鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料可有效延緩鋼結(jié)構(gòu)的溫升速度

鋼結(jié)構(gòu)因其高強(qiáng)度、輕量化和施工便捷等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于高層建筑、工業(yè)廠房、橋梁等領(lǐng)域。然而，鋼材在高溫下強(qiáng)度會(huì)迅速下降，當(dāng)溫度達(dá)到550℃時(shí)，其承載能力可能降低50%以上，嚴(yán)重威脅建筑安全。鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料作為一種高效的被動(dòng)防火保護(hù)材料，能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)膨脹形成隔熱層，有效延緩鋼結(jié)構(gòu)的溫升速度，為人員疏散和消防救援爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。本文將深入探討其防火機(jī)理、技術(shù)特點(diǎn)、施工工藝及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1.膨脹型防火涂料概述

膨脹型防火涂料是一種在高溫作用下發(fā)生物理化學(xué)變化并膨脹發(fā)泡的防火材料，主要由基料樹(shù)脂、膨脹阻燃體系、填料和助劑組成。根據(jù)成膜方式可分為：

-溶劑型：以有機(jī)溶劑為分散介質(zhì)，干燥快，適用于室內(nèi)環(huán)境。

-水性：以水為分散介質(zhì)，環(huán)保無(wú)毒，適合公共場(chǎng)所。

-無(wú)溶劑型：無(wú)揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），常用于密閉空間。

1.1防火性能標(biāo)準(zhǔn)

-耐火極限：通常為0.5~3小時(shí)（如GB 14907、UL 1709標(biāo)準(zhǔn)）。

-膨脹倍數(shù)：高溫下可膨脹至原厚度的10~50倍。

2.防火機(jī)理與關(guān)鍵成分

膨脹型防火涂料的防火效果依賴于其“膨脹-炭化-隔熱”的三階段作用機(jī)制：

2.1膨脹階段（100~250℃）

-酸源（如聚磷酸銨）：受熱分解生成磷酸等酸性物質(zhì)。

-碳源：與酸源反應(yīng)形成碳化前驅(qū)體。

-氣源（如三聚氰胺）：釋放惰性氣體（如NH?、CO?），推動(dòng)涂層膨脹。

2.2炭化階段（250~400℃）

-膨脹層在高溫下形成多孔炭層，其導(dǎo)熱系數(shù)低（約0.1 W/m·K），有效阻隔熱量傳遞。

2.3隔熱階段（>400℃）

-穩(wěn)定的炭層持續(xù)阻擋火焰和高溫，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升至臨界溫度（通常需保持鋼材溫度低于500℃）。

3.技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

3.1性能優(yōu)勢(shì)

?輕量化：涂層厚度通常為0.5~5 mm，不影響鋼結(jié)構(gòu)負(fù)載。

?裝飾性：可調(diào)配顏色，兼具防火與美觀功能。

?適應(yīng)性：適用于復(fù)雜形狀鋼構(gòu)件（如桁架、焊接節(jié)點(diǎn)）。

4.應(yīng)用領(lǐng)域與典型案例

4.1建筑工程

-超高層建筑：如上海中心大廈采用膨脹型涂料保護(hù)核心筒鋼結(jié)構(gòu)。

-體育場(chǎng)館：大跨度鋼屋蓋的防火保護(hù)（如鳥(niǎo)巢體育館）。

4.2工業(yè)設(shè)施

-石油化工廠：保護(hù)管道、儲(chǔ)罐支撐結(jié)構(gòu)。

-電力設(shè)施：變電站鋼架防火。

4.3交通基建

-橋梁：如港珠澳大橋鋼箱梁內(nèi)部防火處理。

-隧道：鋼結(jié)構(gòu)襯砌的防火增強(qiáng)。

5.施工工藝與質(zhì)量控制

5.1施工流程

1.表面處理：噴砂除銹至Sa2.5級(jí)，清潔油污。

2.底漆涂裝：增強(qiáng)附著力（如環(huán)氧富鋅底漆）。

3.防火涂料噴涂：分層施工，每層厚度≤1 mm。

4.面漆涂裝（可選）：提升耐候性和美觀度。

5.2常見(jiàn)問(wèn)題與對(duì)策

-開(kāi)裂脫落：需控制環(huán)境濕度（RH<85%）和基層處理質(zhì)量。

-膨脹不均：確保涂料配比準(zhǔn)確，攪拌充分。

膨脹型防火涂料以其高效、經(jīng)濟(jì)、施工靈活的特點(diǎn)，成為現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的方案。隨著建筑安全標(biāo)準(zhǔn)的提高和綠色材料的推廣，未來(lái)該技術(shù)將向更高性能、更環(huán)保的方向發(fā)展，為城市安全與可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵保障。