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防火涂料及施工技術(shù)(轉(zhuǎn))

2023-09-11 00:28:44 hualin

防火涂料就是涂覆在被涂物的表面,可以降低被涂物表面的可燃性,阻止火災(zāi)的迅速蔓延,或是涂覆于結(jié)構(gòu)材料表面,能夠提高構(gòu)件耐火極限的功能型涂料。防火涂料目前大致有鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料、飾面防火涂料、電纜防火涂料等幾大類。其中鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料使用量最大,而且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)防火涂料將會(huì)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。



鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的定義在GB 14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》中是這樣描述的:鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)表面,能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的涂料,耐火極限分為0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)和3小時(shí);混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的定義在GB 28375-2012《混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料》中是這樣描述的:混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料是涂覆在石油化工儲(chǔ)罐區(qū)防火堤等建(構(gòu))筑物和公路、鐵路、城市交通隧道混凝土表面,能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高其結(jié)構(gòu)耐火極限的防火涂料;飾面型防火涂料的定義在GB 12441-1998《飾面型防火涂料通用技術(shù)條件》中是這樣描述的:飾面型防火涂料是涂于可燃基材(如木材、纖維布、紙板及其制品)表面,能形成具有防火阻燃保護(hù)和裝飾作用涂膜的一類防火涂料的總稱。1998年10月我國公安部發(fā)布了GA181-1988《電纜防火涂料通用技術(shù)條件》也對電纜防火涂料的定義做了描述??傊?,防火涂料最主要的作用和性能就是防火阻燃,目的就是提高耐火極限,保證建構(gòu)造物的安全。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在新版標(biāo)準(zhǔn)中有明確的分類,其中按照火災(zāi)防護(hù)對象可以分為普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,如普通工業(yè)與民用建構(gòu)筑物表面的防火涂料;特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,如用于特殊建構(gòu)筑物的石油化工設(shè)施、變電站等鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料。按照使用場所可以分為室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,如用于建筑物室內(nèi)或者隱蔽工程的鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料;室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,用于建筑物室外或者露天環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)表面防火涂料。按照分散介質(zhì)分為以水作分散介質(zhì)的水基型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料;以有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的溶劑型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。按照防火機(jī)理可以分為膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,如涂層在高溫時(shí)膨脹發(fā)泡,形成耐火隔熱保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定涂層厚度不小于1.5㎜;非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,如涂層在高溫時(shí)不膨脹發(fā)泡,其自身成為耐火隔熱保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,涂層厚度不小于15㎜?;炷两Y(jié)構(gòu)防火涂料在其規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中也做了具體的分類,主要分為用于石油化工儲(chǔ)罐區(qū)防火堤混凝土表面的防護(hù)的防火堤防火涂料;用于公路、鐵路、城市交通隧道混凝土結(jié)構(gòu)表面的防護(hù)的隧道防火涂料。



膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中含有酸源、碳源和氣源,三者缺一不可。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí),膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受熱,酸源開始催化碳源脫水變成碳化物,同時(shí)氣源受熱時(shí)就釋放出惰性氣體,這些惰性氣體使得碳化物形成蓬松多孔,具有封閉結(jié)構(gòu)的碳層,這種碳層會(huì)阻止熱源將熱量傳導(dǎo)到基層材料;多孔的碳層也可以阻止氣體擴(kuò)散,又可以阻止外部空氣中的氧氣擴(kuò)散至基材表面,從而延緩了鋼鐵基材的溫度升高。非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料遇到火災(zāi)受熱時(shí),涂層基本上不會(huì)發(fā)生體積變化,形成瓷釉狀的表面保護(hù)層。它可以隔絕空氣,使得氧氣不能與鋼鐵接觸,繼續(xù)加熱,粘稠涂層就會(huì)脫水并且與其他材料的高溫凝聚相產(chǎn)物一起形成隔氧的釉狀涂層,這種涂層里面含有吸熱載體,熱容較高,升溫速度慢,雖然涂層結(jié)構(gòu)致密利于導(dǎo)熱;但是這種涂料形成的釉狀保護(hù)層導(dǎo)熱率較大,隔熱效果比膨脹型鋼結(jié)構(gòu)涂料差。如果要達(dá)到比較好的防火效果,一般比膨脹型防火涂料所需的涂層厚,因此單位面積耗材量增大,使用成本高,裝飾效果不好,總之,防火隔熱效果不如膨脹型防火涂料,應(yīng)用范圍也沒有膨脹型防火涂料廣泛。

