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防火涂的分类
文章作者:admin 更新时间:2017-02-15 11-55-38

建筑防 火是消防科学技术的一个重要领域,而防火 涂料又是防火建筑材料中的重要组成部分。防火涂 料是指涂装在物体表面,可防止火灾发生,阻止火 势蔓延传播或隔离火源,延长基 材着火时间或增加绝热性能以推迟结构破坏时间的一类涂料。按用途 和使用对象的不同可分为:饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料、预应力 混凝土楼板防火涂料等。中国防火涂料的发展,较国外 工业发达国家晚15~20年,虽然起步晚,但发展速度较快。尤其是 钢结构防火涂料,从品种类型、技术性能、应用效 果和标准化程度上看,已接近 或达到国际先进水平。近几年,其需求量成倍增长,这与钢 结构建筑的迅速发展是分不开的。

钢结构

钢结构 作为高层建筑结构的一种形式,以其强度高、质量轻,并有良好的延伸性、抗震性 和施工周期短等特点,在建筑 业中得到广泛应用,尤其在 超高层及大跨度建筑等方面显示出强大的生命力。截止1990年底,世界上高200m以上的100栋超高 层建筑中钢结构占了79%。改革开放以来,随着国 际间技术交流与合作的加强,钢结构 应用技术在中国得到了蓬勃发展,高层和 超高层建筑迅速增长。据1995年的统计资料,中国建成的100幢超高 层建筑中钢结构占37%,多数是近几年兴建的。随着中 国城市规模的发展,钢结构 在中国建筑业的应用具有非常广阔的前景。但由于 钢结构自身不燃,钢结构 的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。根据国 内外有关资料报道及有关机构的试验和统计数字表明,钢结构 建筑的耐火性能较砖石结构和钢筋混凝土结构差。钢材的 机械强度随温度的升高而降低,在500℃左右,其强度下降到40%~50%,钢材的力学性能,诸如屈服点、抗压强度、弹性模 量以及荷载能力等都迅速下降,很快失去支撑能力,导致建筑物垮塌。因此,对钢结 构进行保护势在必行。钢结构 防火涂料刷涂或喷涂在钢结构表面,起防火隔热作用,防止钢 材在火灾中迅速升温而降低强度,避免钢 结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。早在20世纪70年代,国外对 钢结构防火涂料的研究和应用就展开了积极的工作并取得了较好的成就,至今仍是方兴未艾。80年代初 国外钢结构防火涂料就进入中国市场,在工程上应用。从80年代初,中国也 开始研制钢结构防火涂料,至今已 有许多优良品种广泛应用于各行各业。

厚涂型

厚涂型 钢结构防火涂料是指涂层厚度在8~50mm的涂料,这类防 火涂料的耐火极限可达0.5~3h。在火灾中涂层不膨胀,依靠材料的不燃性、低导热 性或涂层中材料的吸热性,延缓钢材的升温,保护钢件。这类钢 结构防火涂料采用合适的粘结剂,再配以无机轻质材料、增强材料。与其他 类型的钢结构防火涂料相比,除了具 有水溶性防火涂料的一些优点之外,由于它 从基料到大多数添加剂都是无机物,因此成本低廉。该类钢 结构防火涂料施工一般采用喷涂,多应用 在耐火极限要求2h以上的室内钢结构上。但这类 产品由于涂层厚,外观装饰性相对较差。

薄涂型

涂层厚度在3~7mm的钢结 构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。该类涂 料受火时能膨胀发泡,以膨胀 发泡所形成的耐火隔热层延缓钢材的升温,保护钢构件。这类钢 结构涂料一般是用合适的乳胶聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火涂料,要求选 用的乳液聚合物必须对钢基材具有良好附着力、耐久性和耐水性。常用作 这类防火涂料基料的乳液聚合物有苯乙烯改性的丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。对于用 水性乳液作基料的防火涂料,阻燃添加剂、颜料及 填料是分散到水中的,因而水 实际上起分散载体的作用,为了使 粒状的各种添加剂能更好地分散,还加入分散剂,如常用 的六偏磷酸钠等。该类钢 结构防火涂料在生产过程中一般都分为3步:第一步 先将各种阻燃添加剂分散在水中,然后研 磨成规定细度的浆料;第二步再用基料(乳液)进行配漆;第三步 在浆料中配以无机轻质材料、增强材料等搅拌均匀。该涂料一般分为底层(隔热层)和面层(装饰层),其装饰性比厚涂型好,施工采用喷涂,一般使 用在耐火极限要求不超过2h的建筑钢结构上。

