黃普銘

(廣東省韶關(guān)市消防救援支隊(duì)，廣東 韶關(guān) 512026)

近年來(lái)，大跨度鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)等鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)發(fā)展比較迅速。如果沒(méi)有采用任何防護(hù)措施，鋼結(jié)構(gòu)的防火性能是無(wú)法滿足防火技術(shù)規(guī)范要求的。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，需要采取涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等防護(hù)措施對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防火處理，使之能夠在火災(zāi)條件下克服自身防火性能的不足，避免建筑倒塌。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性

鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑的主要形式，在常溫下，其本身具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、抗震性能良好、周期短、空間利用率大、建筑工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足企業(yè)投資的集約，并且也可以廣泛應(yīng)用到建筑領(lǐng)域。不過(guò)，由于鋼結(jié)構(gòu)本身的抗火性能較差，易導(dǎo)熱。在溫度達(dá)到400 ℃的時(shí)候，其極限強(qiáng)度以及屈服點(diǎn)就要明顯低于常溫，一旦超過(guò)600 ℃，其強(qiáng)度幾乎為零。通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)例分析，沒(méi)有加以保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)，在火災(zāi)發(fā)生之后，只需要0.25 h，其本身溫度就會(huì)直接提升到540 ℃，這樣就會(huì)出現(xiàn)扭曲變形的問(wèn)題，并且也會(huì)出現(xiàn)坍塌毀壞，且變形之后也無(wú)法修復(fù)使用。如，北京某家具城發(fā)生大火，其鋼結(jié)構(gòu)的防火性能無(wú)法滿足火災(zāi)實(shí)際需求，導(dǎo)致13 000 m2的鋼結(jié)構(gòu)建筑倒塌，參與展覽的家具全部損毀，直接經(jīng)濟(jì)損失2 000萬(wàn)元。又如，安徽某冰激凌廠鋼結(jié)構(gòu)冷庫(kù)火災(zāi)，短時(shí)間內(nèi)庫(kù)房就發(fā)生了倒塌，造成3名滅火戰(zhàn)斗的消防員犧牲。因此，做好鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火保護(hù)措施對(duì)于降低火災(zāi)危險(xiǎn)性、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失具有十分重要的意義[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的功能以及應(yīng)用

有研究表明，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火功能主要體現(xiàn)在：防火涂料本身需要擁有一定的不燃性以及難燃燒性，可以保護(hù)一些具有可燃性基材的物體，使其不與空氣直接接觸，延緩被燃燒的時(shí)間。膨脹型防火涂料受到火燒會(huì)在基材的表面形成泡沫型的隔熱層，可以避免燃燒。還有一種防火涂料，在遇到火災(zāi)的時(shí)候會(huì)釋放出一種惰性氣體，能夠沖淡基材周?chē)目諝庖约耙兹細(xì)怏w，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒情況的有效抑制[2]。因此，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料能夠在一定程度上延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)臨界溫度，在火災(zāi)時(shí)可以避免發(fā)生建筑倒塌，有效保障人身、財(cái)產(chǎn)安全。在日常使用中，主要有以下3種類(lèi)型。

2.1 薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火極限大約在2 h之內(nèi)，其基料一般屬于具有適合度的水性聚合物，可以與防火添加劑、耐火纖維、阻燃劑復(fù)合體系等配合使用，在裝飾方面的優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)。主要用于具有較強(qiáng)附著力、良好耐水性、耐久性的鋼基材以及水性聚合物，在使用中需要利用噴涂施工的方式進(jìn)行[3]。

2.2 厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料其成分大部分都是無(wú)機(jī)材料，主要是利用熱導(dǎo)率偏低材料以及密度小的具有吸熱性的材料，在防火性能方面具有較高的穩(wěn)定性，適合長(zhǎng)期使用。由于組分顆粒較大，在裝飾方面會(huì)出現(xiàn)外觀不平整的現(xiàn)象，影響建筑外觀的整體美觀，通常應(yīng)用于隱蔽工程中。

2.3 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料屬于溶劑型體系，遇到火災(zāi)會(huì)出現(xiàn)膨脹發(fā)泡的情況，這樣就會(huì)引起在基層出現(xiàn)堅(jiān)硬的、致密的防火隔熱層，其本身的沖擊耐火性較強(qiáng)，從而將鋼材升溫速度減緩，保護(hù)其鋼結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，其本身具有相對(duì)優(yōu)越的耐火耐水性能，并且其黏結(jié)強(qiáng)度較高，具有超薄的特性，擁有良好的流平性以及裝飾性，能夠在有效防火的同時(shí)降低工程總造價(jià)，適合耐火極限沒(méi)有超出2 h的建筑構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的防火保護(hù)以及防火涂裝[4]。實(shí)際使用時(shí)可以選擇噴涂、刷涂、輥涂等多種方式。

