趙明亮

（哈爾濱空調(diào)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

在膨脹型鋼結(jié)構(gòu)表面涂一層防火涂料是有效的防火方法。但容易在外界環(huán)境影響下出現(xiàn)防火涂層的老化，最終失去防火功能。本文根據(jù)對(duì)不同情況下的防火涂層老化試驗(yàn)比較，分析了防火涂層老化的一些相關(guān)規(guī)律。在試驗(yàn)中分別設(shè)計(jì)了膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火層在室內(nèi)的應(yīng)用、在半室外的應(yīng)用、在室外的應(yīng)用等三種環(huán)境條件，分別命名為試驗(yàn)組X、Y、Z，其中X組又分為兩種實(shí)驗(yàn)條件。

一、膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火層濕熱老化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究分別選取了兩種不同類型的防火涂料A、B各90件，分別在不同環(huán)境下進(jìn)行老化情況的分析，其中在室內(nèi)條件下選取30件防火涂層涂料進(jìn)行試驗(yàn)，而半室外以及室外的條件也也分別選取30件防火涂層涂料。室內(nèi)條件下的試驗(yàn)又分為兩小組試驗(yàn)條件，一組在溫度為40℃，相對(duì)濕度在98%左右進(jìn)行試驗(yàn)8小時(shí)以及溫度在23℃左右，相對(duì)濕度在75%左右進(jìn)行試驗(yàn)16小時(shí)，命名為X1組。而另一組則在溫度為23℃左右進(jìn)行試驗(yàn)4小時(shí)，溫度在40℃左右，相對(duì)濕度在50%左右進(jìn)行試驗(yàn)16小時(shí)，溫度在5℃左右，相對(duì)濕度在50%左右進(jìn)行試驗(yàn)4小時(shí)，命名為X2組。而半室外條件則是溫度在0℃以下，不受雨淋，光照有限的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，命名為Y組。室外條件是直接將防火涂層放于室外自然條件進(jìn)行試驗(yàn)，命名為Z組。各組試驗(yàn)的進(jìn)行實(shí)踐都是24小時(shí)作為一個(gè)周期，不間斷地進(jìn)行21個(gè)周期的試驗(yàn)，最后再比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析總共六種防火涂層的老化情況，并得出其老化規(guī)律，找出影響防火涂層老化的一些根本因素，并得出解決方案。在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，當(dāng)試件內(nèi)部的溫度達(dá)到了700℃的時(shí)候就可以停止試驗(yàn)并得出結(jié)果了。

二、膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火層濕熱老化試驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)對(duì)該種防火涂層的隔熱效果試驗(yàn)，可以得出這種隔熱涂料在不同環(huán)境條件下的隔熱效果，從而分析出膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層濕熱老化的一些根本規(guī)律。試驗(yàn)中的環(huán)境溫度升高趨勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)的溫度升高趨勢(shì)是基本一致的，因此可以將不同環(huán)境下進(jìn)行老化的試件進(jìn)行隔熱性能的比較，同時(shí)還可以將不同老化程度的隔熱材料進(jìn)行隔熱性能的比較，從而判斷出影響老化程度的因素。

而在試驗(yàn)中比較不同環(huán)境下的膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的隔熱性能時(shí)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)的統(tǒng)一性，通常是將隔熱性能用規(guī)范化的導(dǎo)熱系數(shù)表示。導(dǎo)熱系數(shù)越高，則證明防火涂層的隔熱性能越低，反之，導(dǎo)熱系數(shù)越低，則證明防火涂層的隔熱性能越高。對(duì)于膨脹鋼結(jié)構(gòu)中的防火涂層來(lái)說(shuō)，保護(hù)層所占有的質(zhì)量與鋼結(jié)構(gòu)所占有的質(zhì)量之間相差是非常大的，保護(hù)層的質(zhì)量甚至可以直接忽略不計(jì)。因此，在計(jì)算膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)候，可以直接忽略保護(hù)層中儲(chǔ)存的熱量，使計(jì)算的精度相差不大卻能達(dá)到簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程的效果。一般膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的導(dǎo)熱系數(shù)可以表示為如下公式：

導(dǎo)熱系數(shù)

