关于钢结构防火涂料若干问题的探讨
当今社会快速发展,钢结构建筑越来越多,钢结构防火涂料也被广泛使用,同时也存在一些问题。笔者结合在杭州支队上城大队的工作实际,从钢结构防火涂料的使用与工程施工质量现场检测两个大的方面列举了存在的问题,阐述了解决的对策与措施,与大家一起探讨。
关键词:钢结构防火涂料,施工质量,现场检测,探讨
一、引言
随着建筑事业的蓬勃发展,建筑结构形式日新月异,钢结构由于具有强度高、自重轻、抗震性好、施工快、建筑基础费用低、结构占用面积少和工业化程度高等特点得到了人们的广泛重视。钢结构虽然不燃,但是不耐火,极易导热,常温导热率高达58.2W/(mk)。在火灾中,当钢材自身温度达到540℃左右时,其屈服应力仅有常温屈服应力值的40%,造成承载能力急剧下降,钢结构不可避免地发生变形,导致建筑物一部分或全部垮塌毁坏。
震惊世界的“911事件”后专家分析认为,其实飞机并没有将大楼撞倒,而是由于飞机在撞到大楼的同时破坏了大楼钢结构上的防火涂层,并爆炸起火,使得钢结构暴露在熊熊烈火中,一个多小时后,结构软化,强度丧失,轰然倒下。因此,为了确保建筑物在火灾中不被毁坏,必须对钢结构进行防火保护,从而提高其耐火极限。
钢结构件的防火方法主要有:涂覆钢结构防火涂料、粘贴无机防火板、粘贴柔性卷材、喷射无机纤维、粘贴纤维板、结构内通水等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制,应用范围最广,效率最高。但钢结构防火涂料在使用与工程施工质量现场检测过程中也存在一些问题。
二、钢结构防火涂料使用中存在的问题:
1、组成成分问题
薄型和超薄型防火涂料的成膜物质为各种有机树脂或乳液,膨胀阻燃体系大多为P—N体系,即其膨胀阻燃体系包括三大部分:
酸源:即各种磷酸盐类,目前用的最多的为多聚磷酸铵(简称APP)、磷酸三聚氰胺等。
碳源:即各种含碳丰富的有机物,如多元醇、氯化(或溴化)石蜡、淀粉等,目前用得最多的是季戊四醇或又季戊四醇,辅以少量氯化石蜡;
气源:是遇火后能放出不燃性气体,从而将碳源吹制成蜂窝状碳质层的物质,通常是各种胺类,如尿素、双氯胺、胍等,目前用量最多的是三聚氰胺,其成膜基料为各种有机树脂或乳液,如氯偏乳液等。
从以上常见组份可以看出,防火涂料遇火产生膨胀从而对基材起到保护作用的同时,其阻燃成分有可能释放出诸如NH3、HCN、卤化氢、NOX、CO、Cl2、Br2等有毒气体。如果这些气体的浓度超过了人体的耐受极限,便会对未逃离火场人员以及消防灭火人员产生危害。
2、耐久性问题
无论何种防火涂料,其检测报告中给出的耐火极限均是其使用前的检验结果,而火灾发生可能是在防火涂料涂覆后的1年,也可能是在涂覆后的5年、10年或更长的时间,经过不同的年限后,特别是室外防火涂料,经过多年的风吹雨淋、日晒冰冻,防火涂料的防火性能是否依旧值得考虑。如果火灾发生时,防火涂料已因老化或其它原因而失去其应有的防火性能,后果不堪设想。
笔者认为防火涂料的耐久性包括两个方面的含义:一是涂层的粘结力是否持久,即涂层与基材的粘结力,防火涂料是否随着时间的延长而出现剥落、粉化等现象;二是涂层的防火性能是否持久,即经过若干年后,其耐火极限是否降低,这一点的危害较之前者更具有隐蔽性。由于室外环境条件较之室内更加恶劣和复杂,因此室外用钢结构防火涂料,特别是薄型钢结构防火涂料的耐久性问题尤为重要。以有机组分为主的薄型和超薄型钢结构防火涂料,无论是用于室外还是室内,其有机组分都有可能产生分解、降解、老化,从而使涂层剥落、粉化或失去防火性能。
3、正确选用问题
就以杭州市上城区为例,每年涉及到钢结构的建设工程约有一百余个。笔者从事钢结构防火涂料监督检测多年,发现在实际工程中钢结构防火涂料的正确选用上存在一些问题,常常有一些混淆乱用现象,笔者分析认为其中大致有以下三种情况:
一是把室内钢结构防火涂料与室外钢结构防火涂料相混淆。室外使用环境要比室内严酷得多,涂料在室外要经受日晒雨淋,风吹冰冻,应该选用耐水、耐冻融、耐老化、强度高的防火涂料。但在实际检查中,发现有些工程的室外钢结构防火保护使用了仅适用于室内的防火涂料。
二是耐火极限要求大于1.5h的承重钢结构不能选用正确的钢结构防火涂料。有些设计人员错误地认为,防火涂料的耐火时间与涂料的厚度成正比,只要增加防火涂料的厚度就可以相应提高涂料的耐火时间,从而错误地把一些超薄型涂料用于耐火极限要求大于1.5h的承重钢结构。在《建筑钢结构防火技术规范(CECS200:2006)》中第9.1.3条规定“高层建筑钢结构和单、多层钢结构的室内隐蔽构件,当规定的耐火极限为1.5h以上时,应选用非膨胀型钢结构防火涂料”。
三是把饰面型防火涂料和钢结构防火涂料相混淆。饰面型防火涂料用于木结构和可燃基材,一般厚度小于1mm,涂膜对于可燃材料能起到有效的阻燃和防止火焰蔓延的作用,但其隔热性能一般达不到大幅度提高钢结构耐火极限的目的。但是有些设计单位采用一般的饰面型防火涂料保护钢结构,其实根本....
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