鋼結構防火涂料的介紹及前景

發布日期：2021-08-24 作者：cashwork.cn 點擊：

鋼結構防火涂料是指施涂于建筑物和構筑物的鋼結構表面，能形成耐火隔熱保護層以及提高鋼結構耐火極限的涂料。

鋼結構防(fang)火涂料按使用場(chang)所可分為

1）室(shi)(shi)內鋼結構防火涂料，可用于建筑物室(shi)(shi)內或隱(yin)蔽工程的鋼結構表(biao)面。

2）室外(wai)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)防火涂料(liao)，可用于建(jian)筑物室外(wai)或露天工程的鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)表面。鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)防火涂料(liao)按使(shi)用厚度可分為：

3）超薄型鋼結構防火涂料，涂層厚度小于或等于3mm。

4）薄型鋼結構防火涂料，涂層厚度大于3mm且小于或等于7mm。

5）厚(hou)型鋼結構(gou)防火涂(tu)料，涂(tu)層厚(hou)度大(da)于(yu)7mm且(qie)小(xiao)于(yu)或等于(yu)45mm。

鋼結構防火(huo)涂(tu)料施工質量(liang)控制

1.施(shi)工前的涂料外(wai)觀：在容器中(zhong)的狀態；

2.施工后的物理機械性能：干燥(zao)時間、外觀與顏色、初(chu)期干燥(zao)抗裂性、粘結強度、抗壓強度、干密度等；

3.施(shi)工后涂料(liao)的耐久性(xing)(xing)(xing)(xing)能：耐水性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐冷熱(re)(re)循(xun)環(huan)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐曝(pu)熱(re)(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐濕熱(re)(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐凍融循(xun)環(huan)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐酸性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐堿性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐鹽霧腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)等；

4.施工后(hou)涂料的耐火(huo)性能：涂層厚度和耐火(huo)極限。

鋼結構(gou)防(fang)火涂料(liao)驗(yan)收方法

1.目測法：檢測涂料品種、顏色(se)膠(jiao)裂(lie)縫等(deng)情況。

2.工(gong)具檢測法：用測厚針或卡(ka)尺(chi)檢測涂層厚度，用0.75-1kg榔頭輕擊涂層其(qi)強度和(he)空(kong)鼓現象，用1m直(zhi)尺(chi)檢測涂層平(ping)直(zhi)度。

鋼(gang)結構防火涂料(liao)驗收標準

1.涂層厚(hou)度(du)應符合設計(ji)要(yao)求，如厚(hou)度(du)低于(yu)原訂標(biao)準，必(bi)須大于(yu)原訂標(biao)準的(de)(de)85%，且(qie)厚(hou)度(du)不足(zu)部位(wei)的(de)(de)連(lian)續面積長度(du)不大于(yu)1m，并在5m范圍(wei)內不再出現類(lei)似(si)情(qing)況。

2.涂層應(ying)完全閉合，不應(ying)露底、漏涂。

3.涂層不(bu)宜出現裂縫(feng)(feng)，如有個別裂縫(feng)(feng)其寬度不(bu)應大于1mm。

4.涂層與鋼基材之間和(he)各涂層之間應粘結牢(lao)固，無(wu)空鼓(gu)、脫(tuo)皮和(he)松散等情況。

5.涂層表(biao)面應無乳(ru)突，有(you)外觀(guan)要求的(de)部位，母線(xian)不直度和失園度充(chong)許(xu)偏(pian)差不應大于8mm。

鋼結(jie)構防火(huo)涂料驗收(shou)總結(jie)

1.在(zai)施工現場可以對鋼結構防火涂料進行的檢驗項(xiang)目包括：在(zai)容器中的狀態、外(wai)觀與顏色、初期干燥抗裂(lie)性、涂層厚度。

2.耐(nai)火性(xing)能(neng)(neng)是(shi)鋼(gang)結構(gou)防火涂料最為重要的技術性(xing)能(neng)(neng)，涂層厚度是(shi)在(zai)施(shi)工現(xian)場快速檢(jian)測鋼(gang)結構(gou)防火涂料施(shi)工質(zhi)量(liang)的關鍵性(xing)能(neng)(neng)指標。

