淺析鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用中的問(wèn)題及對(duì)策

    隨著建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式日新月異，鋼結(jié)構(gòu)由于具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性好、施工快、建筑基礎(chǔ)費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)占用面積少和工業(yè)化程度高等特點(diǎn)得到了人們的廣泛重視。鋼結(jié)構(gòu)雖然不燃，但是極易導(dǎo)熱，當(dāng)自身溫度達(dá)到540℃以上，其力學(xué)性能迅速下降，而當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼材的強(qiáng)度幾乎為零。裸鋼的耐火極限通常只有15-30min。根據(jù)我國(guó)有關(guān)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，建筑的柱、梁及樓板與屋頂承重構(gòu)件的耐火極限的要求為0.5-3.0h不等。1998年5月5日，北京玉泉營(yíng)環(huán)島家具城大火，鋼結(jié)構(gòu)防火未達(dá)標(biāo)，1.3萬(wàn)m2鋼結(jié)構(gòu)輕體建筑全部倒塌，造成直接經(jīng)濟(jì)損失2087萬(wàn)元;震驚世界的“911事件”后專家分析認(rèn)為，其實(shí)飛機(jī)并沒(méi)有將大樓撞倒，而是由于飛機(jī)在撞到大樓的同時(shí)破壞了大樓鋼結(jié)構(gòu)上的防火涂層，并爆炸起火，使得鋼結(jié)構(gòu)暴露在熊熊烈火中，一個(gè)多小時(shí)后，結(jié)構(gòu)軟化，強(qiáng)度喪失，轟然倒下。因此必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火保護(hù)，從而提高其耐火極限。

    鋼結(jié)構(gòu)的防火措施多種多樣，過(guò)去曾采用澆鑄混凝土外殼，用耐火磚等設(shè)置阻火屏障、用石膏板等不燃材料包覆或采用空心管材內(nèi)部充水冷卻等方法?，F(xiàn)在更多的是采用噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的方法保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)，由于這種措施防火隔熱性能好，施工不受結(jié)構(gòu)幾何形體限制，一般不需要增加輔助設(shè)施，易于實(shí)施，還有一定的美觀裝飾作用等得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型、耐久性、施工質(zhì)量等方面存在著一些問(wèn)題，也給防火監(jiān)督工作帶來(lái)了一定困難。

    一、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型

    (一)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的分類

    目前，按GB14907-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》的分類，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料根據(jù)其涂層的厚度和性能特點(diǎn)可分為：超薄型、薄涂型和厚型三類。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(CB類)的涂層厚度不大于3mm，薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(B類)的涂層厚度為3~7mm，這兩類涂料在火災(zāi)時(shí)能吸熱膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用。通常稱這兩種涂料為鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂料。厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(H類)的涂層厚度為7~45mm，它們呈現(xiàn)粒狀面，密度較小，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來(lái)延緩鋼結(jié)構(gòu)溫升，起到防火保護(hù)作用，耐火極限可達(dá)0.5~3.0h，通常稱這種涂料為鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。兩類涂料具有不同的性能特點(diǎn)，分別適用于不同場(chǎng)合。所有鋼結(jié)構(gòu)防火涂料又分為室內(nèi)和室外兩種使用類型。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型存在問(wèn)題

    鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選型主要存在的問(wèn)題：一是超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料已經(jīng)成為我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和生產(chǎn)單位競(jìng)相研制的熱點(diǎn)，超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料一般為溶劑型體系，由于與厚型和薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料相比，超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料裝飾性更好，涂層更薄，工程中使用量大大減少，從而降低了工程總費(fèi)用，是目前市場(chǎng)上大力推廣的品種。但是，在鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)工程中出現(xiàn)了片面的追求涂層越來(lái)越薄的現(xiàn)象，片面的宣傳推廣超薄型涂料的現(xiàn)象，這對(duì)為建筑物提供切實(shí)可靠的安全保障極為不利。由于超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要還是依靠配方中有機(jī)成分的物理化學(xué)反應(yīng)起作用，任何影響涂料炭化膨脹性質(zhì)的因素都將影響其最終的防火性能，很難保證在涂裝較長(zhǎng)時(shí)間后還能為構(gòu)件提供2.0h以上的防火保護(hù)。二是設(shè)計(jì)者往往是簡(jiǎn)單的注明采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)措施，不能詳細(xì)的說(shuō)明選用哪一種類型的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，在施工中單純考慮價(jià)格、美觀等問(wèn)題，造成防火涂料選型不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。三是選型時(shí)往往忽視建筑物的環(huán)境以及使用性質(zhì)的要求。露天鋼結(jié)構(gòu)受到日曬雨淋，或高層建筑的頂層鋼結(jié)構(gòu)上部采用透光板時(shí)，陽(yáng)光暴曬，環(huán)境條件較為苛刻，應(yīng)選用室外型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。四是把技術(shù)性能僅滿足室內(nèi)要求的涂料用于室外。
    (三)正確選擇鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

    1、室外不宜使用膨脹型防火涂料。

    膨脹型防火涂料起先用于木結(jié)構(gòu)，由于用于室外耐候性差，易老化、起皮，在潮濕、腐蝕環(huán)境中膨脹的可靠性問(wèn)題，以及在高溫火焰燒烤發(fā)泡過(guò)程中，樹脂分解產(chǎn)生濃煙和有毒氣體等，因此若無(wú)特殊措施，在隧道、室外以及經(jīng)常有人停留的建筑內(nèi)，不宜使用膨脹型防火涂料。核能、電力、石化及化工等行業(yè)的工程應(yīng)當(dāng)主要以厚型防火涂料為主。

    2、慎重選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，嚴(yán)格控制超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用。

    要從嚴(yán)控制全鋼結(jié)構(gòu)建筑，特別是鋼柱、鋼梁、鋼質(zhì)樓板和鋼質(zhì)疏散樓梯在大型公共民用建筑中的運(yùn)用。鋼柱、鋼樓板、鋼質(zhì)疏散樓梯等主要建筑構(gòu)件應(yīng)優(yōu)先選用鋼絲網(wǎng)片混凝土等防火保護(hù)材料，確實(shí)有困難的，可選用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)，慎重選用薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，嚴(yán)格控制超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的選用。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)及多層鋼結(jié)構(gòu)廠房，不宜使用薄涂型和超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

    3、根據(jù)建筑部位和耐火極限要求選用防火涂料

    建筑物中的隱藏鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)涂層的外觀質(zhì)量要求不高，應(yīng)盡量采用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。裸露的鋼網(wǎng)架，鋼屋架及屋頂承重結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)范規(guī)定的耐火極限要求在1.5h以下時(shí)，可選用薄涂型或超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，耐火極限要求超過(guò)2.0h時(shí)，應(yīng)選用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

    二、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性及使用管理

    (一)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性

    無(wú)論哪一種防火涂料，其檢測(cè)報(bào)告中給出的耐火極限都是其使用前的檢驗(yàn)結(jié)果，而在防火涂料涂覆若干年后，防火涂料的防火性能是否依舊?目前，對(duì)各種類型的防火涂料在工程環(huán)境中的使用壽命缺乏科學(xué)的評(píng)價(jià)，防火涂料廠商在產(chǎn)品的說(shuō)明中不能夠提供在不同的使用環(huán)境下可使用的年限和更換周期。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用都是抱著“一勞永逸”的態(tài)度。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐久性研究已經(jīng)是一項(xiàng)迫在眉睫的工作，應(yīng)當(dāng)制定有關(guān)防火涂料耐久性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，從而科學(xué)的判定更換或維修防火涂料的周期或年限。此外，防火涂料的維修也不是簡(jiǎn)單的重新涂刷，在舊防火涂料基層上重新涂刷，是否能夠達(dá)到技術(shù)性能要求?重新刷新防火涂料尤其對(duì)是隱蔽工程其施工難度如何克服?這些都是需要進(jìn)一步研究的課題。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用管理