超薄型

超薄型 钢结构防火涂料是指涂层厚度不超过3mm的钢结构防火涂料,这类防 火涂料受火时膨胀发泡,形成致 密的防火隔热层,是近几 年发展起来的新品种。它可采用喷涂、刷涂或辊涂施工,一般使 用在要求耐火极限2h以内的建筑钢结构上。与厚涂 型和薄涂型钢结构防火涂料相比,超薄型 膨胀钢结构防火涂料黏度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好。在满足 防火要求的同时又能满足高装饰性要求,特别是 对裸露的钢结构,这类涂 料是备受用户青睐的钢结构防火涂料。由于国 内研究超薄型钢结构防火涂料的时间还较短,对涂膜 的防火性能及理化性能研究虽然进展较快,但是要 提出效果优异的适合于室外应用的超薄型钢结构防火涂料,还需要 在其耐候性方面作进一步研究。国外的 钢结构防火涂料已向着超薄、超耐候性能、装饰性 能优良的方向发展,并参照 欧洲老化试验标准方法进行了耐候性实验,耐候性能优良,其涂膜 的耐候性能满足室外使用的要求。所以为 了赶上或超过国外同类产品,满足市场的需要,研制和 开发高耐候性的室外超薄型钢结构防火涂料是今后发展的方向。

饰面型

除了钢结构防火涂料,饰面型防火涂料、电缆防 火涂料等也飞速发展。饰面型 防火涂料是一种集装饰和防火为一体的新型涂料品种,当它涂 覆于可燃基材上时,平时可 起一定的装饰作用;一旦火灾发生时,则具有阻止火势蔓延,从而达 到保护可燃基材的目的。正是因 为它的这种特殊用途,所以国 外工业发达国家早在20世纪20年代就 出现了防火涂料。这种涂 料的发展经过了两个阶段。初期出 现的是以硅酸盐水玻璃为粘结剂的无机防火涂料,此类防 火涂料自身不燃烧,遇火时 能形成空芯泡层,对可燃 基材有一定的保护作用,缺点是 隔热性能和耐候性能较差,易产生泛白、龟裂和脱落。40年代末期,人们开 始着手研制有机膨胀型防火涂料,此涂料 主要特点是防火性和理化性均优于无机防火涂料,涂层遇 火时能形成具有良好隔热性能的致密的海绵状膨胀泡沫层,能更有 效地保护可燃性基材。

中国饰 面型防火涂料的发展也分两个阶段。20世纪50年代后 期出现的防火涂料也是以硅酸盐水玻璃为粘结剂的无机防火涂料。70年代初期,一些专 业油漆厂生产了过氯乙烯、氯化橡胶防火漆。以上两 种防火涂料由于防火效果并不理想,所以并 未在中国形成市场。直到70年代后期,中国才 开始进行有机膨胀型防火涂料的研究工作。最早出 现的膨胀型防火涂料是由公安部四川消防科学研究所研制B60-1丙烯酸 膨胀防火涂料和A60-1改性氨 基膨胀防火涂料。此后,中国的 有机膨胀防火涂料得以迅速发展。中国的 防火涂料生产企业已发展到200多家,销量数万吨,已形成 跨部门的研究生产体系。

饰面型膨胀防火涂料,可分为 溶剂型和水性两类,两类涂 料所选用的防火组分基本相同,因此很 难说它们的防火性能有多大的差别。其选用 的溶剂以采用的成膜物质而定。溶剂型 防火涂料的成膜物质一般选用氯化橡胶、过氯乙烯、氨基树脂、酚醛树脂等,采用的溶剂为200号溶剂汽油、喷漆稀料、醋酸丁酯等。水性防 火涂料的成膜物质一般选用氯乙烯-偏二氯乙烯乳液、苯丙乳液、纯丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液等,这些材 料均以水为溶剂。这两类 涂料性能上的差别主要在于涂料的理化性能以及耐候性能,溶剂型 防火涂料这两方面的性能都优于水性防火涂料。透明防 火涂料是近几年发展起来并趋于成熟的一类饰面型防火涂料,产品广 泛地适用于宾馆、医院、剧场、计算机 房等木结构的装修,各种高 层建筑及古建筑的装饰和防火保护。然而,随着中 国工业的迅速发展及市场上的需求,对透明 防火涂料提出了更高的要求,不但要 具有良好的防火性能,而且要 求漆膜透明光亮,耐候性能好。

电缆

中国电 缆防火涂料产品的研制始于20世纪70年代末和80年代初,它是在 饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的,其理化 性能及耐候性能较好,涂层较薄,遇火能 生成均匀致密的海绵状泡沫隔热层,有显著 的隔热防火效果,从而达到保护电缆、阻止火焰蔓延、防止火 灾的发生和发展的目的。电缆防 火涂料作为电缆防火保护的一种重要产品,通过近20年来的应用,对减少电缆火灾损失、保护人 民财产安全起了积极作用,其应用 也从不规范到规范。但由于 现代社会的飞速发展,电缆使用的环境、敷设的方式的多样化,从电缆 防火涂料多年的应用情况看,现行的 水性防火涂料还有些性能需要改进提高,才能满 足电缆使用环境要求。使用情 况较好的是溶剂型防火涂料,但由于 这类涂料本身易燃,使用的 火灾隐患也相当大,加之溶 剂对人体会有不同程度的伤害,因此特 别是在电缆竖井、电缆沟、电缆隧 道等空间狭窄或不易通风的场所使用时应加强安全防护措施。从环保的角度考虑,今后应 努力开发研制理化性能和耐候性能优良的水性防火涂料。