3.施(shi)工時(shi)鋼結(jie)構(gou)防火(huo)(huo)涂(tu)料的(de)(de)實際噴涂(tu)厚度(du)不能進行換算，必須根(gen)據(ju)耐火(huo)(huo)極(ji)限的(de)(de)檢測數據(ju)確定。

4.在施工現場(chang)進行質量檢測時，涂層(ceng)厚度是否滿足(zu)設計要求應(ying)以(yi)該(gai)批(pi)次鋼結構防火(huo)涂料耐火(huo)極限的(de)檢測數據為依據。

5.在施(shi)工現(xian)場(chang)進行(xing)涂(tu)層厚(hou)度(du)(du)檢測時，應以單個構件(jian)所有測點的(de)平均值作(zuo)為(wei)該(gai)構件(jian)的(de)涂(tu)層厚(hou)度(du)(du)。涂(tu)層厚(hou)度(du)(du)是否符合設計(ji)要(yao)求的(de)判定依據是：涂(tu)層厚(hou)度(du)(du)應滿足涂(tu)料檢驗(yan)(yan)報告的(de)厚(hou)度(du)(du)要(yao)求，且該(gai)檢驗(yan)(yan)報告的(de)耐火(huo)極限應不低于(yu)被(bei)涂(tu)構件(jian)的(de)設計(ji)耐火(huo)極限。

6.厚(hou)(hou)型(xing)和(he)薄型(xing)鋼結構防火涂(tu)料(liao)可以考慮試驗(yan)室技術條件與施工(gong)現場的(de)差異(yi)，并(bing)取85%的(de)保(bao)證率(lv)進行(xing)涂(tu)層厚(hou)(hou)度計算。而超薄型(xing)鋼結構防火涂(tu)料(liao)的(de)計算是否可以取85%的(de)保(bao)證率(lv)進行(xing)涂(tu)層厚(hou)(hou)度計算，還需要大(da)量的(de)試驗(yan)論(lun)證，才能得出科學的(de)結論(lun)。

我(wo)國現行標準規范GB14907–2002《鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)防(fang)火(huo)涂(tu)料(liao)》，對(dui)鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)防(fang)火(huo)涂(tu)料(liao)的(de)(de)分(fen)類和(he)(he)(he)質量要求作出(chu)了明確的(de)(de)規定。國家消防(fang)產(chan)品(pin)(pin)(pin)質量監督檢驗機(ji)構(gou)對(dui)超薄型(xing)、薄型(xing)、厚型(xing)鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)防(fang)火(huo)涂(tu)料(liao)產(chan)品(pin)(pin)(pin)，分(fen)別進行2±0.2mm、5±0.2 mm和(he)(he)(he)25±2mm三個標準涂(tu)層(ceng)厚度的(de)(de)型(xing)式(shi)檢驗，將檢驗結(jie)(jie)(jie)果(涂(tu)層(ceng)厚度和(he)(he)(he)耐火(huo)性能試驗時間)作為該產(chan)品(pin)(pin)(pin)型(xing)式(shi)認可證(zheng)書的(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)(pin)名稱和(he)(he)(he)規格型(xing)號(hao)的(de)(de)證(zheng)書內容。

鋼結構防火涂料分類

鋼結構防火涂料(liao)按使用場(chang)所可(ke)分為：

a) 室內鋼(gang)結構防火涂(tu)料：用于(yu)建筑物室內或隱(yin)蔽工程的(de)鋼(gang)結構表面；

b) 室外鋼結構防火涂料(liao)：用于(yu)建筑物(wu)室外或露天工程(cheng)的鋼結構表面(mian)。 

鋼結(jie)構防火涂料(liao)按使用厚度可分(fen)為(wei)：

a) 超薄型鋼結構防火涂料：涂層(ceng)厚度小于或等于3 mm；

b) 薄型鋼結構防火涂料：涂層厚度大于3 mm且小于或等于7 mm；
c) 厚(hou)(hou)型鋼結構防火涂料：涂層厚(hou)(hou)度(du)大于(yu)(yu)7 mm且(qie)小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)45 mm。