    國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的廠家很多，品種也雜，尚無(wú)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，性能優(yōu)異的超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和室外型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的品種較少，使用時(shí)應(yīng)十分慎重。涂料型號(hào)必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位、施工單位、建設(shè)單位和消防部門審定。防火涂料應(yīng)隨著建筑物的長(zhǎng)期使用而同樣具有長(zhǎng)期的功能性，因此在防火涂料施工驗(yàn)收后，還應(yīng)注意維護(hù)管理。一是避免遭受其他操作或意外的沖擊、磨損、雨淋及污染等的損害。定期觀察涂層的完整性，涂層不得出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。二是對(duì)膨脹型防火涂料還要在施工中預(yù)制試件定期測(cè)定防火涂料發(fā)泡性能，當(dāng)防火涂料發(fā)泡性能喪失后，應(yīng)采取相應(yīng)措施。
    三、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工質(zhì)量

    (一)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工質(zhì)量主要存在的問(wèn)題

    防火涂料是通過(guò)工程人員涂裝施工成型于鋼構(gòu)件表面，才算完成鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的全過(guò)程。防火涂料的施工也是防火涂料二次生產(chǎn)的過(guò)程，如果施工不當(dāng)也會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程的質(zhì)量。施工中主要存在的問(wèn)題，一是施工隊(duì)伍不具備相應(yīng)的施工資質(zhì)，技術(shù)力量不弱。二是忽視基材的表面清理，影響防火涂料的性能。三是施工前沒(méi)有科學(xué)的施工方案，施工過(guò)程中不能嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。四是追求外觀效果和光潔度，對(duì)涂層進(jìn)行打磨或者在防火涂料涂層外部涂刷普通裝飾性涂料等，致使涂料的技術(shù)性能難以保證。五是防火涂料的竣工驗(yàn)收僅僅是依靠肉眼觀察和涂層厚度的檢測(cè)，缺乏嚴(yán)格的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)手段。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工注意事項(xiàng)

    1、鋼結(jié)構(gòu)防火噴涂保護(hù)應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格并具備相應(yīng)施工資質(zhì)的專業(yè)施工隊(duì)施工。根據(jù)工程特點(diǎn)和產(chǎn)品選型等制定嚴(yán)格的施工方案。涂料的理化性能可按照工程需要在工程進(jìn)行前按規(guī)定比例進(jìn)行抽檢。對(duì)膨脹型防火涂料在施工中應(yīng)當(dāng)選擇不同部位測(cè)試發(fā)泡性能，

    2、防火涂料的基材表面清理應(yīng)作為一道工序嚴(yán)格檢查。清除塵土、鐵屑、鐵銹、油脂以及其他妨礙黏附的物質(zhì)，并做好基材的防銹處理。防火涂料中的底層和面層涂料應(yīng)相應(yīng)配套，底層涂料不得銹蝕鋼材。

    3、涂層厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值，其節(jié)點(diǎn)部位宜作加厚處理。噴涂場(chǎng)地要求、構(gòu)件表面處理、接縫填補(bǔ)、涂料配制、噴涂遍數(shù)、質(zhì)量控制與驗(yàn)收等，均應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(CECS24)的規(guī)定。涂層厚度應(yīng)邊施工邊檢查(用測(cè)厚儀測(cè)定)。涂層若裂縫普遍且寬度較大，應(yīng)研究和分析工藝是否正確，涂料的配合比是否合理。

