建筑消防工程设计与施工手册(第二版)
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1.2.2 钢结构防火涂料

1.2.2.1 钢结构防火涂料的技术性能

钢结构防火涂料是指施涂于建筑物及构筑物的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。

1.2.2.2 钢结构防火涂料的分类和技术要求

(1)钢结构防火涂料的分类

①钢结构防火涂料按使用场所不同可分为室内钢结构防火涂料和室外钢结构防火涂料。

室内钢结构防火涂料:用于建筑物室内或隐蔽工程的钢结构表面。

室外钢结构防火涂料:用于建筑物室外或露天工程的钢结构表面。

②钢结构防火涂料按使用厚度不同可分为超薄型钢结构防火涂料、薄型钢结构防火涂料和厚型钢结构防火涂料。

超薄型钢结构防火涂料:涂层厚度小于或等于3mm。

薄型钢结构防火涂料:涂层厚度大于3mm且小于或等于7mm。

厚型钢结构防火涂料:涂层厚度大于7mm且小于或等于45mm。

(2)钢结构防火涂料的技术要求 室内钢结构防火涂料的技术性能应符合表1-71中的规定。室外钢结构防火涂料的技术性能应符合表1-72中的规定。

表1-71 室内钢结构防火涂料技术性能

注:裸露钢梁耐火极限为15min(I36b、I40b验证数据),作为表中0mm涂层厚度耐火极限基础数据。

表1-72 室外钢结构防火涂料技术性能

注:裸露钢梁耐火极限为15min(I36b、I40b验证数据),作为表中0mm涂层厚度耐火极限基础数据,耐久性项目(耐曝热性、耐湿热性、耐冻融循环性、耐酸性、耐碱性、耐盐雾腐蚀性)的技术要求除表中规定外,还应满足附加耐火性能的要求,方能判定该对应项性能合格。耐酸性和耐碱性可仅进行其中一项测试。

1.2.2.3 钢结构防火涂料的选择

钢结构防火涂料在工程中的实际应用涉及多方面的问题,对涂料品种的选用、产品质量和施工质量的控制都需加以重视。

目前市场上的钢结构防火涂料根据其技术特点和使用环境的不同,分为很多品种及型号,它们是分别按照不同的标准进行检测的。例如,用于室内的钢结构防火涂料,是按照室内钢结构防火涂料的技术标准进行检测的;用于室外的钢结构防火涂料,其耐久性以及耐候性方面的要求更高,需严格按照室外的钢结构防火涂料检验标准进行检验。如果将室内型钢结构防火涂料用到室外的环境中去,必然会导致防火涂料“失效”问题的发生。

另外,从钢构件在建筑中的使用部位来看,其承载形式及承载强度的差异,也必然导致对钢构件的耐火性能要求的不同。根据建筑物的使用特点及火灾发生时危险与危害程度的差异,我国建筑设计防火规范中对建筑内各部位构件的耐火极限要求也从0.5~3.0h不等。正是由于这些差异的存在,科学合理地选择防火涂料来对钢构件进行防火保护就显得至关重要了。因此,为了保障建筑物的防火安全,应以确保产品质量和施工质量为前提,不宜过分强调降低造价,否则将难以保证涂料的产品质量和涂层厚度,最终将影响对钢结构的防火保护。一般来说,选用钢结构防火涂料时需遵循如下几个基本原则。

(1)要求选用的钢结构防火涂料必须具有国家级检验中心出具的合格的检验报告,其质量应符合有关国家标准的规定。不要把饰面型防火涂料用于钢结构的防火保护上,因为它难以达到提高钢结构耐火极限的目的。

(2)应根据钢结构的类型特点、耐火极限要求和使用环境来选择符合性能要求的防火涂料产品。室内的隐蔽部位、高层全钢结构及多层钢结构厂房,不建议使用薄型和超薄型钢结构防火涂料。

