建筑防火涂料的应用.doc

建筑防火涂料的应用

在建筑制定中经常会出现钢结构，混凝土楼板不能满足防火规范的要求，有些室闪装修和家具用材料的可燃性过高而被限制使用的问题。解决这些问题简单且行之有效的方法之一就是使用防火涂料。防火涂料用于建筑构件可提升其耐火等级，涂干可燃性材料表面，可使其满足阻燃性要求，扩展应用的范围。
一、防火涂料的工作原理和分类
    防火涂料是一类可降低可燃基材火焰传播速率或阻止热量向可燃基材传递进而推迟或消除基材的引燃过程或者推迟结构件失稳及力学强度逐渐降低的涂料。即关于不可燃基材，防火涂料能降低基材温度升高的速率，延长结构失稳的过程；对可燃基材，防火涂料能推迟或消防可燃基材的引燃。
    防火涂料的防火工作机理表现在以下几个方面：
    1．防火涂料中的硅酸盐类水化产物遇热脱水汽化从而汲取大量的热量，同时涂层中的吸热材料因受热分解或相变，也耗掉一定的热量，从而降低构件温度升高的速率，提升了构件的耐火能力。
    2、防火涂料受高温作用后，自身能分解出一些惰性气体，它们破坏了燃烧必要条件的形成。
    3、涂料受热後出现一层熔融膜并逐渐形成均匀的碳化层进而形成膨胀的发泡层。其膨胀量为涂覆度的10U0—2000倍。
    防火涂料有多种分类法。按其使用的部位划分，可将其分为钢结构防火涂料、木结构防火涂料、砼结构防火涂料等；按其成膜物来分，可分为有机，无机和复合防火涂料；按其可溶性划分，可分为水性防火涂料、油性防火涂料；按其阻燃原理分，可分为膨胀型防火涂料、非膨胀型防火涂料。但依据防火涂料的作用、功能和现行国家标准对防火涂料的要求，最适宜的分类为：结构型防火涂料和饰面型防火涂料。具体的分类示看法图1。

    从总体看，防火涂料无论在研制技术，生产过程质量控制方面，还是在施工应用方面都有各种科学的或经验的依据。所以它是一种比较成熟的产品。
二、饰面型防火涂料
  饰面型防火涂料的主要功能在于施涂干可燃性基材的表面後能有效地降低可燃基材的表面燃烧特性，从而提升建筑材料的防火性能。
    1、物理化学性能
    防火涂料作为保护层和饰面材料，应具有使用对象斫要求的理化性能。
    注：关于透时防火涂料同意表干≤24/h，贵干≤72/h
    防火涂料在剧试其防火性能之前，其理化性能应符合GB 12441中4．2条的规定。见表1。

   防火涂料应具有适当的使用期，在此期间，防火涂料的涂膜应坚持完好，各项理化性能应能有效维持。

    2、防火性能
    饰面型防火涂料的防火性能按试验测定的结果分为两个级别，每个级别的技术要求指标见表2所示。
    当防火涂料不能同时达到表2中某一级别规定的性能指标时，则按最低一级性能数据作为分级的依据。

   表2中规定的分级仅适用于试验规定的涂覆比值和基材类型。具体的试验方法如下。
    ①大板燃烧法
    该方法是在规定基材和特定燃烧条件下，测试涂覆于可燃基材表面的防火涂料耐燃特性，并以此评定防火涂料耐燃性能的优劣。该方法仅适用于各种筛面型防火涂料耐燃性的测试。
    整个试验过程按时问—温度标准曲线的要求升温，从试件受火那一随时起到试件背火面温度温升达到180℃和试件背火面出现穿透时止，这段时间即为饰面型防火涂料的耐燃时间。
    ②隧道燃烧法
  该方法以小型隧道炉测试涂覆于基材表面的饰面型防火涂料的火焰传播特性，并以此评定防火涂料对可燃基材的防火保护作用及阻止火焰传播性能的优劣。
    将处理好的涂覆试件安排在隧道炉试件支架内，涂覆面向下进行燃烧试验，并测得涂覆试件的火焰传播值Ls。
    ③小室燃烧法
    该方法是在实验室条件下测试涂覆千基材表面的饰面型防火涂料的阻火性能。以其燃烧质量损失，碳化体积来评价防火涂料的优劣。
三、结构型防火涂料   
    结构型防火涂料包括钢结构防火涂料和混凝土结构防火涂料。一般地说混凝土防火涂料的使用量极少。因此人们碰到的主要是钢结构防火涂料。
    建筑物中承重钢结构必需作防火保护。国家现行规范《建筑制定防火规范》和《高层民用建筑制定防火规范》中对建筑物的耐火等级及相应的建筑构件应达到的的耐火极限，作了具体规定，详见表3。