    4、防火涂料的噴涂要掌握好涂料的稠度，空壓機(jī)的壓力和噴射時(shí)噴搶口與構(gòu)件的距離。施工中主要觀察，濺落物多說(shuō)明施工參數(shù)不合理，應(yīng)當(dāng)予以調(diào)整。涂料中稀釋劑摻量不可過(guò)多，否則會(huì)降低了涂料正常施工粘度，涂料不能附著在鋼結(jié)構(gòu)表面。

    5、在涂料施工過(guò)程中，必須在前一遍涂層基本干燥固化后，再施工后一遍。涂料的保護(hù)方式、施工遍數(shù)與保護(hù)層厚度應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求確定，每一遍的涂覆厚度應(yīng)適中，不宜過(guò)厚或未滾涂均勻，以免影響涂層質(zhì)量。嚴(yán)格按照涂裝工藝進(jìn)行，切忌為了搶工期而給建筑留下安全隱患。

    6、工程竣工后不能只進(jìn)行涂層厚度的測(cè)量，還應(yīng)當(dāng)用目視法檢測(cè)涂層顏色及漏涂和裂縫情況，用0.75～1kg榔頭輕擊涂層檢測(cè)其強(qiáng)度等，用1m直尺檢測(cè)涂層平整度。涂層應(yīng)當(dāng)平整，無(wú)明顯凹陷，粘結(jié)牢固，無(wú)粉化、松散和浮漿，乳突已剔除，無(wú)漏涂、脫粉、明顯裂縫等。

   (三)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的驗(yàn)收

    1、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料驗(yàn)收時(shí)應(yīng)提供以下報(bào)告：

    (1)防火涂料國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)的耐火極限檢測(cè)報(bào)告和理化性能檢測(cè)報(bào)告，防火監(jiān)督部門核發(fā)的生產(chǎn)許可證和生產(chǎn)廠方的產(chǎn)品合格證;

    (2)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理檢查記錄和施工過(guò)程中重大問(wèn)題處理意見書;

    (3)隱蔽工程檢驗(yàn)項(xiàng)目檢查驗(yàn)收記錄;

    (4)竣工后的完工報(bào)告單及自檢報(bào)告;

    (5)防火涂料的用量采購(gòu)單;

    (6)防火涂料涂層邊施工邊檢查記錄。

    2、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料工程驗(yàn)收前必須經(jīng)過(guò)中介專業(yè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)

    鋼結(jié)構(gòu)防火涂料也應(yīng)當(dāng)納入《建筑消防設(shè)施檢測(cè)規(guī)程》、《建筑工程消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，所有涂刷室內(nèi)、外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的建筑竣工驗(yàn)收前，必須具備中介檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料檢測(cè)合格報(bào)告。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料檢測(cè)和驗(yàn)收的依據(jù)主要有：GB14907-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》，GB50205-2002《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)范》，CECS24《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火極限測(cè)定方法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)環(huán)境及受火類型確定，如：石油化工企業(yè)使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其耐火極限的試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)以烴類火的升溫曲線來(lái)測(cè)定，才更接近實(shí)際。

    四、結(jié)論

    鋼結(jié)構(gòu)上涂刷防火涂料后，大大提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，但是在鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的應(yīng)用中，也存在著涂料選型不當(dāng)，施工管理不善，竣工驗(yàn)收、檢測(cè)不規(guī)范等諸多的問(wèn)題，嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的質(zhì)量。因此，必須重視施工前產(chǎn)品的合理選型，確定正確的施工方案;施工中加強(qiáng)監(jiān)控，注重外觀質(zhì)量觀察以及涂層厚度抽查等施工質(zhì)量的檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即整改;竣工后必須通過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)把關(guān)。此外，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研究和技術(shù)開發(fā)也可望在改善防火性能和各種理化性能方面尋求突破，同時(shí)，研究鋼結(jié)構(gòu)防火涂料配套性施工設(shè)備以及涂料耐久性，提高施工工藝水平，明確涂料更新維護(hù)的方法和周期。這樣才能更好的提高鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的綜合耐火性能。

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