①根据建筑部位来选用防火涂料。建筑物中的隐蔽钢结构,对涂层的外观质量要求不高,应尽量采用厚型防火涂料。裸露的钢网架、钢屋架以及屋顶承重结构,由于对装饰效果要求较高并且规范规定的耐火极限要求在1.5h及以下时,可以优先选择超薄型钢结构防火涂料;但在耐火极限要求为2.0h以上时,应慎用超薄型钢结构防火涂料。

②根据工程的重要性来选用防火涂料。对于重点工程如核能、电力、石化、化工等特殊行业的工程应主要以厚型钢结构防火涂料为主;对于民用工程如市场、办公室等工程可以主要采用薄型和超薄型钢结构防火涂料。

③根据钢结构的耐火极限要求来选用防火涂料。耐火极限要求超过2.5h时,应选用厚型防火涂料;耐火极限要求为1.5h以下时,可选用超薄型钢结构防火涂料。

④根据使用环境要求来选用防火涂料。露天钢结构要受到日晒雨淋的影响,高层建筑的顶层钢结构上部安装透光板或玻璃幕墙时,涂料也会受到阳光的曝晒,因而应用环境条件较为苛刻,此时应选用室外型钢结构防火涂料,不能把技术性能仅满足室内要求的涂料用于这些部位的钢构件的防火保护上。

1.2.2.4 钢结构防火涂料施工要点

(1)通用要求 钢结构防火涂料作为初级产品,必须通过进入市场被选用,并通过施工人员将其涂装在钢构件表面且成型以后,才算是完成了钢结构防火涂料生产的全过程。防火涂料的施工过程即是它的二次生产过程,如果施工不当最终也会影响涂料工程的质量。

总体来说,钢结构防火喷涂施工已经成为一种新技术,从施工到验收都已经制订了严格的标准。根据国内外的成功经验来看,钢结构防火喷涂施工应由经过培训合格的专业单位进行组织,或者由专业技术人员在施工现场直接指导施工为好。

对于防火涂料的专业生产及施工单位还应注意以下几方面的问题。

①基材的前处理。在喷涂施工前需严格按照工艺要求进行构件的检查,清除尘埃、铁屑、铁锈、油脂以及其他各种妨碍黏附的物质,并做好基材的防锈处理。而且要在钢结构安装就位,与其相连的吊杆、马道、管架等相关联的构件也全部安装完毕并且验收合格以后,才能进行防火涂料的喷涂施工。若不按顺序提前施工,既会影响与钢结构相连的吊杆、马道、管架等构件的安装过程,又不便于钢结构工程的质量验收,而且施涂的防火涂层还会被损坏,留下缺陷,成为火灾中的薄弱环节,最终将影响钢结构的耐火极限。

②涂装工艺。施涂防火涂料应在室内装修之前和不被后续工程所损坏的条件下进行。既要求施涂时不能影响和损坏其他工程,又要求施涂的防火涂层不要被其他工程所污染和损坏。若在施工时与其他工程项目的施工同时进行,被破坏的现象就会较为严重,将造成大量材料的浪费。若室内钢构件在建筑物未做顶棚时就开始施工,遇上雨淋或长时间曝晒时,涂层将会剥落或被污染损坏,这样不仅浪费材料,而且还会给涂层留下缺陷,因此应在结构封顶后再进行涂料的施工。

实际上,不同厂家的防火涂料在其应用技术说明中都规定了施工工艺条件以及施工过程中和涂层干燥固化前的环境条件。例如,施工过程中和涂层干燥固化前的环境温度宜保持在5~38℃,相对湿度不宜大于90%,空气应流通。若温度太低或湿度太大,或风速较大,或雨天和构件表面有结露时都不宜作业。这些规定都是为了确保涂层质量而制订的,应严格执行。此外,还应强调的是在涂料施工过程中,必须在前一遍涂层基本干燥固化以后,再进行后一遍的施工。涂料的保护方式、施工遍数以及保护层厚度均应根据施工设计要求确定。一般来讲,每一遍的涂覆厚度应适中,不宜过厚,以免影响干燥后涂层的质量。

