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　摘要：闡述鋼結(jié)構(gòu)防火保護的重要性，介紹了目前常用的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的組成、作用原理，并采用熱分析、 XRD 對涂料的作用過程進行了分析。



　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);防火涂料;火災(zāi)危險性;熱分析



　　1 前 言



　　現(xiàn)代建筑已經(jīng)告別了過去“秦磚漢瓦”的時代向著鋼結(jié)構(gòu)的“鋼筋鐵骨”邁進，鋼結(jié)構(gòu)已在建筑工程中發(fā)揮著獨特且日益重要的作用。



　　普通建筑用鋼在全負荷的情況下失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為 540 ℃ 左右。



　　一般在( 300 ～ 400 )℃時，其強度開始迅速下降;到 500 ℃ 左右，其強度下降到 40 %～ 50 %，鋼材的力學(xué)性能，諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強度，也就是低于建筑結(jié)構(gòu)的承載許用應(yīng)力。


　　我國 20 世紀 90 年代初對裸露鋼梁的耐火極限進行了驗證，確認了 I36b 、 I40b 標準工字鋼梁的耐火極限分別為 15min 、 16min (見圖 1 ，其中 B 為標準升溫曲線; C 為實際升溫曲線; D 為鋼梁形變曲線)。因此，若用沒有防火保護的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體，一旦發(fā)生火災(zāi)，則建筑物會迅速坍塌，對人民的生命和財產(chǎn)安全造成嚴重的損失。



　　2 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料



　　2.1 鋼結(jié)構(gòu)防火的意義



　　一是可以延長鋼結(jié)構(gòu)到達臨界溫度的過程，減輕鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部或者整體倒塌造成滅火和人員疏散的困難以及人員傷亡;二是可以減少火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)費用，縮短災(zāi)后結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)周期，減少間接經(jīng)濟損失。



　　國家現(xiàn)行建筑設(shè)計防火規(guī)范：國家標準《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GB 50045-95(1997 年版 ) 、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 GBJ16-87 、《建筑室內(nèi)裝修設(shè)計防火規(guī)范》 GB 50222-95 對鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限要求見表 1 。



　　目前，鋼結(jié)構(gòu)的防火保護有多種方法，這些方法主要有：鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護、防火板保護、混凝土防火保護、柔性卷材防火保護、耐火鋼、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻等。選擇鋼結(jié)構(gòu)的防火措施時，應(yīng)考慮下列因素：鋼結(jié)構(gòu)所處部位，需防護的構(gòu)件性質(zhì);鋼結(jié)構(gòu)采取防護措施后結(jié)構(gòu)增加的重量及占用的空間;防護材料的可靠性;施工難易程度和經(jīng)濟性。



　　這其中以鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護方法應(yīng)用范圍最為廣闊，效率最高，包括超薄型、薄型、厚型，而這其中超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的用量幾乎占全部防火涂料的 90% 。



　　2.2 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料



　　超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料為膨脹型防火涂料，該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層超薄(小于 3mm )，一般為溶劑型體系，具有優(yōu)越的粘結(jié)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(fā)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，有效地保護鋼構(gòu)件。



　　超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)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 2h 以內(nèi)的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。



　　目前國內(nèi)外，出現(xiàn)了耐火性能達到或超過 2h 的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料新品種。各種輕鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)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，工程中使用量較厚型、薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料大大減少，從而降低了工程總費用，又使鋼結(jié)構(gòu)得到了有效的防火保護，是目前市場上大力推廣的品種。



　　作為膨脹型防火涂料，通常含有成膜劑、成炭劑、成炭催化劑、發(fā)泡劑、無機顏填料等。