鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的主要形式之一,在常溫下具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,抗震性能好,施工周期短,建筑工業(yè)化程度高,空間利用率高等優(yōu)點(diǎn),但是鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差的特點(diǎn)也很明顯。鋼材雖然是一種不燃燒的材料,卻是熱的良導(dǎo)體,極易傳導(dǎo)熱量,因此,必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取防火保護(hù)措施。
鋼結(jié)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、柔性卷材保護(hù)、無機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等。其中涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構(gòu)件幾何形狀限制,應(yīng)用范圍最廣效率最高。 那么鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火原理是什么呢?
燃燒必須同時(shí)具備三個(gè)條件:可燃物質(zhì)、助燃劑(如空氣、氧氣等)和熱源。要阻止燃燒的進(jìn)行,只要除去其中一個(gè)因素即可。
1、非膨脹型防火涂料的阻燃原理
非膨脹型防火涂料難燃或不燃,在火焰或高溫的作用下釋放出難燃性氣體并形成不燃性的無機(jī)釉層,隔絕空氣以達(dá)到阻燃防火的目的。但形成的無機(jī)釉狀保護(hù)層熱導(dǎo)率相對(duì)較大,隔熱效果較差,為達(dá)到一定的防火效果,涂層一般較厚。
2、膨脹型防火涂料的防火原理
膨脹型防火涂料在火焰或高溫的作用下,涂層受熱軟化熔融,發(fā)泡劑受熱分解產(chǎn)生不燃性氣體,使軟化的涂層膨脹,脫水催化劑在比碳化炭劑溫度低的情況下分解產(chǎn)生酸,使成炭劑脫水炭化,形成一個(gè)比原來膜厚增厚幾十倍甚至數(shù)百倍的不易燃的蜂窩狀炭質(zhì)泡沫層。炭層的隔熱效果可用熱傳導(dǎo)公示表示:Q=A·λ·△T/L。
式中,Q為傳熱量,A為炭層表面積;λ為熱導(dǎo)率,W/(m·k);△T為炭層表面火焰與底部基材的溫差;L為炭層膨脹厚度。膨脹型防火涂料受熱膨脹,當(dāng)△T一定時(shí),形成的海綿狀泡沫炭化層的熱傳導(dǎo)率λ較發(fā)泡前的涂層低10倍以上,膨脹厚度L較未膨脹前提高幾十倍,即λ減小,L增加,根據(jù)上述熱傳導(dǎo)公式,Q應(yīng)減小,從而起到很好的隔熱效果。由于膨脹型防火涂料具有高效阻燃隔熱、質(zhì)輕、涂層薄和低煙的優(yōu)點(diǎn),已成為國內(nèi)外高性能防火涂料的主要發(fā)展方向。
在國家大力發(fā)展裝配式建筑的趨勢(shì)下,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用將更加廣泛,鋼結(jié)構(gòu)防火涂料也因此具有了廣闊的市場(chǎng)前景,相信以后鋼結(jié)構(gòu)防火涂料將會(huì)有更優(yōu)異的物理性能和更持久的耐火極限。