如，東晨星超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其本身屬于溶劑型的防火涂料，適合在鋼結(jié)構(gòu)表面的處理，在鋼結(jié)構(gòu)基材表面涂抹之后，遇火其就會(huì)出現(xiàn)迅速膨脹的碳化耐火隔熱保護(hù)層，這樣就可以提升其耐火極限。其本身具有涂層表面平整、厚度薄、防潮、效果良好等特點(diǎn)，具體的使用見(jiàn)圖1所示。

圖1 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用Fig.1 The use of ultra-thin steel structure fireproof coating

但是還需要注意：施工之中以及在涂層干燥固化之前，其本身的溫度應(yīng)該保持在5～38 ℃，并且將相對(duì)濕度控制在80%以下，要求空氣相對(duì)流通；東晨星超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在施工完畢之后還需要開(kāi)展60天養(yǎng)護(hù)處理。涂層無(wú)論是在施工之中，還是在施工之后，都需要將其置于室內(nèi)或者是雨棚下，避免出現(xiàn)雨淋的問(wèn)題。一旦構(gòu)件的表面出現(xiàn)結(jié)露的問(wèn)題，就不能再進(jìn)行施工。東晨星超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及其稀釋劑在實(shí)干前為易燃品，所以嚴(yán)禁與明火接觸，也不可與水混合使用。東晨星超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料還需要避免與硝基類(lèi)產(chǎn)品交叉或者是同時(shí)使用。在具體的施工環(huán)節(jié)，需要考慮到涂層實(shí)際的測(cè)量厚度。防火涂料要求其本身的存放溫度在5～45 ℃，并且要置于干燥、通風(fēng)的庫(kù)房之中，同時(shí)還需要隔絕火源，遠(yuǎn)離熱源體，并防范暴曬或者是冰凍的問(wèn)題出現(xiàn)。

3 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用及注意事項(xiàng)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用

第一，分析鋼結(jié)構(gòu)的位置。需要仔細(xì)的分析鋼結(jié)構(gòu)具體位置。針對(duì)多層廠房、高層廠房以及室內(nèi)的隱蔽鋼結(jié)構(gòu)等，要求其耐火極限超出1.5 h，宜選擇厚涂型的材料；針對(duì)輕型材料，或者是裸露的鋼結(jié)構(gòu)等，要求不能超出1.5 h的耐火極限，可以考慮到薄型的選擇。如，針對(duì)石油鉆井平臺(tái)、石化企業(yè)等，由于其本身的耐火極限要求較高。所以，在實(shí)際的選擇中，需要按照國(guó)家的規(guī)定來(lái)加以實(shí)施，選擇室外厚型材料[5]。

第二，需要參照對(duì)應(yīng)的理化性能檢測(cè)報(bào)告、生產(chǎn)許可證、耐火性能檢測(cè)報(bào)告等進(jìn)行分析與選擇，從而確保防火涂料的性能質(zhì)量能夠符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

第三，需要針對(duì)近期不同產(chǎn)品的耐火性能進(jìn)行分析比較，在可供選擇的產(chǎn)品種類(lèi)較多的前提下，在理化性能的檢驗(yàn)報(bào)告分析之后，考慮到生產(chǎn)企業(yè)的具體創(chuàng)新能力、信譽(yù)度以及實(shí)力等，確保其產(chǎn)品性?xún)r(jià)比最高、性能最優(yōu)。

3.2 注意事項(xiàng)

第一，室內(nèi)、室外兩種防火涂料在使用時(shí)不能隨意調(diào)換。這是因?yàn)?，室外的環(huán)境要明顯復(fù)雜于室內(nèi)環(huán)境，這對(duì)于防火涂料要求更高。針對(duì)室內(nèi)的涂料，如果沒(méi)有進(jìn)行針對(duì)性的處理，將無(wú)法滿足室外環(huán)境的防護(hù)要求。同時(shí)，在室內(nèi)條件下，如利用室外的涂料，就會(huì)提升其對(duì)應(yīng)的成本。

第二，飾面型防火涂料不能用作鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。因?yàn)槠渥鳛楸Ｗo(hù)木結(jié)構(gòu)等可燃基材的阻燃涂料，本身的功能僅是可燃基材的防火，并不具備提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的能力。

第三，厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料適用于對(duì)耐久性和防火性要求比較高的鋼結(jié)構(gòu)建筑。因其主要成分是無(wú)機(jī)質(zhì)材料，本身帶有的抗老化能力較強(qiáng)，可以保持相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的防火要求。

第四，薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料不適合用于耐火極限要求超出2 h的鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)[6]。因?yàn)榉阑饳C(jī)理和對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的限制，在長(zhǎng)時(shí)間的高溫狀態(tài)下，薄型鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料會(huì)有失效膨脹的問(wèn)題發(fā)生，并且一旦超出1 000 ℃的溫度，就會(huì)引起碳化的處理，其耐火極限通常不會(huì)超出1.5 h。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，本文通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的實(shí)際應(yīng)用策略和應(yīng)用途徑進(jìn)行分析與闡述，有助于合理地使用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，從而提升鋼結(jié)構(gòu)建筑防火性能。