建筑防火涂料

发布时间:2021-03-09

     引起建筑物火灾的原因众多,杜绝火灾的发生非常困难,因而就需要在火灾发生时采取措施阻止火势蔓延,为组织灭火和抢救赢得时间。防火涂料正是为实现这一目的而广泛使用的防护性材料。

1.防火涂料的种类

     根据使用结构场合的不同,防火涂料主要分为饰面型、钢结构和预应力混凝土楼板防火涂料三类;根据遇火后涂层的变化状态又可分为膨胀型和非膨胀型防火涂料两类。目前,我国饰面型防火涂料主要为膨胀型,而钢结构防火涂料则有膨胀型和非膨胀型两种。

     饰面型和钢结构防火涂料都有溶剂型和水性两类。从防火性能上来说,溶剂型和水性两类防火涂料所采用的防火助剂基本相同,因此很难说它们的防火性能有多大差别。只是在涂料的理化性能以及耐候性能方面有所不同。从目前的技术情况来看,总的来说,溶剂型防火涂料的理化性能优于水性防火涂料,且其用量远远大于水性防火涂料。但考虑到节约能源、安全和环境保护等因素,水性防火涂料将是发展方向

2.饰面型防火涂料

      饰面型防火涂料集装饰和防火为一体。当涂覆于可燃基材表面时,平时可起到一定的装饰作用,一旦火灾发生,则能够发挥防火功能,阻止火势蔓延,对基材起到保护作用。

水性饰面型防火涂料以水为分散介质,按照成膜物质的不同又分为合成树脂乳液型无机和水溶性三种饰面型防火涂料。其成膜物质分别为合成高分子乳液、无机材料(如硅酸钠、硅酸钾、硅溶胶等)和水溶性氨基树脂。水性防火涂料采用的防火助剂与溶剂型的基本相同。

      饰面型防火涂料主要用于建筑物内装饰的防火,例如各种木质底材、纤维板和纸板及其制品等可燃基材以及金属表面等。根据防火、阻燃原理,饰面型防火涂料也分为膨胀型和非膨胀型两种。

3.钢结构防火涂料

      钢结构防火保护的必要性近年来,钢结构在建筑业中得到广泛应用。钢材虽属于不燃烧材料,但它极易导热高温下会迅速受热失去强度而变形。大量钢结构火灾案例及研究结果表明,钢结构的耐火性能较其他结构差。钢材的机械强度是温度的函数,一般随温度的升高而降低,当温度升高到钢材的临界温度值(一般为540℃)时,其屈服应力仅为常温屈服应力的40%,致使承载能力急剧下降。火场温度大多在800-1200之间,在火灾发生的15min内,火场温度即可高达700℃以上。裸露的钢构件只要十几分钟就因达到其耐火极限而丧失承载能力,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。因此,对钢结构作防火保护极为必要。其保护措施很多,在实际中广泛应用的是采用钢结构防火涂料进行防火保护.

       钢结构防火涂料的定义及分类根据《钢结构防火涂料》(GB14907-2002),钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。它可按不同的方法进行分类。按使用厚度分类的三类钢结构防火涂料的耐火极限。

4.预应力混凝上楼板防火涂料

     釆用混凝土的建筑结构十分普遍。其中,预应力钢筋混凝土比普通钢筋混凝土的抗裂性、刚度、抗剪切性和变形稳定性更好,质量更轻,并能节省混凝土和钢材。但应用较多的预应力钢筋混凝土空心楼板的耐火性能很差,其原因是预应力钢筋的温度达到200℃时,屈服点开始下降,到300℃时预应力几乎全部消失,蠕变加快,致使预应力板的强度、刚度迅速降低,从而板中的挠度变化加快,板下面出现裂缝。预应力钢筋直接受到高温作用,其刚度和强度进一步下降,在高温下混凝土性能也在改变,板下的混凝土受热膨胀方向与板受拉方向一致,助长了板中挠度的变化。混凝土在300℃时,强度开始下降500℃时强度降低一半左右,800℃时强度几乎丧失。在建筑火灾中,这类楼板均在0.5h左右即断裂垮塌。

       由于预应力混凝土空心板的耐火性差,为了提高预应力楼板的耐火极限,将预应力混凝土楼板防火涂料喷涂施在预应力楼板配筋一面。遭遇火时,涂层有效地阻隔火焰和热量,降低热量向混凝土及其内部预应力钢筋的传递速度,推迟其升温的时间,从而提高预应力楼板的耐火极限,达到防火保护的目的。

5.水性防火涂料存在的性能不足

      在所有水性防火涂料品种中,无机防火涂料环保性能最好,但其制得的防火涂料多为非膨胀型,膨胀型无机防火涂料研究的虽然较多,但应用的甚少。目前应用较多的水性防火涂料多为合成聚合物乳液型。有机水性防火涂料的性能存在一些不足:如耐水性、附着力等方面与溶剂型涂料相比有明显的不足,以及膨胀型防火涂料中含有大量的亲水性材料(如聚磷酸铵等),它们易从含有乳化剂的水性涂膜中迁移出来,使防火涂料失去防火效果。

      采取适当的措施可以解决这些问题。例如,在乳液聚合过程中将一些阻燃元素接枝到树脂上以提高乳液自身的阻燃能力,减少阻燃剂用量;或者对防火阻燃剂进行表面处理解决其亲水性问题等。如对聚磷酸铵进行表面处理,使聚磷酸铵的水溶性由原先25℃下的8.2%下降到ω.2%。也可以选用多功能材料,如三聚氰胺磷酸酯等集酸源、气源于体的新型材料。这些都是水性防火涂料在实际应用中需要研究解决的问题和课题。

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