上式中，di表示防火層的最初厚度，為試件的截面參數(shù)，ρ 為膨脹型鋼結(jié)s構(gòu)材料的密度，Tg（t）表示在時(shí)間為t的時(shí)候外界環(huán)境的溫度，Ts（t）表示在時(shí)間為t的時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)材料的溫度，其中上式的△t的取值不大于三十秒。經(jīng)過(guò)對(duì)不同環(huán)境下的試件導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算，就可以非常清晰地了解膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的隔熱性能，進(jìn)而對(duì)影響其老化的一些因素進(jìn)行判斷，并分析出延緩防火涂層濕熱老化的一些措施。

經(jīng)過(guò)對(duì)每一組試件的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在相同試驗(yàn)環(huán)境下，A、B兩類防火涂料的導(dǎo)熱系數(shù)比較，B類涂料的導(dǎo)熱系數(shù)更大。而在A類防火涂料的比較中，經(jīng)過(guò)相同老化時(shí)間后，X2組試件的導(dǎo)熱系數(shù)相較于其他組試件的導(dǎo)熱系數(shù)要低很多。六組試件分別進(jìn)行比較之后可以得出結(jié)論：A類試件擁有較好的防火性能，而利于防火涂層抗老化的環(huán)境則是與X2試驗(yàn)組條件相類似的環(huán)境。

三、影響膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層老化的主要因素

從對(duì)幾組試驗(yàn)的分析中可以看出來(lái)，影響防火涂層老化的因素是多方面的，如果要讓膨脹型鋼結(jié)構(gòu)能夠得到最好的防火保護(hù)的話，就必須要從影響老化的因素入手，從根本上抑制防火涂層的老化。通過(guò)試驗(yàn)比較，可以得出影響膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層老化的主要因素包括防火涂料的類型、防火涂層的使用環(huán)境、防火涂層的厚度等等。

（一）防火涂層的類型

防火涂層的類型是影響其防火性能以及抗老化性能的最根本因素，比如試驗(yàn)中選用的A、B兩類防火涂料，在未經(jīng)老化時(shí)，B類涂料的導(dǎo)熱系數(shù)最低，但經(jīng)過(guò)了一定的老化過(guò)程之后，B類涂料的導(dǎo)熱系數(shù)卻要明顯高于A類涂料。這表明在外界環(huán)境適宜，不易對(duì)涂料造成老化時(shí)，可選用B類涂料，而如果外界環(huán)境容易對(duì)涂料造成老化，則最好選用A類涂料。

（二）防火涂層的使用環(huán)境

使用環(huán)境是防火涂層老化程度影響最大的一項(xiàng)因素，經(jīng)歷相同的老化時(shí)間而外界環(huán)境不同，防火涂層的導(dǎo)熱系數(shù)也會(huì)發(fā)生千差萬(wàn)別的變化。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)中幾組同類型防火涂料的幾組老化情況比較分析可以得出，在外界環(huán)境空氣濕度較大，溫度較高的時(shí)候更容易加速涂料的老化。

（三）防火涂層的厚度

防火涂層的厚度是其發(fā)生老化時(shí)在“量”上的影響因素，如果涂層較厚的話，那么即使與外界環(huán)境相接觸的表層發(fā)生了嚴(yán)重老化，但涂層內(nèi)部的老化程度卻并不高，依舊可以起到很好的隔熱效果。

此外，防火涂層在使用過(guò)程中人為因素的干預(yù)也會(huì)對(duì)其老化程度造成或多或少的影響，特別是周圍環(huán)境中存在著產(chǎn)熱、產(chǎn)濕等類型的工作時(shí)，更會(huì)加速涂層的老化。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)本文的試驗(yàn)以及相關(guān)分析，可以知道影響膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層老化的多方面影響因素，而人們?cè)谑褂梅阑鹜繉拥臅r(shí)候則可以盡量避免這類因素的老化作用，讓人們長(zhǎng)期地生活在安全的環(huán)境中。隨著未來(lái)對(duì)新型防火涂料的逐步研發(fā)，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)將會(huì)得到更好的防火保護(hù)。

[1]王玲玲，等.超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的耐濕熱性能[J].建筑材料學(xué)報(bào),2011（01）.