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　摘要：闡述鋼結構防火保護的重要性，介紹了目前常用的超薄型鋼結構防火涂料的組成、作用原理，并采用熱分析、 XRD 對涂料的作用過程進行了分析。



　　關鍵詞：鋼結構;防火涂料;火災危險性;熱分析



　　1 前 言



　　現代建筑已經告別了過去“秦磚漢瓦”的時代向著鋼結構的“鋼筋鐵骨”邁進，鋼結構已在建筑工程中發揮著獨特且日益重要的作用。



　　普通建筑用鋼在全負荷的情況下失去靜態平衡穩定性的臨界溫度為 540 ℃ 左右。



　　一般在( 300 ～ 400 )℃時，其強度開始迅速下降;到 500 ℃ 左右，其強度下降到 40 %～ 50 %，鋼材的力學性能，諸如屈服點、抗壓強度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降，低于建筑結構所要求的屈服強度，也就是低于建筑結構的承載許用應力。


　　我國 20 世紀 90 年代初對裸露鋼梁的耐火極限進行了驗證，確認了 I36b 、 I40b 標準工字鋼梁的耐火極限分別為 15min 、 16min (見圖 1 ，其中 B 為標準升溫曲線; C 為實際升溫曲線; D 為鋼梁形變曲線)。因此，若用沒有防火保護的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體，一旦發生火災，則建筑物會迅速坍塌，對人民的生命和財產安全造成嚴重的損失。



　　2 超薄型鋼結構防火涂料



　　2.1 鋼結構防火的意義



　　一是可以延長鋼結構到達臨界溫度的過程，減輕鋼結構在火災中的破壞，避免鋼結構在火災中局部或者整體倒塌造成滅火和人員疏散的困難以及人員傷亡;二是可以減少火災后鋼結構的修復費用，縮短災后結構功能恢復周期，減少間接經濟損失。



　　國家現行建筑設計防火規范：國家標準《高層民用建筑設計防火規范》 GB 50045-95(1997 年版 ) 、《建筑設計防火規范》 GBJ16-87 、《建筑室內裝修設計防火規范》 GB 50222-95 對鋼結構的耐火極限要求見表 1 。



　　目前，鋼結構的防火保護有多種方法，這些方法主要有：鋼結構防火涂料保護、防火板保護、混凝土防火保護、柔性卷材防火保護、耐火鋼、結構內通水冷卻等。選擇鋼結構的防火措施時，應考慮下列因素：鋼結構所處部位，需防護的構件性質;鋼結構采取防護措施后結構增加的重量及占用的空間;防護材料的可靠性;施工難易程度和經濟性。



　　這其中以鋼結構防火涂料保護方法應用范圍最為廣闊，效率最高，包括超薄型、薄型、厚型，而這其中超薄型鋼結構防火涂料的用量幾乎占全部防火涂料的 90% 。



　　2.2 超薄型鋼結構防火涂料



　　超薄型鋼結構防火涂料為膨脹型防火涂料，該類鋼結構防火涂料涂層超薄(小于 3mm )，一般為溶劑型體系，具有優越的粘結強度、耐候耐水性好、流平性好、裝飾性好等特點;在受火時緩慢膨脹發泡形成致密堅硬的防火隔熱層，該防火層具有很強的耐火沖擊性，延緩了鋼材的溫升，有效地保護鋼構件。



　　超薄膨脹型鋼結構防火涂料施工可采用噴涂、刷涂或輥涂，一般使用在耐火極限要求在 2h 以內的建筑鋼結構上。



　　目前國內外，出現了耐火性能達到或超過 2h 的超薄型鋼結構防火涂料新品種。各種輕鋼結構、網架等多采用該類型防火涂料進行防火保護。由于該類防火涂料涂層超薄，工程中使用量較厚型、薄型鋼結構防火涂料大大減少，從而降低了工程總費用，又使鋼結構得到了有效的防火保護，是目前市場上大力推廣的品種。



　　作為膨脹型防火涂料，通常含有成膜劑、成炭劑、成炭催化劑、發泡劑、無機顏填料等。