鋼結構膨脹型防火涂料可有效延緩鋼結構的溫升速度

鋼結構因其高強度、輕量化和施工便捷等優(yōu)勢，廣泛應用于高層建筑、工業(yè)廠房、橋梁等領域。然而，鋼材在高溫下強度會迅速下降，當溫度達到550℃時，其承載能力可能降低50%以上，嚴重威脅建筑安全。鋼結構膨脹型防火涂料作為一種高效的被動防火保護材料，能夠在火災發(fā)生時膨脹形成隔熱層，有效延緩鋼結構的溫升速度，為人員疏散和消防救援爭取寶貴時間。本文將深入探討其防火機理、技術特點、施工工藝及未來發(fā)展趨勢。

1.膨脹型防火涂料概述

膨脹型防火涂料是一種在高溫作用下發(fā)生物理化學變化并膨脹發(fā)泡的防火材料，主要由基料樹脂、膨脹阻燃體系、填料和助劑組成。根據(jù)成膜方式可分為：

-溶劑型：以有機溶劑為分散介質，干燥快，適用于室內環(huán)境。

-水性：以水為分散介質，環(huán)保無毒，適合公共場所。

-無溶劑型：無揮發(fā)性有機物（VOC），常用于密閉空間。

1.1防火性能標準

-耐火極限：通常為0.5~3小時（如GB 14907、UL 1709標準）。

-膨脹倍數(shù)：高溫下可膨脹至原厚度的10~50倍。

2.防火機理與關鍵成分

膨脹型防火涂料的防火效果依賴于其“膨脹-炭化-隔熱”的三階段作用機制：

2.1膨脹階段（100~250℃）

-酸源（如聚磷酸銨）：受熱分解生成磷酸等酸性物質。

-碳源：與酸源反應形成碳化前驅體。

-氣源（如三聚氰胺）：釋放惰性氣體（如NH?、CO?），推動涂層膨脹。

2.2炭化階段（250~400℃）

-膨脹層在高溫下形成多孔炭層，其導熱系數(shù)低（約0.1 W/m·K），有效阻隔熱量傳遞。

2.3隔熱階段（>400℃）

-穩(wěn)定的炭層持續(xù)阻擋火焰和高溫，延緩鋼結構溫升至臨界溫度（通常需保持鋼材溫度低于500℃）。

3.技術特點與優(yōu)勢

3.1性能優(yōu)勢

?輕量化：涂層厚度通常為0.5~5 mm，不影響鋼結構負載。

?裝飾性：可調配顏色，兼具防火與美觀功能。

?適應性：適用于復雜形狀鋼構件（如桁架、焊接節(jié)點）。

4.應用領域與典型案例

4.1建筑工程

-超高層建筑：如上海中心大廈采用膨脹型涂料保護核心筒鋼結構。

-體育場館：大跨度鋼屋蓋的防火保護（如鳥巢體育館）。

4.2工業(yè)設施

-石油化工廠：保護管道、儲罐支撐結構。

-電力設施：變電站鋼架防火。

4.3交通基建

-橋梁：如港珠澳大橋鋼箱梁內部防火處理。

-隧道：鋼結構襯砌的防火增強。

5.施工工藝與質量控制

5.1施工流程

1.表面處理：噴砂除銹至Sa2.5級，清潔油污。

2.底漆涂裝：增強附著力（如環(huán)氧富鋅底漆）。

3.防火涂料噴涂：分層施工，每層厚度≤1 mm。

4.面漆涂裝（可選）：提升耐候性和美觀度。

5.2常見問題與對策

-開裂脫落：需控制環(huán)境濕度（RH<85%）和基層處理質量。

-膨脹不均：確保涂料配比準確，攪拌充分。

膨脹型防火涂料以其高效、經(jīng)濟、施工靈活的特點，成為現(xiàn)代鋼結構防火保護的方案。隨著建筑安全標準的提高和綠色材料的推廣，未來該技術將向更高性能、更環(huán)保的方向發(fā)展，為城市安全與可持續(xù)發(fā)展提供關鍵保障。