鋼結構防(fang)火涂料涂層厚度(du)和耐火極限

鋼結構防火(huo)涂料的(de)(de)質(zhi)量受多(duo)種因(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響。不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)生產(chan)廠家，由于原材料、生產(chan)工藝(yi)、配方等(deng)因(yin)素(su)，其(qi)產(chan)品(pin)質(zhi)量是不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)。相同(tong)(tong)的(de)(de)生產(chan)廠家、相同(tong)(tong)類型的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)批次(ci)的(de)(de)產(chan)品(pin)，其(qi)產(chan)品(pin)質(zhi)量也存(cun)在差異。如表3所示。表3、某廠家(jia)鋼結構防火(huo)涂料耐(nai)火(huo)極限檢(jian)測數(shu)據涂料名稱(cheng) 產(chan)品批次(ci)編(bian)號(hao) 涂層厚度(du)(mm) 耐(nai)火(huo)極限(min)

超(chao)薄型(xing)鋼結構防(fang)火涂(tu)料(liao) CB – 1 2.68 > 120

CB – 2 1.80 > 90

CB – 3 1.50 > 90

CB – 4 2.53 112

CB – 5 2.57 61

CB – 6 0.68 > 30

CB – 7 1.18 33

薄型鋼結(jie)構(gou)防火涂料(liao) B – 1 4.68 > 160

B – 2 8.20 141

B – 3 4.80 120

B – 4 4.80 120

B – 5 3.39 > 90

B – 6 3.50 87

B – 7 4.70 110

B – 8 1.20 > 32

厚型鋼(gang)結構防火涂料 H – 1 30.0 212

H – 2 30.8 130

H – 3 26.0 > 180

H – 4 37.0 > 180

H – 5 30.0 180

H – 6 38.7 182

H – 7 20.0 > 120

H – 8 17.8 98

由表(biao)3可以(yi)看(kan)出(chu)，相(xiang)同類型不同批次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)防火(huo)(huo)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)，其(qi)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)與耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)性(xing)不大(da)。從(cong)(cong)理論上講，同一批次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)防火(huo)(huo)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)，在一定范(fan)圍內，涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)與耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)函數應該是(shi)相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)。但由于鋼(gang)結構(gou)防火(huo)(huo)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)與涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)是(shi)在試(shi)驗室(shi)條(tiao)件(jian)(jian)下測(ce)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)，與施工現場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術條(tiao)件(jian)(jian)存在較大(da)差(cha)異(yi)，目前尚不具(ju)備對施工中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)噴涂(tu)(tu)(tu)厚(hou)度(du)(du)(du)進行(xing)換算的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術條(tiao)件(jian)(jian)。為了(le)(le)進行(xing)驗證(zheng)，我(wo)們(men)選擇了(le)(le)同一生產批次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)厚(hou)型鋼(gang)結構(gou)防火(huo)(huo)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)按不同的(de)(de)(de)(de)(de)噴涂(tu)(tu)(tu)厚(hou)度(du)(du)(du)進行(xing)了(le)(le)耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗檢測(ce)。其(qi)結果列于表(biao)4。從(cong)(cong)中(zhong)可以(yi)看(kan)出(chu)，耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)是(shi)隨(sui)著(zhu)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)增加而增加的(de)(de)(de)(de)(de)，但由于本(ben)專題(ti)經(jing)費有限(xian)(xian)(xian)(xian)，不能進行(xing)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)驗，因此(ci)，不能確(que)定涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)與耐(nai)火(huo)(huo)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)性(xing)大(da)小。

表4、某厚(hou)型鋼結構防火(huo)(huo)涂料耐(nai)火(huo)(huo)極限(xian) 試(shi)驗編號涂層厚(hou)度(mm) 耐(nai)火(huo)(huo)極限(xian)(min) HT – 1 15 115

HT – 2 25 205

HT – 3 30 210

從以上(shang)分析認為(wei)，鋼結構防(fang)火(huo)涂料的(de)耐火(huo)極限(xian)與(yu)檢測時的(de)涂層(ceng)厚度是唯一(yi)對應(ying)的(de)，施工時的(de)實際噴(pen)涂厚度不能進行換算(suan)，

必須根據耐火極限的(de)檢測數(shu)據確定。在施(shi)工(gong)現場進行(xing)質量檢測時，涂層厚度(du)是否(fou)滿(man)足設計要求應以該(gai)批次耐火極限的(de)檢測數(shu)據為依據。