防火涂料的施工,無論是膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料還是非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料,或者是其他類型的防火涂料,基層處理是關(guān)鍵。如果基層處理不好,再好的防火涂料防火功能夠都無法實(shí)現(xiàn),也不可能保障構(gòu)建筑物的安全。對于混凝土表面要求含水率小于8%,PH值控制在<8,表面無污染物,空穴蜂窩進(jìn)行填充處理,整體打磨粗糙并且吸塵干凈;鋼鐵表面需要進(jìn)行除銹,標(biāo)準(zhǔn)滿足GB 8923規(guī)定要求,機(jī)械打磨不低于St3級,噴砂不低于Sa2 1/2級;木材要進(jìn)行干燥處理含水率在5%-10%之間,如采用自然晾干或者烘干的方法,使用脫脂劑或者肥皂水,溶劑進(jìn)行擦洗,用砂紙打磨,用膩?zhàn)诱移娇油莶黄教?;電纜基材表面處理主要清除表面的污垢,使用手工方法擦去表面灰塵、油污并且保持基面的干燥,建議也可以進(jìn)行毛糙處理。涂裝方法有刷涂、輥涂、刮涂、噴涂及以上方法的聯(lián)合施工,施工時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)的耐火極限時(shí)間要求涂裝至規(guī)定的涂層厚度,如果有耐候及防水要求的還需要進(jìn)行面漆的涂裝,如果有裝飾要求的還必須符合裝飾所滿足的美化規(guī)定。

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂裝時(shí),在已經(jīng)處理好的鋼鐵表面涂刷或者噴涂配套底漆,常用底漆有富鋅底漆、環(huán)氧鐵紅底漆和其他底漆等,建議涂裝2道底漆,每道底漆涂覆必須在上一道底漆干燥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。底漆完成后,可以噴涂或者刷涂膨脹型防火涂料,噴涂時(shí)將氣泵壓力調(diào)至0.4Mpa~0.6Mpa,使用直徑大約3㎜~4㎜的噴嘴分多次進(jìn)行涂裝以不流墜為宜,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般每次噴涂厚度控制在0.5㎜左右;噴涂非膨脹型防火涂料時(shí),可以采用壓送重力式(或噴斗式)噴槍噴涂機(jī),壓力0.5Mpa~0.6Mpa,噴槍口直徑宜為2㎜~8㎜,保持噴距30㎝~40㎝,為了保持面層美觀性可以最后做一道壓光處理再進(jìn)行面涂層施工。根據(jù)設(shè)計(jì)厚度要求,手工批刮非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工時(shí),必須有熟練的批灰經(jīng)驗(yàn),分多次批刮,并且每一層壓實(shí)平整,無氣泡無突起;初層厚度大約在4-5㎜,以后每一層控制厚度大約在9-10㎜,批刮時(shí)必須保證上道涂層的干燥。施工完畢的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)該涂層完整,不漏涂,不裂紋,無龜裂,層間結(jié)合良好,并確保不低于7d的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。



混凝土基層處理干凈并符合防火涂料涂裝要求后,對不需要進(jìn)行防火涂料涂裝的物件進(jìn)行遮擋保護(hù),立即涂刷或者噴涂配套底漆,建議為2道底漆,每道厚度1.5-2.㎜,均勻無漏。干燥后可用口徑為2-8㎜,壓力為0.4-0.6MPa,壓擠式灰漿泵噴涂中間層涂料,噴涂時(shí)保持噴距50㎝,而且保證前一道涂層干燥后才可以進(jìn)行,直至規(guī)定的厚度。噴涂面漆時(shí),應(yīng)該在中間層涂料厚度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定并基本干燥后進(jìn)行,而且全部覆蓋住中間涂層。如果涂料為單一配方,則分次噴涂至規(guī)定厚度,噴涂第一道涂料時(shí)基本蓋底即可,待涂層表干后再噴涂第二道,噴涂后可以用抹子抹平或者輥?zhàn)虞伷??;炷练阑饘?,要求涂層均勻,美觀一致,無裂紋,不露底,層間附著牢固,沒有空鼓、脫層、松散現(xiàn)象,平整無突起,顏色均勻一致。混凝土防火涂料是最重要的體量較大的應(yīng)用領(lǐng)域就是隧道防火,隧道防火涂料施工可以采取噴涂或者抹涂的工藝方法,在打磨清理好混凝土基層干凈的同時(shí),用水噴濕,待表面微干后就可以覆涂防火涂料。噴涂時(shí)一般一次厚度為6㎜,每次施工厚度不得超過10㎜,如果厚度超過10㎜時(shí),應(yīng)該分多次施工,建議一次噴涂厚度為5-8㎜,每次施工間隔時(shí)間為24h。隧道防火涂料施工時(shí),溫度宜為在15-30℃,冬季施工時(shí)嚴(yán)禁將涂料放置戶外,應(yīng)該提前運(yùn)進(jìn)隧道內(nèi),避免凍脹失效。噴涂采用斗式噴涂槍,口徑為2-8㎜,配約0.4-0.6Mpa的空氣壓力,噴距保持50㎝,噴涂時(shí)分次成活。輕體隔熱防火涂料和膨脹型防火涂料配套底漆,每道厚度控制在1.5-2.5㎜,必須在前道涂層干燥后再噴后一道。噴涂膨脹型防火涂料面漆時(shí),應(yīng)該在底層厚度滿足要求時(shí)并且干燥后進(jìn)行,噴涂全覆蓋遮蓋住底層即可,厚度檢測使用測厚鋼針,達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的厚度方可以停止噴涂。

