淺析建筑金屬結構中防火涂料的合理應用

劉艷紅

當今社會建筑技術快速發展，超高層、超大跨度建筑的建設速度增加，而鋼結構建筑的設計理念及其設計內容具有的完善性提升，也使得鋼結構在建筑結構中所擁有的重要作用得以體現。傳統設計理念在構建過程中存在一定程度的制約性，以此使鋼材作為建筑材料就工程防火層面而言，仍然存在諸多缺陷。雖然鋼材并不會由于火災而燃燒，但當火災發生時，在高溫作用之下，鋼材的強度會大幅度降低。例如，在800℃～1000℃的高溫情況下，綜合火場已超過鋼材靜態平均約500℃的臨界溫度，由此會致使鋼材屈服點、彈性模量與載荷性能等諸多力學特征大幅度下降，使鋼材在火災中出現形變情況，致使建筑物出現坍塌問題。而如何對建筑鋼結構的防火性能及耐火能力予以提高，是當前金屬結構構建人員所需要主要研究的現實內容。

1.建筑鋼結構防火技術規范及保護方式分析

在20 世紀90 年代開始，我國便開始對超薄型鋼結構防火涂料進行相應的研究，并且在2002 年已經能夠將其在工業鋼結構中予以應用，通過大量的理論及實踐分析與各類研究，并且與當前我國建筑工程鋼結構應用特征相結合，已經能夠形成具有高度完善性的鋼結構防火設計以及其性能檢測與具體施工的各類規范標準，舉例說明，《鋼結構防火涂料》（GB14907-2002）等文件均屬于相應的內容。并且在對防火規范進行設計中，對鋼結構的耐火極限進行探究，根據建筑結構的類型以及整體建筑所具有的耐火等級，對建筑的柱、梁、樓板等諸多部位的鋼結構以0.5h～3h，進行耐火極限指標的確定，并由此為建筑物的綜合鋼結構設計以及鋼結構檢驗與施工驗收等諸多環節提供了有效的數據參考[1]。

就建筑鋼結構當前的防腐保護方法而言，可從以下方面予以開展。首先，可對結構防火體系及防火設施進行優化；其次，需要通過鋼結構防火涂料進行涂刷、將混凝土或隔熱土磚以外包方式對鋼結構進行保護，或者應用復合防火結構材料等模式進行物理保護。在具體的防護過程中，大量的實際研究與工程應用可以表明，以防火涂料的模式對鋼結構進行防護保護，是目前在建筑行業發展過程中公認最為有效的防護措施之一，在具體的施工中，其自身擁有高度的便捷性，并且綜合工程性價比相對較高，其耐火時間相對較長。

2.鋼結構防火涂料應用中可能出現的問題

2.1 防火涂料的涂抹方式合理性較低

在具體的施工過程中，會由于施工者無法對防火涂料的性狀予以了解，或由于其操作規范性較低，使工程施工中出現防火涂料涂刷不當的問題。在進行防火涂料涂刷前，需要對鋼材表面進行嚴格處理，防止其出現化學腐蝕與污染情況，而部分施工者無法對相應問題予以充分重視，便直接對涂料進行涂抹，由此不僅無法對鋼材進行優質的防火保護，還將加速鋼材的腐蝕，使整體建筑物的壽命因此簡短。此外，在進行涂料涂刷過程中，需要進行2～3 遍的涂抹，而部分施工者為了對工時進行縮短而自行涂刷，以此使防火涂料的真實效用無法體現[2]。

2.2 防火涂料選擇的合理性相對缺失

部分施工者在涂料選用問題上會出現一定程度的問題。在防火涂料的選用過程中，需要對其使用環境以及建筑物的美化性等諸多角度予以綜合考慮。而如果無法對其外部環境進行有效考慮，并對防火涂料進行合理化選擇，則有可能致使涂料由于外部環境的影響而防火性能無效化。

3.鋼結構防火涂料性能分析

3.1 厚型鋼結構防火涂料性能分析

厚型鋼結構防火涂料又稱H 型鋼結構防火涂料。其防火涂層在構建過程中綜合厚度在8mm～50mm 之間，其自身涂層厚度相對較大，且其密度較低，所擁有的熱傳導率較低，并且涂料的綜合粘性相對較高，其強度較為優異，在火場的環境之下，遭遇高溫會表現出不膨脹、不燃燒的現實特性。并且會以優質的低熱傳導以及涂層自身所擁有的吸熱特點，延緩整體建筑鋼結構的溫度上升速度，使鋼材性能得到有效的保護。并且通過后型鋼結構防火涂料進行涂刷的鋼材，其耐火時間可達0.5h-3h，此類涂料在構建過程中，其表面粗糙性較高，因此使其外觀裝飾性相對較低，不適合進行建筑裸露鋼結構件的火災防控工作，比較適用于在建筑室內對各類承重鋼結構鋼材進行火災防護。

