二、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

鋼結(jié)構(gòu)防水涂料（包括預應力混凝土樓板防火涂料）主要用作不燃燒體構(gòu)件的保護性材料，該類防火涂料涂層較厚，并具有密度小、熱導率低的特性，所以在火焰作用下具有優(yōu)良的隔熱性能，可以使被保護的構(gòu)件在火焰高溫作用下材料強度降低緩慢，不易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形，從而提高鋼結(jié)構(gòu)或預應力混凝土樓板的耐火極限。

1．鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的分類及品種

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按所使用膠粘劑的不同可分為有機防火涂料和無機防火涂料兩類，其分類如下：

我國現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》（GB14907—1994）將鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按施涂厚度分為：厚型（H形），薄型（B形）。20世紀90年代開始出現(xiàn)了超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，并且已成為目前我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料研究及生產(chǎn)單位競相研制的熱點。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層厚度一般為4～7mm，有一定裝飾效果，高溫時涂層膨脹增厚，具有耐火隔熱作用，耐火極限可達0．5～1．5h。這種涂料又稱鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料厚度一般為8～50mm，粒狀表面，密度較小，熱導率低，耐火極限可達0．5～3．0h。這種涂料又稱鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。

薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的主要品種有：LB鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料、SG—1鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料、SB—2鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料、SS—1鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要品種有：LG鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料、STI—A、JG276、ST86、SB—1、BG—22鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等。

2．鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的阻火原理

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的阻火原理有三個：一是涂層對鋼基材起屏蔽作用，使鋼構(gòu)件不至于直接暴露在火焰高溫中。二是涂層吸熱后部分物質(zhì)分解放出水蒸氣或其他不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和延緩燃燒速度、稀釋氧氣的作用。三是涂層本身多孔輕質(zhì)和受熱后形成碳化泡沫層，阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強度的降低，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。據(jù)研究，涂層經(jīng)膨脹發(fā)泡后，熱導率最低可降至0．233W／（m·k），僅為鋼材自身熱導率的1／290。

3．鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要有物理、化學及機械性能，包括在容器中的狀態(tài)、干燥時間、初期干燥抗裂性、外觀和顏色、粘結(jié)強度、抗壓強度、干密度、熱導率、抗震性、耐水性、耐凍融循環(huán)性等項。各類防火涂料的性能特點見表6－3。

表6－3　現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能特點

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火性能為耐火極限。

4．鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用原則

選用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料時，應考慮結(jié)構(gòu)類型、耐火極限要求、工作環(huán)境等。選用原則如下：

（1）裸露網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼屋架，以及其他構(gòu)件截面小，振動撓曲變化大的鋼結(jié)構(gòu)，當要求其耐火極限在1．5h以下時，宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，裝飾要求較高的建筑宜首選超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

（2）室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層等性質(zhì)重要的建筑，當要求其耐火極限在1．5h以上時，應選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

（3）露天鋼結(jié)構(gòu)，必須選用適合室外使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

室外使用環(huán)境比室內(nèi)嚴酷得多，涂料在室外要經(jīng)受日曬雨淋，風吹冰凍，因此應選用耐水、耐凍融、耐老化、強度高的防火涂料。這方面有不少教訓，例如某工程選用某種防火涂料用于數(shù)萬平方的鋼結(jié)構(gòu)建筑上，由于是室外環(huán)境，使涂料在不到一年時間，就風化變黃，出現(xiàn)脫落，失去保護作用。

一般來說，非膨脹型比膨脹型耐候性好。而非膨脹型中蛭石、珍珠巖顆粒型厚質(zhì)涂料，若采用水泥為膠粘劑比水玻璃為膠粘劑的要好。特別是水泥用量較多，密度較大的，更適宜用于室外。

（4）注意不要把飾面型防火涂料選用于保護鋼結(jié)構(gòu)。飾面型防火涂料適用于木結(jié)構(gòu)和可燃基材，一般厚度小于1mm，薄薄的涂膜對于可燃材料能起到有效的阻燃和防止火焰蔓延的作用。但其隔熱性能一般達不到大幅度提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的作用。

對鋼結(jié)構(gòu)進行防火保護措施很多，但涂覆防火涂料是目前相對簡單而有效的方法。隨著高科技建筑材料的發(fā)展，對建筑材料功能性要求的提高，防火涂料的使用暴露出不足，如安全性問題：防火涂料中阻燃成分可能釋放有害氣體，對火場中的消防人員、群眾會產(chǎn)生危害。耐久性問題：2001年9·11事件中，美國世貿(mào)大廈的倒塌已反映出這方面的問題，如防火涂料涂覆一年或若干年后防火性是否依舊？防火涂料與基材的粘結(jié)是否會隨時間的延長而出現(xiàn)剝落、粉化（美國世貿(mào)大廈火災發(fā)生后，發(fā)現(xiàn)防火涂料的涂層已脫落）？這些意味著防火涂料使用若干年后，將由于各種原因而失去應有的功能，耐火極限明顯下降。