鋼結構防火涂料分類及其與油漆相容性的測試方法

鋼結構防火涂料分類及其與油漆相容性的測試方法摘要：鋼結構防火涂料的施工涉及到重大生命和財產安全問題。一直以來，有關部門和公眾對鋼結構防火都十分重視。本文針對以上關注點，以GB14907-2018《鋼結構防火涂料》為依據(jù)，并依據(jù)相關標準提出一套測試防火涂料與油漆相容性的方案。關鍵詞：鋼結構防火涂料；相容性；測試方法；類型；ClassificationoffireretardantcoatingsforsteelstructuresandtestmethodsfortheircompatibilitywithpaintsHanWeilunChinaConstructionEighthEngineeringBureauLtd.

Shanghai

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

retardantcoatingsforsteelstructures",andaccordingtotherelevantstandards,thispaperputsforwardasetofschemetotestthecompatibilityoffireretardantcoatingsandpaints.Keywords:fireretardantcoatingforsteelstructure;Compatibility;Testmethod;Type;1、概述鋼結構防火涂料是用來提高鋼結構耐火極限的特種涂料。隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，采用鋼結構的建筑也隨之不斷增加。鋼材雖然是不能燃燒的材料，但是在火災的高溫下，其力學性能如：屈服強度、彈性模量等卻會隨溫度升高而降低，一般在15分鐘左右就會喪失承重能力而垮塌，80年代初國外鋼結構防火涂料產品就已在中國的諸多工程上應用，如北京最早的“五星級”酒店之一“北京西苑飯店”應用。鋼結構防火涂料發(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)展起來的超薄型、室外和室內用等多種鋼結構防火涂料先后在工程項目中獲得廣泛應用。無論采取何種方法都應具備一下幾點：（1）安全無毒；（2）易于與鋼構件結合；（3）在預期的耐火極限內科有效的保護鋼結構；（4）在鋼構件受火后發(fā)生變形時，防火保護材料應不被破壞而仍能發(fā)揮原有的保護作用；（5）經(jīng)濟合理。2、防火涂料的分類2.1厚涂型鋼結構防火涂料厚涂型鋼結構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0.5~3h。在火災中涂層不膨脹，依靠草料的不燃性、低導熱性或涂層中材料的吸熱性，延緩鋼材的升溫，保護鋼構件。這類鋼結構防火涂料采用合適的粘結劑，再配以無機輕質材料、增強材料。2.2薄涂型鋼結構防火涂料涂層厚度在3~7mm的鋼結構防火涂料稱為薄涂型防火涂料。該類涂料受火時能膨脹發(fā)泡形成的耐火隔熱層延緩鋼材的升溫，保護鋼構件。這類鋼結構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2h的建筑鋼結構上。2.3超薄型鋼結構防火涂料超薄型鋼結構防火涂料是指涂層厚度不超過3mm的鋼結構防火涂料，這類防火涂料受火時膨脹發(fā)泡，形成致密的防火隔熱層，是近幾年發(fā)展起來的新品種。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以內的建筑鋼結構上。3、鋼結構防火涂料與油漆相容性的淺析3.1概述鋼結構防火涂料要起到一定防腐作用，避免產生銹蝕導致的經(jīng)濟的損失和潛在安全隱患。因此，工程上鋼結構都必須進行有效的防腐處理。目前絕大多數(shù)鋼結構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、同時兼具防腐保護等性能的鋼結構防火涂料，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機理分析從結果上分析，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，防火涂料在完全不浸潤的油漆表面收縮，產生的疏松結合界面，當與到外界環(huán)境驟變時，較易引起界面層間空氣的收縮或膨脹，引起鋼結構外層開裂或起泡，同時因防火層與防銹層間作用力過小，還會導致表面涂層脫落。防火涂料與防銹油漆更多的是部分相容狀態(tài)，如b所示，表面基團不親不憎，導致內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)。實際上，形成的漸變層區(qū)要比圖中的“漢堡”結構更加復雜，因此產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。在實際使用中，施工方和驗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、大分子鏈段纏結時，導致接合處存在極強的附著力和較強的化學鍵結合，并且因為兩種材料完全相容，并不會區(qū)分出漸變區(qū)，或產生的漸變區(qū)極薄，此種情況為完全相容。3.3相容性測試方法探討GB14907-2018要求的指標，比較詳細的概括了防火涂料在涂層強度、涂層和界面粘結性、涂層在各種嚴苛條件下是否產生變質、老化。因此在基于標準考察上述情況時，評價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.粘結試驗另需將粘結破壞形式體現(xiàn)在實驗記錄和報告中；4.涂層附著力實驗，應用考核較嚴的劃圈法；5.初期干燥抗裂性；6．耐冷熱循環(huán)性。4、結語新修訂的鋼結構防火涂料標準以相關科研成果為基礎，參考借鑒國外方法，操作性更強，標準的適用場合、涂料產品的質量考核更科學合理，同時也給產品的不斷改進和促進競爭留下了發(fā)展空間。雖然新標對防火涂料與油漆相容性并沒有明確的指標，也沒有明確的方法，但是基于上文分析。涂刷完畢，養(yǎng)護結束后，評價試件的相容性其本身需考察的性能有三點：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期保持。涂刷完畢如果需要更好的效果還可以做對比試件，將無底涂直接刷防火涂料的試件和有底涂的試件進行