聚合物乳液有以下几种：苯乙烯改性丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氧乙烯乳液等等。在薄涂型防火涂料的制作过程中，为了能够使粉末状的颜色填料以及阻燃剂等等各式各样的添加剂能更好的混合添加在这些涂料中，应该提前加入六偏磷酸钠等等有利的分散剂。在施工过程中，使用该种涂料时，一般应该采用以底层为隔热层、表面层为装饰层的方式，并且施工方法应该采用喷涂的方式。此种防火涂料通常会使用在钢结构的耐火极限不能超过两个小时的建筑上。

3.超薄型防火涂料

这种防火涂料主要指涂层厚度不能超过3 mm的涂料种类，和上一种薄涂型防火涂料一样，此种防火涂料也要求建筑中的钢结构的耐火极限不能超过两个小时。防火原理也与上一种相似：钢结构上涂料中的阻燃剂在遇到火灾时能够膨胀并且发泡，进而形成致密的、能够减少对钢结构伤害的防火隔热层，这种隔热层能够有效的阻止钢结构温度升高，减小了其受火灾破坏更严重的几率，并且在性能上大大提高了建筑中钢结构的耐火极限。此种超薄型防火涂料的材料多属于溶剂型，包括S C B溶剂型以及S C A溶剂型超薄型钢结构防火涂料，施工过程中这两种防火涂料的涂层厚度通常为2.69 mm和1.6 mm，其耐火极限分别是147分钟和63分钟；除此之外，还有L F溶剂型以及L6溶剂型超薄型钢结构防火涂料，这两种防火涂料在施工过程中涂层厚度分别为2 mm和3 mm，其耐火极限分别是94分钟和90分钟。

（二）在火灾中钢结构建筑出现的问题

在生活中，所有建筑中钢结构并不是燃烧体，但是如果真的发生火灾的话，火灾现场温度会非常高，因其钢结构建筑耐火性能较差，所以在火场的的高温下，会明显降低其钢结构的强度以及弹性系数，尤其当火场温度达到600摄氏度的时候，钢结构的强度以及硬度会全部丧失。因钢结构的问题造成危险的原因中有以下两方面：1.建筑所用的钢结构在生产过程中添加的夹芯材料的防火性能不好。在建筑结构施工过程中，钢结构的厂房大多使用有夹芯的彩钢板来当做墙体以及用于分隔的材料，其夹芯大多是用聚氨酯泡沫和聚苯乙烯等等可燃材料或者易燃材料填充的，在遇到火灾时不仅容易加大火势，还容易在燃烧时产生大量有毒气体，这样就会造成更多的人员伤亡。自从2013年下文以后，已经杜绝了使用这种不合规格的彩钢板。2.现阶段所有的钢结构其自身的抗火性能较差，因此，在建筑遭受火灾时，高温情况下钢结构很容易受热垮塌，这样留给消防人员进行疏散人员物质并且扑救火灾的就大大减少了。除此之外，没有采取保护措施的钢结构建筑的耐火时间仅仅为15分钟，这对于救援人员具有极大的挑战性，一旦倒塌，就会严重影响火灾的扑救工作，消防人员没有办法进入建筑内进行有效的扑救，所以无法真正地扑灭实际着火点，进而不能快速的扑灭火灾。

二、钢结构防火涂料的发展

随着世界上工业产业不断地发展进步，各公司各企业对于环境的污染也越来越严重，所以开发低污染高性能的环保型防火涂料已经成为了新的趋势，下面就介绍几种新型防火涂料。

（一）无机防火涂料

这种防火涂料能耐得住火灾中的高温，并且不会燃烧。除此之外，在高温环境作用下，这种无机防火涂料不会像普通的涂料一样产生有毒有害气体，所以不会对环境和人体健康造成影响。目前，这种无机防火涂料无论是在国内还是国外，都受到了极大的重视，因此，这也是现阶段防火涂料发展的一个重要方向。例如，无机防火涂料中的一种就是硅酸盐膨胀防火涂料，这种涂料是采用无机低温发泡层以及无机高温发泡层组成的复合发泡层原理，属于梯次发泡原理，这就大大提高了防火涂料的防火效果。

（二）多功能防火涂料

这种防火涂料具有绝热性、消音性、防辐射、防紫外线、防腐蚀等等一系列类型，现阶段，国内外生物、物理、化学、高分子化学等科学技术突飞猛进的发展，为这些防火涂料的开发与研究提供了强有力的保障。因此，研究与开发这些复合化多功能的钢结构防火涂料，并且对于能够赋予防火涂料特殊功能的树脂添加剂的研究已经是当今科学领域的一大课题。