電纜防火涂料大部分為膨脹型防火涂料,施工應(yīng)在通風(fēng)干燥的環(huán)境中進(jìn)行。在打磨清理去除電纜表面的灰塵、油污及雜質(zhì)后直接涂刷或者噴涂電纜防火涂料,每次涂刷厚度以0.2㎜左右為宜,一般涂刷或者噴涂5-6遍,使得涂層總厚度達(dá)到1-1.5㎜,每次涂層涂刷或者噴涂間隔時(shí)間必須在8h以上,細(xì)小并且緊靠在一起的成束電纜,視同一根電纜進(jìn)行涂刷或者噴涂,并使防火涂料滲透填充到縫隙中,重疊鋪設(shè)的電纜,重疊層數(shù)越多,涂刷或者噴涂防火涂料的厚度就越厚。對于鎧裝油紙絕緣電線電纜,要先包裹一層玻璃紗布,再涂刷或者噴涂厚度為0.5-1㎜的防火涂料,分多次涂刷或者噴涂至厚度為1-1.5㎜。膨脹型電纜防火涂料溶劑型理化性能比水性的好,而且其裝飾性能,與基材的附著力更高,目前我國電纜防火涂料主要以溶劑型為主;但是水性膨脹型電纜防火涂料具有施工安全簡單、環(huán)保健康、低價(jià)、不含鹵素及其他有毒成分、材料來源廣泛諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,水性膨脹型電纜防火涂料是今后研究發(fā)展方向。


飾面型防火涂料是涂于可燃基材(如木材、纖維布、紙板及其制品)表面,應(yīng)用領(lǐng)域最多的就是木材防火。木結(jié)構(gòu)防火涂料適用于會(huì)堂、影劇院、賓館、醫(yī)院、辦公室、廠房等建筑的木制隔墻、木屋架、纖維板、膠合板、木龍骨等表面的裝飾,起著重要的防火阻燃作用,是人們生命安全的重要保障。飾面型防火涂料施工時(shí),先要清理干凈木材表面污染物,保持干燥,平整,無灰,無油,洞眼及凹凸不平缺陷,應(yīng)用砂紙打磨平整或者使用防火涂料膩?zhàn)犹畛洹H軇┬惋椕娣阑鹜苛鲜┕r(shí),涂刷或者噴涂必須調(diào)整好最佳的粘度,以不發(fā)生流墜現(xiàn)象為佳,并且分多次進(jìn)行,后道涂刷或者噴涂作業(yè)必須在前道涂層干燥或者固化后進(jìn)行,施工環(huán)境溫度-5℃-40℃,相對濕度<90%,溶劑型飾面防火涂料,除了大面積施工和高空作業(yè)采取噴涂涂裝工藝外,大多數(shù)情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。水性飾面型防火涂料施工環(huán)境溫度5-40℃,相對濕度<85%,當(dāng)溫度<5℃相對濕度>85%時(shí)施工效果會(huì)受到影響,基材表面有結(jié)露時(shí)不得施工。施工完畢的涂料未完全固化前不得受雨淋,不得受到霧、水的侵蝕和表面結(jié)露的影響,涂層不得出現(xiàn)空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量缺陷。水性飾面型防火涂料在施工過程中嚴(yán)禁混入有機(jī)溶劑和其他涂料;水性飾面型防火涂料,和溶劑型飾面防火涂料一樣,除了大面積施工和高空作業(yè)采取噴涂涂裝工藝外,大多數(shù)情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。



防火涂料被稱為“生命”涂料,對于保障人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全具有積極的意義。國家應(yīng)急管理部門歷來都對防火材料的發(fā)展和應(yīng)用非常重視,特別是主動(dòng)防火設(shè)施外的被動(dòng)防火材料,如防火涂料的研發(fā)投入了大量人力和物力。國家也鼓勵(lì)社會(huì)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、高等院校相關(guān)院系、涂料生產(chǎn)企業(yè)積極創(chuàng)新,不斷探索,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán),如綠色環(huán)保防火涂料,無鹵化防火涂料,抑煙防火涂料,防火耐蝕美化一體化防火涂料,無機(jī)防火涂料,膨脹非膨脹相結(jié)合防火涂料,透明防火,彈性防火涂料及粉末防火涂料等前沿技術(shù)的多功能防火涂料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在此政策推動(dòng)下,2022年我國各類防火涂料規(guī)模達(dá)到11.36億元,其中水性防火涂料規(guī)模約5.45億元,溶劑型防火涂料規(guī)模約5.22億元,其他防火涂料銷售規(guī)模0.69億元。據(jù)預(yù)測,我國水性防火涂料市場規(guī)模將連續(xù)快速增長,到2023年將達(dá)到11.66億元,占防火涂料60%的市場份額。



隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,以及人們對安全第一,健康為上的重視,防火涂料更加廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),各種新型防火涂料也不斷涌現(xiàn)。一些環(huán)保健康,低成本高性能,耐蝕耐候防火防水美化一體的防火涂料呈現(xiàn)出雨后春筍的趨勢,大大的推動(dòng)了我國防火涂料事業(yè)的發(fā)展;而膨脹型無機(jī)溶劑防火涂料和水性膨脹型防火涂料正在呈鏈?zhǔn)皆鲩L態(tài)勢,并成為當(dāng)今防火涂料開發(fā)的熱點(diǎn)。