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摘要：本文主要介绍了防火涂料对钢结构防护的必要性。重点从钢结构防火涂料的选用，防火涂料自身的缺陷、针对相应缺陷所制定的对应策略，以及施工常见问题的解决办法等方面进行了详细的论述。
关键词：钢结构防火涂料；耐久性；施工质量
前言
随着钢材在建筑业中的广泛应用，其防火保护问题也日益受到关注。裸钢的耐火极限通常只有15-30 min。根据我国有关建筑防火设计规范的要求，建筑的柱、梁及楼板与屋顶承重构件的耐火极限的要求为0.5-3.0 h不等。在钢结构表面涂覆防火涂料，是有效的保护措施之一[1-3]。当遇到火灾时，防火涂料作为一种隔热层，使热量向钢结构的传导速度大大降低，从而为消防救援赢得时间，减轻或是避免火灾造成的损失。但钢结构防火涂料的选用、耐久性、施工质量等方面仍存着一些问题，造成了一定的安全隐患，这些都是急需解决的。
一、钢结构防火涂料的选用
1.1钢结构防火涂料的分类
（1）按使用场所分类：室内型防火涂料，室外型防火涂料；
（2）按预防可燃物火灾类型分类：普通纤维类防火涂料，烃类火灾防火涂料；
（3）按分散介质分类：溶剂型防火涂料，水性防火涂料；
（4）按涂层厚度分类：超薄型防火涂料、薄涂型防火涂料、厚型防火涂料[4]。
超薄型钢结构防火涂料（CB类）的涂层厚度不大于3mm，薄涂型钢结构防火涂料（B类）的涂层厚度为3~7mm，这两类涂料在火灾时能吸热膨胀发泡，形成泡沫状炭化隔热层，从而阻止热量向钢结构传递，延缓钢结构温升，起到防火保护作用，通常称为膨胀型防火涂料。厚型钢结构防火涂料（H类）的涂层厚度为7~45mm，它们呈现粒状面，密度较小，涂层受热不发泡，依靠其较低的导热率来延缓钢结构温升，起到防火保护作用，耐火极限可达0.5~3.0h，通常称这种涂料为钢结构防火隔热涂料，两类涂料具有不同的性能特点，分别适用于不同场合。
1.2钢结构防火涂料的选用
1.2.1根据耐火极限选择
钢结构防火设计中需要设计一定的防火等级和耐火极限[5，6]，当设计的耐火时间在两小时以内时，可以选用超薄型钢结构防火涂料；当设计的耐火时间超过两个小时，应选用薄涂型或厚型钢结构防火涂料。而一些业主为了节约成本、简化施工工艺，往往不考虑耐火时间要求，选用易施工的超薄型钢结构防火涂料。但超薄型钢结构防火涂料主要还是依靠配方中有机成分的物理化学反应起作用，任何影响涂料炭化膨胀性质的因素都将影响其最终的防火性能，很难保证在涂装较长时间后还能为构件提供2.0 h以上的防火保护[7]。因此，在钢结构防火设计时，耐火时间是不可忽略的因素。
1.2.2根据使用环境选择
根据使用环境的不同，防火涂料分为室内和室外型。室内钢结构选用室内型钢结构防火涂料，露天钢结构受到日晒雨淋，或高层建筑的顶层钢结构上部采用透光板时，阳光暴晒，环境条件较为苛刻，应选用室外型钢结构防火涂料。
1.2.3根据预防的火灾类型选择
传统膨胀型钢结构防火涂料大多属于丙烯酸类的单组分膨胀型防火涂料，适用于纤维素类火灾，但这种防火涂料承受不住烃类火灾的温升条件及爆炸所产生的冲击波，不适用于含烃类物质的石化行业。国内大多石化企业预防烃类火灾常采用无机厚涂类防火涂料，这种厚型防火涂料存在一些缺点，如涂料与钢材的附着力较差，涂料本身自重大、耐化学品腐蚀性能差、抗紫外光性能差、机械撞击后容易脱落。目前市场上出现了环氧类防火涂料，此类涂料耐化学品性、附着力、机械强度均优于传统防火涂料，预防烃类火灾可选用此类防火涂料。
1.2.4根据施工环保要求选择
防火涂料根据分散介质可分为溶剂型和水性防火涂料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆溶剂型钢结构防火涂料在施工过程及干燥过程中会释放大量有机溶剂，对环境造成污染。随着国家法律法规和人们环保意识的提高，越来越多的采用水性钢结构防火涂料[8]。
二、钢结构防火涂料自身缺陷及解决策略
2.1钢结构防火涂料的耐久性
厚型防火涂料自重大，装饰性差，因此只应用于对外观要求不高的室外钢结构。而广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料，尤其是超薄型钢结构防火涂料。对于防火涂料来说，检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个月的检验结果，但火灾的发生是不可预测的，火灾可能是在涂料施工后的1年，也可能在施工后的10年发生。但是由于薄型和超薄型钢结构防火涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇的耐水性不佳，随着环境变化，时间延长，会出现溶出、分解、降解和老化等问题，因此，随着时间的推移，此类涂料的防火性能必定会有所下降，届时我们不能完全确保防火涂料的防火性能依然能够满足要求，因此耐久性是考验钢结构防火涂料性能的一个重要指标，也是防火涂料可能存在的致命缺陷。因此，提高防火涂料的耐久性是保障防火涂料可以持续发挥作用的必要条件。