鋼(gang)結(jie)構防火(huo)涂(tu)料涂(tu)層厚度和(he)耐火(huo)極限的(de)關系

按照GB9978建(jian)筑升溫曲(qu)線的標準的話有(you)如下關系

1.5h 2.0h 2.5h 3.0h

11mm 15mm 19mm 23mm

按照BSEN1363-2:1999烴類火災(zai)升溫曲(qu)線有(you)如下關系

1.5h 2.0h 2.5h

15mm 24mm 32mm

鋼結構防火(huo)涂料使(shi)用厚度(du)計算方法

在設(she)計防火(huo)保護(hu)涂(tu)層和噴涂(tu)施工時，根據標準試驗(yan)得出的某(mou)一耐(nai)(nai)火(huo)極限(xian)的保護(hu)層厚度，確定不同(tong)規(gui)格(ge)鋼構件達到相同(tong)耐(nai)(nai)火(huo)極限(xian)所需的同(tong)種防火(huo)涂(tu)料的保護(hu)層厚度，可(ke)參照下列經驗(yan)公式計算：

式中(zhong)T1——待噴防火涂層厚度(mm)；

T2——標(biao)準試驗時(shi)的涂層厚(hou)度(mm)；

W1——待噴鋼梁重量(kg/m)；

W2——標準(zhun)試驗(yan)時的鋼梁重量(kg/m)；

D1——待噴鋼梁防火涂層接觸(chu)面周長(chang)(mm)；

D2——標準試驗時鋼梁防火涂層接觸面周(zhou)長(mm)；

 K——系(xi)數。對鋼梁，K＝1；對相應樓層鋼柱的保護層厚(hou)度，宜乘以系(xi)數K，設K＝1.25。

公式(shi)的限定條件為：W/D≥22，T≥9mm，耐火極限t≥1h。

參考資料：GB14907–2002《鋼結構(gou)防(fang)火涂料》公安部(bu)消防(fang)產(chan)品合格(ge)評定中心消防(fang)類產(chan)品認(ren)可實施規則

據一項(xiang)最新(xin)研究結果顯示，2019年(nian)全(quan)球膨脹(zhang)型防(fang)火(huo)涂料市(shi)場規模(mo)達到9.85億美(mei)元，2020—2026期間年(nian)復(fu)合(he)增長率約4.8%以上。

膨(peng)(peng)脹型涂(tu)料遇火(huo)時，會激發(fa)膨(peng)(peng)脹層(ceng)化學反(fan)應、體積膨(peng)(peng)脹，廣(guang)泛應用于汽車制造業、油氣工業、建筑業等行業的防(fang)火(huo)解決方(fang)案。研究(jiu)指出，高(gao)效、高(gao)質(zhi)量(liang)的防(fang)火(huo)、防(fang)腐解決方(fang)案的需求(qiu)越來越多，從而推動膨(peng)(peng)脹型防(fang)火(huo)涂(tu)料市場的發(fa)展。

隨(sui)著(zhu)頁巖氣開發(fa)投(tou)資(zi)力度的(de)加大，業(ye)內人士也(ye)越來越重視該產業(ye)的(de)可(ke)持(chi)續(xu)性發(fa)展(zhan)以(yi)及安全生產，因(yin)此(ci)，對高質量、輕薄涂(tu)層(ceng)的(de)需求也(ye)在增加，這也(ye)是助推(tui)膨脹型防(fang)火涂(tu)料發(fa)展(zhan)的(de)因(yin)素(su)之(zhi)一。

汽車和石化行業(ye)對(dui)(dui)原油、天然(ran)氣需(xu)求(qiu)推動了油氣開采業(ye)的(de)(de)(de)發展，同時也(ye)刺激了膨(peng)脹型(xing)防火(huo)(huo)涂(tu)料的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)。防火(huo)(huo)涂(tu)料的(de)(de)(de)品(pin)質要求(qiu)也(ye)越(yue)來越(yue)高(gao)，以滿足(zu)嚴格(ge)的(de)(de)(de)防火(huo)(huo)安(an)全(quan)標準，這些對(dui)(dui)于膨(peng)脹型(xing)防火(huo)(huo)涂(tu)料的(de)(de)(de)市場起到有利的(de)(de)(de)促進作用。