3.2 薄型鋼結構防火涂料性能分析

薄型鋼結構防火涂料又稱B 型鋼結構，防火涂料在應用過程中，其防火涂料的綜合厚度可達到3mm～7mm，在火災的高溫條件之下，會通過膨脹發泡的模式，形成具有高度耐火性的隔熱層，并以此使建筑鋼結構材料的溫度上升速度得以大幅度降低，其自身的耐火極限可達到0.5h-2h，薄型鋼結構防火涂料在構建過程中，由聚合物與乳液作為其基料，能夠通過與膨脹阻燃劑以及各類顏料填料等進行合理性的搭配，達到其防火目的。在構建過程中，通過對乳液劑量予以應用，使其在鋼結構外表擁有較為優質的附著能力，依照工程功能的需求，薄型涂料在應用過程中可分為底層材料以及面層裝飾用材料，在應用過程中，其綜合裝飾效果與H 型涂料相比相對優質。B 型防火涂料在應用過程中，能夠對建筑物柱、梁、樓板以及屋頂等諸多承重型鋼結構進行綜合性的火災隔熱保護，在應用過程中已經被廣泛應用于工廠廠房、體育館等諸多裸露鋼結構的火災防護工作中，并且對相應的鋼結構進行有效的裝飾。

3.3 超薄型鋼結構防火涂料性能分析

超薄型鋼結構防火涂料又被稱之為CB 型鋼結構防火涂料，其整體涂料所有的防火層厚度≤3mm。在火災發生后的高溫環境之內，通過膨脹發泡的方式，形成優質致密防火隔熱涂層，使整體建筑物的鋼結構材料的溫度上升速度得以有效地降低，在應用過程中，其極限范圍的耐火時間≤2h。超薄型鋼結構防火涂料，在應用過程中，其自身的涂層相對較薄，并且擁有高度的粘合性，其流平性相對優質，并且其性價比相對較高，在施工過程中，其施工過程便利性強，且擁有優質的裝飾性能，被廣泛應用于對一類與二類建筑耐火極限≤2h 的屋頂、梁、板等諸多承重結構的鋼結構防火工程之中，在具體的工程實踐過程中，需要充分地對防火涂料的應用范圍予以有效的關注，并且對技術的可行性進行探究。

4.防火涂料的選擇探討

就經濟層面，對于整體耐火時間≤2h 的建筑鋼結構而言，可以對其應用薄型鋼結構涂料以及相應的超薄型鋼結構涂料，而對于耐火時間≥2.5h 的建筑鋼結構而言，在其防火涂料的選擇過程中，可以選擇后型鋼結構防火涂料。相應的研究人員在對三種防火涂料的性能進行研究的過程中，三種涂料在2h、2.5h 及3h 的極限耐火條件下進行相應的實驗，其中厚型防火涂料的綜合實驗成功率可達92.1%，薄型防火涂料的綜合耐火成功率可達76.8%，而超薄型涂料綜合防火成功率為68.9%。根據相應的實驗性能可知，在相對極限的耐火條件之下，厚型防火涂料所擁有的防火性能與超薄型、薄型防火涂料相比較為優質。而防火涂層若在日照條件之下，經過紫外線的照射之后，其自身涂料內部所有的粘結劑分子結構會產生一定的變化，經過時間的推移，會出現降解與分解的現實情況，從而使超薄型或薄型防火涂層在實際的火災環境中膨脹，可能會由于內部結構所發生的變化出現裂紋或脫落等現實問題，使其耐火性能無法得到充分地發揮。由此，在當前技術條件之下所具有的超薄型鋼結構防火涂料以及薄型鋼結構防火涂料，對于如何改善其紫外線照射所造成的老化問題，需要相應的研究人員進行充分的探析，對于高層及超高層建筑以及在構建過程中，其綜合功能較為復雜且耐火時間大于等于2.5h 的建筑而言，需要充分地對后型鋼結構防火涂料進行有效的應用，并且在應用厚型鋼結構防火涂料的過程中，要盡可能保證整體建筑鋼結構的美觀性，以此使整體建筑金屬結構在構建過程中所擁有的耐火與防火能力得以提高。

5.結語

建筑鋼結構防火工程在具體的構建過程中，其主要的目標在于通過高度合理性的防火結構布置，以及各類優質的防火措施構建，使建筑在發生火災時，其內部人員的生命財產安全得到充分保障。在實際的工程建造過程中，需要根據整體建筑物所有的功能特性，以及整體施工在構建過程中的具體條件，選擇較為優質的防火涂料，并根據相應工程在實踐過程中所可能出現的各類問題，對具有高度針對性且具有高效的技術予以有效應用，由此，使整體防火產品在選擇過程中能夠同時滿足安全性與經濟性，以鋼結構的耐火性為基礎，使綜合建筑物的防火性能得以大幅度提升。