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建筑防火是消防科學技術的一個重要領域,而防火涂料又是防火建筑材料中重要組成部分。防火涂料是指涂裝在物體表面,可防止火災發生,阻止火勢蔓延傳播或隔離火源,延長基材著火時間或增加絕熱性能以推遲結構破壞時間的一類涂料。按用途和使用對象的不同可分為:飾面型防火涂料、電纜防火涂料、鋼結構防火涂料、預應力混凝土樓板防火涂料等。這幾年鋼結構防火涂料,從品種類型、技術性能、應用效果和標準化程度上看,已接近或達到國際先進水平。近幾年,其需求量成倍增長,這與鋼結構建筑的迅速發展是分不開的。
1.鋼結構防火涂料
鋼材是一種不會燃燒的建筑材料，它具有抗震，抗彎等特性。在實際應用中，鋼材既可以相對增加建筑物的荷載能力，也可以滿足建筑設計美感造型的需要;還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲，拉伸的缺陷。因此鋼材受到了建筑行業的青睞，單層，多層，摩天大樓，廠房，庫房，候車室，候機廳等采用鋼材都很普遍。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷，它的機械性能，如屈服點，抗拉及彈性模量等均會因溫度的升高而急劇下降。鋼結構通常在450~650℃溫度中就會失去承載能力、發生很大的形變、導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因過大的形變而不能繼續使用，一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。因此,對鋼結構進行保護勢在必行。鋼結構防火涂料刷涂或噴涂在鋼結構表面,起防火隔熱作用,防止鋼材在火災中迅速升溫而降低強度,避免鋼結構失去支撐能力而導致建筑物垮塌。從80年代初,我國也開始研制鋼結構防火涂料,至今已有許多優良品種廣泛應用于各行各業。
2.厚涂型鋼結構防火涂料
厚涂型鋼結構防火漆是指涂層厚度在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,依靠材料的不燃性、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。與其他類型的鋼結構防火涂料相比,除了具有水溶性防火涂料的一些優點之外,由于它從基料到大多數添加劑都是無機物,因此成本低廉。該類鋼結構防火涂料施工一般采用噴涂,多應用在耐火極限要求2h以上的室內鋼結構上。但這類產品由于涂層厚,外觀裝飾性相對較差。
3.薄涂型鋼結構防火涂料
薄涂型鋼結構防火涂料是指涂層厚度大于3mm，小于等于7 mm，有一定裝飾效果，高溫時膨脹增厚，耐火極限在2 h以內的鋼結構防火涂料。這類鋼結構防火涂料一般是用合適的水性聚合物作基料，再配以阻燃劑復合體系、防火添加劑、耐火纖維等組成，其防火原理同超薄型。對這類防火涂料，要求選用的水性聚合物必須對鋼基材有良好的附著力、耐久性和耐水性。其裝飾性優于厚型防火涂料，遜色于超薄型鋼結構防火涂料，一般耐火極限在2 h以內。因此常用在小于2 h耐火極限的鋼結構防火保護工程中，常采用噴涂施工。
4.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3 mm(含3 mm)以內，裝飾效果較好，高溫時能膨脹發泡，耐火極限一般在2 h以內的鋼結構防火涂料。該類鋼結構防火涂料一般為溶劑型體系，具有優越的黏結強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點;在受火時緩慢膨脹發泡形成致密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效保護鋼構件。超薄膨脹型鋼結構防火涂料施工可采用噴涂、刷涂或輥涂，一般使用在耐火極限要求在2 h以內的建筑鋼結構上。
已出現了耐火性能達到或超過2 h的超薄型鋼結構防火涂料新品種，它主要是以特殊結構的聚甲基丙烯酸酯或環氧樹脂與氨基樹脂、氯化石蠟等復配作為基料粘合劑，附以高聚合度聚磷酸銨、雙季戊四醇、三聚氰胺等為防火阻燃體系，添加鈦白粉、硅灰石等無機耐火材料，以200#溶劑油為溶劑復合而成。各種輕鋼結構、網架等多采用該類型防火涂料進行防火保護。由于該類防火涂料涂層超薄，使得使用量較厚型、薄型鋼結構防火涂料大大減少，從而降低了工程總費用，又使鋼結構得到了有效的防火保護，防火效果很好。
與厚涂型和薄涂型鋼結構防火涂料相比,超薄型膨脹鋼結構防火涂料黏度更細、涂層更薄、施工方便、裝飾性更好。在滿足防火要求的同時又能滿足高裝飾性要求,特別是對裸露的鋼結構,這類涂料是目前備受用戶青睞的鋼結構防火涂料。
5. 礦物棉類建筑防火隔熱涂料
礦物棉類建筑防火隔熱涂料是繼厚涂型建筑防火涂料- 珍珠巖系列，氯氧鎂水泥系列防火涂料之后的又一重要防火涂料系列，尚屬空白，它與珍珠巖類防火涂料相比，其主要特點是作為隔熱填料的礦物纖維對涂層強度可起到增強作用，可應用于地震多發的地區或常受震動的建筑物，并能起到防火、隔熱、吸音之作用。礦物棉類建筑防火隔熱涂料主要有礦物纖維防火隔熱涂料、隔熱填料，其主要成分是礦物棉、粘結材料一般是水泥，在現場采用干法噴涂施工，即纖維經分散后與粘結材料一起用高壓空氣輸送至噴口處，然后與分布于噴口周圍的高霧化水混合噴射至待涂表面。能夠獲得密度較小的涂層，從而能減輕整個建筑物的重量，降低建筑物負荷。國外已廣泛使用快干型礦物棉類防火涂料，在施工條件差的建筑工地使用時，具有施工方便、成本低、干燥時間短等優點。
6. 防火隔熱原理
超薄型或薄型鋼結構防火涂料的防火隔熱原理:
涂覆在鋼結構上的超薄型或薄型鋼結構防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料層在受火時膨脹發泡，形成泡沫，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因為其質地疏松而具有良好的隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護基材的速度;根據物理化學原理分析，涂層膨脹發泡產生的泡沫層的過程因為體積擴大而呈現吸熱反應，也消耗了燃燒時的熱量，有利于降低體系的溫度，這幾個方面的作用，使防火涂料產生顯著的防火隔熱效果。
厚型鋼結構防火涂料的防火隔熱原理:
涂覆在鋼構件上的厚型鋼結構防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料受火時涂層基本上不發生體積變化，但涂層熱導率很低，延滯了熱量傳向被保基材的速度，防火涂料的涂層本身是不燃的，對鋼構件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進攻鋼構件.還有涂料中的有些組分遇火相互反應而生成不燃氣體的過程是吸熱反應，也消耗了大量的熱，有利于降低體系溫度，故防火效果顯著，對鋼材起到高效的防火隔熱保護.另外該類鋼結構防火涂料受火時涂層不發生體積變化形成釉狀保護層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能被保護的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應.但這類涂料所生成釉狀保護層導熱率往往較大，隔熱效果差.為了取得一定的防火隔熱效果，厚涂型防火涂料一般涂層較厚才能達到一定的防火隔熱性能要求。
國外的鋼結構防火涂料已向著超薄、超耐候性能、裝飾性能優良的方向發展,并參照歐洲老化試驗標準方法進行了耐候性實驗,耐候性能優良,其涂膜的耐候性能滿足室外使用的要求。