    钢结构防火涂料施涂于建筑和构筑物钢结构构件的表面，以形成耐火隔热保护层，提升钢结构的耐火极限值。依据其涂层的厚度及性能特点可分为薄涂型和厚涂型两类。薄涂型钢结构防火涂料(B类)的涂层度一般为2mm-7mm，有一定的装饰效果，高温时膨胀增厚，耐火隔热，耐火极限可达0.5h-1.5h，人们又常称这种涂料为钢结构膨胀型防火涂料。厚涂型钢结构防火涂料(H类)的涂层厚度一般为8mm-50mm，呈粒状面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5h-3.0h。人们常称这种涂料为钢结构防火隔热涂料。
    为了贯彻实施国家的有关建筑防火规范，使用防火涂料保护钢结构，提升其耐火极限，做到安全可靠、技术先进，经济合理，中国工程建设标准化协会组织编制了《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS 24：90)。
    该规范规定，钢结构防火涂料均应通过国家检剧机构检测合格後，方可使用其中薄涂型钢结构防火涂料的主要技术性能应符合表4的规定。

    而厚涂型钢结构防火涂料的主要技术性能应符合表5的规定。
    钢结构防火涂料的粘结强度应参照《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》6．12条粘结强度试验进行。
四、防火涂料的发展
    防火涂料作为一种安全防护产品，仍将有很大的发展空间。
    1、饰面型防火涂料
    饰面型防火涂料目前主要应用于木制装饰和木制家具的表面上，而就装修工程而言，人们希望所装修的物体在安全的基础上，也应体现美观的特徵。目前国内市场上销售的饰面防火涂料，基本上是非透明型的，即一旦涂上防火涂料後，被涂物体的原有色泽和花纹将无法显现。这显然不是装修制定者和使用者的本意。为此开发透明型的饰面防火涂料是这类涂料发展的方向。这种透明的防火涂层既可防火又使物体表面美观有光泽。它们可用于各种实木、胶合板、木屑板、三聚层饰面板上。这种涂料还应在涂刷时，无须去除板面上已有油漆或其它装饰面层。透明防火涂料刷後的表面应能经受各种清洗。
    2、铜结构防火涂料
    钢结构防火涂料的发展主要解决两个问题：
    ①厚型防火涂料的耐久抗街击。
    这类涂料又叫无机轻体喷涂材料和耐火喷涂物，属干非膨胀型，有蛭石水泥系、矿纤维水泥系，氯氧化镁水泥系和其他无机轻体系，其基本组成是：
    胶结料(硅酸盐水泥，氯氧化镁或无机高温粘接剂等)
    骨料(膨胀侄石、膨胀珍珠岩、矿棉等)
    化学助剂(改性剂，硬化剂、防水剂等)
    水
    涂层厚度视各钢结构耐火极限要求而定，除具有容重轻、热导率低、耐火绝热性好等优点外，其最特别的特点是可靠性高，只要涂层不脱落、开裂，其耐火性能就能坚持原有的性能。
    但是这类涂料在震动和冲击力作用下其粘结力的耐久性就难保证。为此对这类涂料要着重研究其粘结特性，以保证涂层不剥落。
  ②薄型化问题
  薄涂型钢结构膨胀防火涂料是相关于厚涂型而言，这类涂料又叫膨胀装饰涂料或膨胀油灰，常分为底层主涂层)和面层(装饰层〕涂料，其基本组成是：
  粘结剂(有机树脂中有机与无机复合物)
  膨胀阻燃剂、绝热加强材料
  颜料和化学助剂
  溶剂和稀释剂
  涂层厚度一般为3/mm-7/mm，可作成平整平滑的表面，有一定装饰效果，高温时涂层能膨胀加强厚到几十甚至几百毫米，可将钢结构件的耐火极限由0.25/h提升到0.5/h-2.5/h。
    为了减轻构件的自重，提升涂料的粘结性，更奸的装饰钢结构表面，国内外的一些单位都在大力开发超薄型的防火涂料，即涂层厚度在3/mm以内的防火涂料。德国产的厚度为2.42/mm的涂料，耐火极限时间已超过2/h。国内现有产品与之相比还有较大差距。薄型化是一个方向，但合计到化学材料长期性能变化的问题，目前也不应片面的强调，应进行综合的、系统的比较分析，以得出恰当的控制点。