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薄型钢结构防火涂料膨胀性能的调查与分析

日期: 2019-08-20 08:59 浏览次数 :

  钢结构是建筑构造之首要构件,紧随经济发展的趋势,钢架结构运用的范畴愈来愈普遍,尤其公共建筑中的运用。但其防火材料特性差是其致命性缺点,因而,对钢架结构开展防火安全维护意义重大,在具体工程项目中,喷涂钢结构防火建筑涂料是应用更为普遍都是比较经济发展的这种方式。
 
  薄钢结构防火涂料膨胀性能的调查与分析
 
  因为钢架结构具备抗压强度高、重量轻、密封性好、生产制造简变、工程施工期短、占地小、建筑工业化水平高、外型幽美等特性,随之在我国经济发展的飞速发展,钢架结构做为这种理想化的建筑构造,正进到这种新的更高的发展趋势环节。然而,随着钢结构的广泛应用,钢结构的防火问题也日益突出。钢的耐热性和耐火性已成为钢结构的致命弱点。钢材的常温热传导率高达52.8W/m?K,与升温和水接触时热传导率变高,遇到火灾和热的温度在500℃前后,弹性模量、降伏强度和极限强度显着降低,应变急剧增大,急速扭转变形,钢架构造物的一部分或全部崩溃钢结构防火保护的方法有多种,其中,在钢结构表面涂覆各种防火涂料是目前相对简单易行、可靠、经济实用的方法,它可明显提高钢结构的耐火极限,减少火灾损失。因此,钢结构防火涂料得到了广泛的应用。同时,钢结构防火涂料的耐久性也引起了人们的关注。本文研究和分析了影响钢结构室内薄防火涂料耐久性的膨胀性能。
 
  1室内薄型钢结构防火涂料
 
  薄型防火涂料的厚度一般为2~7mm,可分为水性涂料和溶剂型涂料。根据涂层厚度分为薄涂层型(涂层厚度≤7mm,标准耐火极限时间≥1.5h)和超薄型(涂层厚度≤3mm,标准耐火时间≤1.5h)。薄涂型钢结构物防火涂料也称为膨胀化妆涂料或膨胀腻子。它主要由粘合剂有机树脂或有机-无机复合材料(10%-30%)、有机和无机保温材料(30%-60%)、颜料和化学添加剂(5%-15%)、溶剂和稀释剂(10%-25%)组成。一般分为底漆涂层、中间涂层和表面涂层(装饰层)。使用时,涂层一般不超过7毫米,具有一定的装饰效果。涂层受热时膨胀,耐火极限可从0.5小时增加到约2.0小时遭遇火灾后,自身发泡膨胀至原涂层厚度的数十倍至数十倍,形成多孔碳质层,能够隔断外部热源对钢材的热传导,在钢架的防火保护中,首先,隔断火焰对钢材的直接加热,隔断底钢材与空气的接触,有效阻止向钢材的热传导这样的3点被起作用之后,涂层的软化、熔融、膨胀等物理变化和聚合物、填料、助剂的分解、蒸发和碳化等化学作用吸收大量的热,有助于降低系统温度和火焰的传播速度之后,分解高温放出的卤化氢气体捕捉燃烧产生的自由基,停止燃烧反应,起到灭火的作用。此类防火涂料的主要特点是涂层薄、重量轻、抗振性好、装饰性好、易老化等[2]。
 
  2现场取样
 
  本次研究选取了9座钢结构厂房,喷涂的均为室内薄型钢结构防火涂料,喷涂时间从1998年至2008年,取样日期为2011年11月,取样数量均大于10g。详细见表1。
室内薄型防火涂料取样
  3试验
 
  根据DBJ01-616-2004《工程建筑防火材料(板)建筑工程设计、工程施工与工程验收技术规范》中附则B防火材料澎涨特性的测定法开展实验[3]。
 
  3.1试验设备
 
  阻燃性试验仪
 
  3.2试验方法
 
  将在工程项目当场刮取的防火材料粉末状破碎后,放进直徑Ф45mm的特别制作器皿中,匀称布满器皿底端并夯实至2mm标尺线处,随后放进控温750℃的阻燃性试验仪中,实验开展5min,终止实验后取下器皿。观察膨胀的涂层表面是否溢出容器上表面[3]。薄型钢结构物的防火涂料溢出时超过5倍,显示合格,研究中没有判定合格与否,只测定膨胀的倍数。
 
  4结果分析
 
  测试了9个样品的溶胀性能,结果显示在表2中。一些测试照片如图1所示。
防火涂料膨胀性能试验
部分试验图片
  4.1结果分析
 
  1)根据实验结果,只有2个(22.2%)的膨胀倍数大于5倍,而另外7个(77.8%)的膨胀倍数小于5倍。
 
  2)2号样品是超薄型钢结构物的防火涂料,膨胀性能可能良好
 
  3)假设所有钢结构防火涂料的膨胀性能在施工验收时均合格,即可达到5倍,则防火涂料的膨胀比随使用时间迅速增大和减小,钢结构厂房存在火灾隐患;
 
  4)实验结果表明,防火涂料的膨胀原理性能随着使用时间的增加而降低,但衰减规律不能仅从上述数据中得到。
 
  5建议
 
  1)由于室内薄钢结构防火涂料的防火体系是有机的,其防火性能会随着使用时间的增加而逐渐衰减,实际抽样分析已经证实了这一点。然而,由于数据有限,无法获得其衰变规律。因此,建议对室内薄钢结构防火涂料的耐久性进行研究。
 
  2)从本研究数据可以看出,目前钢结构消防工程存在很大的火灾风险。建议对现有钢结构厂房的防火涂料进行抽样分析,并根据分析结果提出相应的建议或采取相应的措施。
 
  3)根据试验结果,部分涂料在施工过程中膨胀性能不到5倍。建议进入复试时对钢结构防火涂料的膨胀性能进行测试。