防火涂 料应具有普通油漆的装饰作用和对电缆基材提供物理维护外,电缆防 火涂料作为特种涂料,还需要 具有阻燃耐火的特殊功能,这就要 求它一定温度下能发泡形成防火隔热层。电缆橡 胶类材料是高弹性体,并且电 缆需要经常检验移动,这就要 求涂层应具有足够的耐伸缩变化的机能,还要求 防火涂料对橡胶电缆类资料无侵蚀机能、附着力好、室温固化性好、涂膜装饰性好。上述这 些要求决定了选择的枢纽之一是解决涂料与基材有良好的黏结性等题目。

对电缆 防火涂料的防火隔热机能影响极大的是阻燃剂的选用,阻燃剂 是电缆防火涂料的另一枢纽组分。需参考 海内外有关资料,结合海内资源情况,对预选 合用的阻燃资料进行单项机能实验研究。通过热重和差热分析,确定原 料的热分解性和阻燃性,防火涂 料基础上将其分类,再通过 配伍实验观察协同效果,这样经 由分析和实验来确定所选用的阻燃资料。选择的 阻燃剂必需与电缆防火涂料中的其他组分相互配合,使电缆 防火涂料具有上述优良的理化机能,而且在 受火时膨胀发泡形成坚固致密的隔热层。

另外,对所选 用防火涂料的树脂基料进行改性,使其配 入各种阻燃添加剂后,既有理 想的防火隔热性,又能适 应电线电缆地下沟应用的环境前提。电缆防 火涂料的研究中,所选用 的树脂不只使防火涂料有很好的防火效果,还需要 从应用的角度动身,要求防 火涂料具有抗酸性、碱性、抗水性、防霉性 和电缆防侵蚀性及对电缆基材有较强的黏结性。电缆防 火涂料的基料一般选用氯化橡胶、酚醛树脂、过氯乙烯、丙烯酸树脂、氨基树脂、醇酸树 脂等溶剂型树脂和乳白胶、丙烯酸乳液、苯丙乳 液等水溶型树脂。能用于 制备电缆防火涂料的树脂有良多,实际中 经常采用两种以上的树脂混合使用,相互之间取长补短,以获得 理想的涂膜机能。电缆防 火涂料是饰面型防火涂料基础上结合自身要求发展起来的因而原料的研究及选用可参考饰面型防火涂料。

预应力混凝土

在高速发展的建筑中,采用混 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、抗剪性和稳定性更好,质量更轻,并能节 省混凝土和钢材。但是,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200℃时,屈服点开始下降,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,混凝土 在高温下性能也在改变,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℃强度降低一半左右,800℃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。

预应力 混凝土空心板广泛用于现代建筑物中作为承重的楼板,由于它的耐火性差,成为贯 彻建筑设计防火规范的一个难题。为了提 高预应力楼板的耐火极限,人们首 先采取了增加钢筋混凝土保护层厚度的办法,但效果不很明显,反而增 加了楼板的质量并占用了有效空间。借鉴钢 结构防火涂料用于保护钢结构的原理,中国从20世纪80年代中期起,逐步研 究和生产预应力混凝土楼板防火涂料,较广泛 地用于保护预应力楼板,喷涂在 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,以推迟其升温的时间,从而提 高预应力楼板的耐火极限,达到防火保护的目的。

随着中 国城镇建设开发力度的进一步加大,钢结构 因其钢性和塑性都比较优良,将被广 泛应用在大型展览、体育中 心及高层建筑中。因此,必须进 一步深入研究钢结构防火涂料性能,根据不同需要、不同功能,提高钢结构耐火极限,增强建 筑物抗御火灾能力,确保国 家和人民群众生命财产安全。

新型

超薄膨 胀型防火涂料是国内第一个超薄型钢结构防火涂料,也是国 内工程应用最多的超薄型钢结构防火涂料,并出口 巴基斯坦核电站、斐济体育馆、缅甸沙 伦基纺织厂等项目。由于其 领先的技术水平和广泛的工程应用,该涂料于1997年被国 家科委等部门评为国家级重点新产品,于1999年荣获 公安部科技进步二等奖。

超薄膨 胀型防火涂料是公安部四川消防研究所采用先进的技术路线研究而成的科研成果。该涂料 受火时膨胀发泡,形成致 密均匀的防火隔热层,防火隔热效果显著。同时该 涂料具有优良的理化性能,干燥快、抗潮、抗酸碱、耐水。该涂料的本色为白色,涂层厚度超薄,所以其 装饰性大大优于传统的厚涂型和薄涂型防火涂料,还可根 据需要调配成其他多种颜色。除此之外,该涂料 还具有施工方便的优点。该涂料 可广泛使用于工业厂房、体育场馆、候机楼、高层建 筑等装饰要求很高的钢结构的防火保护;也适用于船舶、地下工程、电厂、机房等 要求很高的设施内的木材、纤维板、塑料、电缆等 易燃基材的防火保护。

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