膨(peng)脹型防(fang)火涂(tu)料(liao)(liao)涉及水性和(he)溶(rong)劑型品種。建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)領(ling)域翻(fan)新建(jian)(jian)(jian)設呈現越來越頻(pin)繁的趨勢(shi)，對于內部建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)結構，環(huan)氧類防(fang)火涂(tu)料(liao)(liao)較(jiao)受(shou)歡(huan)迎，而且(qie)，其品種逐漸多樣化，以(yi)滿足建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)的具體(ti)應(ying)用要求(qiu)。分析(xi)認為，環(huan)氧膨(peng)脹型防(fang)火涂(tu)料(liao)(liao)未來幾年的年復(fu)合(he)增長(chang)(chang)率為4.5%以(yi)上(shang)，這類涂(tu)料(liao)(liao)具有較(jiao)高的熱穩定性、快速響(xiang)應(ying)、涂(tu)層外觀(guan)平整、簡(jian)潔(jie)等特點，廣泛應(ying)用于各種鋼結構上(shang)，如框(kuang)架、橫(heng)梁、柱子(zi)等。再加上(shang)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)領(ling)域實(shi)施嚴格的安全法(fa)規(gui)及高品質材料(liao)(liao)的配(pei)套(tao)使(shi)用要求(qiu)等因素的影響(xiang)，膨(peng)脹型涂(tu)料(liao)(liao)市場增長(chang)(chang)趨勢(shi)向好。

膨脹型防火(huo)(huo)涂料從應(ying)用(yong)(yong)角度(du)分為(wei)耐烴(jing)類防火(huo)(huo)涂料和耐纖(xian)維類防火(huo)(huo)涂料，其中(zhong)，耐烴(jing)類膨脹型涂料具有良(liang)好的(de)熱穩(wen)定性和耐化(hua)學品(pin)性，廣泛用(yong)(yong)來降低(di)因油氣(qi)泄漏導致的(de)火(huo)(huo)災風險，涂裝這(zhe)類涂料以提(ti)高(gao)作業人員的(de)人身安(an)全(quan)，而且(qie)，相(xiang)關法規也推動了這(zhe)類涂料的(de)應(ying)用(yong)(yong)，有利于其市(shi)場發(fa)展。

研究表明，耐烴類(lei)膨脹(zhang)型(xing)防火(huo)(huo)涂(tu)料(liao)市場規模到(dao)2026年(nian)預計將(jiang)超過6.95億美元。這(zhe)(zhe)類(lei)涂(tu)料(liao)遇火(huo)(huo)時能(neng)形成牢固的(de)隔熱(re)碳層，從而有(you)效(xiao)保護鋼結(jie)構基材升溫過快，減緩火(huo)(huo)勢蔓延。這(zhe)(zhe)類(lei)涂(tu)料(liao)在陸地和(he)近海油氣生產設(she)施(shi)應用(yong)較多。

在其應用(yong)領域(yu)，壓縮天然氣(qi)、電動汽車的需求在增加，而且，關于(yu)安全性能的重視程度也在提高，這(zhe)些有(you)助于(yu)膨脹型(xing)(xing)涂(tu)料(liao)的發(fa)展。分析指出，到2026年，膨脹型(xing)(xing)涂(tu)料(liao)在汽車領域(yu)的需求規模(mo)將超過1.05億美元。這(zhe)類涂(tu)料(liao)主(zhu)要應用(yong)于(yu)汽車發(fa)動機(ji)蓋及(ji)底部(bu)，以抑制車輛部(bu)件過熱、腐蝕、燃(ran)氣(qi)泄漏(lou)、電池火花等各(ge)種危害(hai)因(yin)素(su)發(fa)生。

高層建筑越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多(duo)，同時(shi)也必須(xu)符合高層建筑嚴格的(de)防火法規。業界因此需要為現代(dai)建筑研(yan)發(fa)高質量、高性能(neng)的(de)解決方(fang)案。膨(peng)脹型涂料順勢(shi)而為，其市場預(yu)期非(fei)常樂(le)觀。