淺析鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用中的問題及對策

隨著建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式日新月異，鋼結(jié)構(gòu)由于具有強度高、自重輕、抗震性好、施工快、建筑基礎(chǔ)費用低、結(jié)構(gòu)占用面積少和工業(yè)化程度高等特點得到了人們的廣泛重視。鋼結(jié)構(gòu)雖然不燃，但是極易導(dǎo)熱，當(dāng)自身溫度達(dá)到540℃以上，其力學(xué)性能迅速下降，而當(dāng)溫度達(dá)到600℃時，鋼材的強度幾乎為零。裸鋼的耐火極限通常只有15-30min。根據(jù)我國有關(guān)建筑防火設(shè)計規(guī)范的要求，建筑的柱、梁及樓板與屋頂承重構(gòu)件的耐火極限的要求為0.5-3.0h不等。1998年5月5日，北京玉泉營環(huán)島家具城大火，鋼結(jié)構(gòu)防火未達(dá)標(biāo)，1.3萬m2鋼結(jié)構(gòu)輕體建筑全部倒塌，造成直接經(jīng)濟(jì)損失2087萬元;震驚世界的“911事件”后專家分析認(rèn)為，其實飛機并沒有將大樓撞倒，而是由于飛機在撞到大樓的同時破壞了大樓鋼結(jié)構(gòu)上的防火涂層，并爆炸起火，使得鋼結(jié)構(gòu)暴露在熊熊烈火中，一個多小時后，結(jié)構(gòu)軟化，強度喪失，轟然倒下。因此必須對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)，從而提高其耐火極限。

    鋼結(jié)構(gòu)的防火措施多種多樣，過去曾采用澆鑄混凝土外殼，用耐火磚等設(shè)置阻火屏障、用石膏板等不燃材料包覆或采用空心管材內(nèi)部充水冷卻等方法�，F(xiàn)在更多的是采用噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的方法保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，由于這種措施防火隔熱性能好，施工不受結(jié)構(gòu)幾何形體限制，一般不需要增加輔助設(shè)施，易于實施，還有一定的美觀裝飾作用等得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型、耐久性、施工質(zhì)量等方面存在著一些問題，也給防火監(jiān)督工作帶來了一定困難。

    一、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型

    (一)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的分類

    目前，按GB14907-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》的分類，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料根據(jù)其涂層的厚度和性能特點可分為：超薄型、薄涂型和厚型三類。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(CB類)的涂層厚度不大于3mm，薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(B類)的涂層厚度為3~7mm，這兩類涂料在火災(zāi)時能吸熱膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。通常稱這兩種涂料為鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料。厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(H類)的涂層厚度為7~45mm，它們呈現(xiàn)粒狀面，密度較小，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用，耐火極限可達(dá)0.5~3.0h，通常稱這種涂料為鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。兩類涂料具有不同的性能特點，分別適用于不同場合。所有鋼結(jié)構(gòu)防火涂料又分為室內(nèi)和室外兩種使用類型。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型存在問題

    鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型主要存在的問題：一是超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已經(jīng)成為我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和生產(chǎn)單位競相研制的熱點，超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般為溶劑型體系，由于與厚型和薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比，超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料裝飾性更好，涂層更薄，工程中使用量大大減少，從而降低了工程總費用，是目前市場上大力推廣的品種。但是，在鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)工程中出現(xiàn)了片面的追求涂層越來越薄的現(xiàn)象，片面的宣傳推廣超薄型涂料的現(xiàn)象，這對為建筑物提供切實可靠的安全保障極為不利。由于超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要還是依靠配方中有機成分的物理化學(xué)反應(yīng)起作用，任何影響涂料炭化膨脹性質(zhì)的因素都將影響其最終的防火性能，很難保證在涂裝較長時間后還能為構(gòu)件提供2.0h以上的防火保護(hù)。