目前，对各种类型的防火涂料在工程环境中的使用寿命缺乏科学的评价，防火涂料厂商在产品的说明中不能够提供在不同的使用环境下可使用的年限和更换周期。钢结构防火涂料的使用都是抱着“一劳永逸”的态度。钢结构防火涂料的耐久性研究已经是一项迫在眉睫的工作，应当制定有关防火涂料耐久性的评价标准和评价方法，从而科学的判定更换或维修防火涂料的周期或年限。此外，防火涂料的维修也不是简单的重新涂刷，在旧防火涂料基层上重新涂刷，能够达到技术性能要求是一个未知数，同时重新刷新防火涂料尤其对是隐蔽工程存在一定的施工难度，这些都是需要进一步研究的课题。针对以上情况，建议膨胀型防火涂料在施工中预制试件定期测定防火涂料发泡性能，当防火涂料发泡性能丧失后，应采取相应措施。
2.1钢结构防火涂料的安全性
由聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇等阻燃剂制成的膨胀型钢结构防火涂料[9]遇火会释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限，便会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。目前市场上出现了复合型膨胀阻燃剂，此类阻燃剂遇火膨胀时，释放的有毒有害气体大大减少，减轻了对火灾现场人员的危害。例如石家庄市油漆厂金鱼牌GF-60MC超薄型钢结构防火涂料就是采用了此类阻燃剂，使用效果良好。
三、钢结构防火涂料的施工质量
3.1钢结构防火涂料施工存在的问题
防火涂料涂装施工成型于钢构件表面，才算完成钢结构防火涂料的全过程。防火涂料的施工也是防火涂料二次生产的过程，如果施工不当也会影响钢结构防火涂料工程的质量。施工中主要存在以下问题：
（1）施工队伍不具备相应的施工资质，技术力量弱。
（2）忽视基材的表面清理，影响防火涂料的性能。
（3）施工前没有科学的施工方案，施工过程中不能严格按技术标准对施工质量进行检验。
（4）防火涂料的竣工验收仅仅是依靠肉眼观察和涂层厚度的检测，缺乏严格的验收标准和检测手段。
3.2钢结构防火涂料的施工注意事项
（1）钢结构防火喷涂保护应由经过培训合格并具备相应施工资质的专业施工队施工。根据工程特点和产品选型等制定严格的施工方案。涂料的理化性能可按照工程需要在工程进行前按规定比例进行抽检。对膨胀型防火涂料在施工中应当选择不同部位测试发泡性能。
（2）防火涂料的基材表面清理应作为一道工序严格检查。清除铁锈、油脂以及其他杂质并做好基材的防锈处理。防火涂料选用的底漆与面漆应相应配套，底漆应选用防锈性能好的涂料产品。
（3）涂层厚度应达到设计设计要求。喷涂场地要求、构件表面处理、接缝填补、涂料配制、喷涂遍数、质量控制与验收等，均应符合现行国家标准《钢结构防火涂料应用技术规范》（CECS24）的规定。涂层厚度应边施工边检查（用测厚仪测定）。
（4）根据防火涂料的种类和性能特点选择合适的施工方式。涂层均匀平整，没有流挂、气泡、开裂等缺陷。
（5）在涂料施工过程中，必须在前一遍涂层基本干燥固化后，再施工后一遍。涂料的保护方式、施工遍数与保护层厚度应根据施工设计要求确定，每一遍的涂覆厚度应适中，不宜过厚或不均匀，以免影响涂层质量。四、结论
钢结构上涂刷防火涂料后，大大提高了钢结构的耐火极限，但是在钢结构防火涂料的应用中，也存在着涂料选型不当，施工管理不善，竣工验收、检测不规范等诸多的问题，严重影响钢结构防火涂料的质量。因此，必须重视施工前产品的合理选型，确定正确的施工方案；施工中加强监控，注重外观质量观察以及涂层厚度抽查等施工质量的检验，发现问题立即整改；竣工后必须通过严格的检测把关。此外，钢结构防火涂料的研究和技术开发也可望在改善防火性能和各种理化性能方面寻求突破，同时，研究钢结构防火涂料配套性施工设备以及涂料耐久性，提高施工工艺水平，明确涂料更新维护的方法和周期。这样才能更好的提高钢结构防火涂料的综合耐火性能。
参考文献
[1]李春镐.浅谈我国建筑物钢结构防火涂料保护[J].消防技术与产品信息.1999（12）
[2]李明.油田中钢结构防火涂料的应用[J].中国石油和化工标准与质量.2011（06）
[3]董志龙.钢结构防火涂料发展及应用于要求[J].中国工程咨询.2016（04）
[4]刘巧迪，王超.防火涂料的种类和应用.山东建材.2008
[5]方强.钢结构防火设计和保护[J].钢结构.2002（08）
[6]贺飞.防火涂料的应用及防火设计[J].石化技术.2017（12）
[7]张建军，曾嘉伟，史聪灵，赵小龙，陈长坤.室内超薄膨胀型钢结构防火涂料的研制及防火机理分析[J].2017（02）
[8]刘斌，张德震，常宝.水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备[J].2011（01）
[9]戚天游.室内外超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究[M].
论文作者:杨东伟1,吴聪2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/22
标签：防火涂料论文; 钢结构防火涂料论文; 钢结构论文; 涂料论文; 涂层论文; 火灾论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;