    二是設(shè)計者往往是簡單的注明采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)措施，不能詳細(xì)的說明選用哪一種類型的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，在施工中單純考慮價格、美觀等問題，造成防火涂料選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。三是選型時往往忽視建筑物的環(huán)境以及使用性質(zhì)的要求。露天鋼結(jié)構(gòu)受到日曬雨淋，或高層建筑的頂層鋼結(jié)構(gòu)上部采用透光板時，陽光暴曬，環(huán)境條件較為苛刻，應(yīng)選用室外型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。四是把技術(shù)性能僅滿足室內(nèi)要求的涂料用于室外。

    (三)正確選擇鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

    1、室外不宜使用膨脹型防火涂料。

    膨脹型防火涂料起先用于木結(jié)構(gòu)，由于用于室外耐候性差，易老化、起皮，在潮濕、腐蝕環(huán)境中膨脹的可靠性問題，以及在高溫火焰燒烤發(fā)泡過程中，樹脂分解產(chǎn)生濃煙和有毒氣體等，因此若無特殊措施，在隧道、室外以及經(jīng)常有人停留的建筑內(nèi)，不宜使用膨脹型防火涂料。核能、電力、石化及化工等行業(yè)的工程應(yīng)當(dāng)主要以厚型防火涂料為主。

    2、慎重選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，嚴(yán)格控制超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用。

    要從嚴(yán)控制全鋼結(jié)構(gòu)建筑，特別是鋼柱、鋼梁、鋼質(zhì)樓板和鋼質(zhì)疏散樓梯在大型公共民用建筑中的運用。鋼柱、鋼樓板、鋼質(zhì)疏散樓梯等主要建筑構(gòu)件應(yīng)優(yōu)先選用鋼絲網(wǎng)片混凝土等防火保護(hù)材料，確實有困難的，可選用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)，慎重選用薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，嚴(yán)格控制超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)及多層鋼結(jié)構(gòu)廠房，不宜使用薄涂型和超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

    3、根據(jù)建筑部位和耐火極限要求選用防火涂料

    建筑物中的隱藏鋼結(jié)構(gòu)，對涂層的外觀質(zhì)量要求不高，應(yīng)盡量采用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。裸露的鋼網(wǎng)架，鋼屋架及屋頂承重結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)范規(guī)定的耐火極限要求在1.5h以下時，可選用薄涂型或超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，耐火極限要求超過2.0h時，應(yīng)選用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

    二、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性及使用管理

    (一)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性

    無論哪一種防火涂料，其檢測報告中給出的耐火極限都是其使用前的檢驗結(jié)果，而在防火涂料涂覆若干年后，防火涂料的防火性能是否依舊?目前，對各種類型的防火涂料在工程環(huán)境中的使用壽命缺乏科學(xué)的評價，防火涂料廠商在產(chǎn)品的說明中不能夠提供在不同的使用環(huán)境下可使用的年限和更換周期。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用都是抱著“一勞永逸”的態(tài)度。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性研究已經(jīng)是一項迫在眉睫的工作，應(yīng)當(dāng)制定有關(guān)防火涂料耐久性的評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法，從而科學(xué)的判定更換或維修防火涂料的周期或年限。此外，防火涂料的維修也不是簡單的重新涂刷，在舊防火涂料基層上重新涂刷，是否能夠達(dá)到技術(shù)性能要求?重新刷新防火涂料尤其對是隱蔽工程其施工難度如何克服?這些都是需要進(jìn)一步研究的課題。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用管理

    國內(nèi)生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的廠家很多，品種也雜，尚無統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)異的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和室外型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的品種較少，使用時應(yīng)十分慎重。

    涂料型號必須經(jīng)過設(shè)計單位、施工單位、建設(shè)單位和消防部門審定。防火涂料應(yīng)隨著建筑物的長期使用而同樣具有長期的功能性，因此在防火涂料施工驗收后，還應(yīng)注意維護(hù)管理。一是避免遭受其他操作或意外的沖擊、磨損、雨淋及污染等的損害。

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