总之,为了保证涂层的防火性能,应严格按照涂装工艺要求进行施工,切忌为抢工期而给建筑留下安全隐患。

③涂层维护。钢结构防火保护涂层施工验收合格以后,还应注意维护管理,避免遭受其他操作或意外的冲击、磨损、雨淋、污染等损害,否则将会使局部或全部涂层形成缺陷从而降低涂层整体的性能。

(2)厚型钢结构防火涂料

①基层要求。清除铁锈、油污,保证涂料与基材的粘接良好,涂二道防锈漆。

②配料。按配方要求的比例进行配料并快速搅拌均匀。

③施工施工现场的环境温度宜为10~30℃。每次喷涂厚度不宜过厚,第一遍喷涂的厚度可以控制在4~5mm,以后每遍的喷涂厚度可以控制在9~10mm。前道涂层干燥后方可喷涂下一道涂层,直至喷涂到所要求的厚度为止。也可以采用抹涂法进行施工。

(3)薄型钢结构防火涂料

①基层要求。清除铁锈、油污,保证涂料与基材的粘接性。

②环境要求。施工环境温度要求为5~40℃,相对湿度小于90%。

③施工。施涂前,涂料应用手持式自动搅拌机搅拌均匀。若涂料分为多层,其施工顺序应为:喷涂底涂料→喷涂中涂料→刷涂面涂料。底层及中层涂料的施工喷涂采用自重式喷枪,用小型空压机气源喷涂施工,喷涂时将气泵压力调至0.4~0.6MPa。注意喷涂涂料的稠度,以喷涂时不往下坠为宜。一般喷涂需分3~5次进行,每次喷涂厚度为1~2mm,待前遍涂层基本干燥后再喷下一遍。涂面层前应检查底层厚度是否符合要求,并在底层干燥以后进行。面层可以采用涂料喷枪进行喷涂或用毛刷进行刷涂,但无论是采用喷涂还是刷涂工艺,都要保持各部位的均匀一致,不得漏底。若涂料仅有一层,则应采用自重式喷枪分遍喷涂至要求的厚度,注意两道施工之间的时间间隔应能保证涂层很好的干燥。

(4)超薄型钢结构防火涂料

①基层要求。清除铁锈及油污,保证涂料与基材的黏结性。

②环境要求。施工环境温度为10~30℃,相对湿度<85%。

③施工。施涂前,涂料应用手持式自动搅拌机搅拌均匀。若涂料分为多层,其施工顺序应为:喷涂(刷涂)底涂料—喷涂中涂料—刷涂面涂料。并且应注意在底涂、中涂施工时,每道涂层的厚度应控制在0.5mm以下,前道涂层干燥后方可进行后道施工,直至涂到设计的厚度为止。若要求涂层表面平整,可对最后一道做压光处理。然后进行面涂施工,面涂的施工采用羊毛辊刷或涂料刷子,涂刷二道。若涂料仅有一层,则应喷涂或刷涂至要求的厚度,注意两道施工之间的时间间隔应能保证涂层很好的干燥。

(5)钢结构防火涂料的施工验收 钢结构防火保护工程完工并且涂层完全干燥固化以后方能进行工程验收。

①厚型钢结构防火涂料

a.涂层厚度符合设计要求。

b.涂层应完整,不应有露底、漏涂。

c.涂层不宜出现裂缝。如有个别裂缝,则每一构件上裂纹不应超过3条,其宽度应小于1mm,长度应小于1m。

d.涂层与钢基材之间、各道涂层之间应粘接牢固,无空鼓、脱层和松散等现象存在。

e.涂层表面应无突起。有外观要求的部位,母线不直度和失圆度允许偏差应不大于8mm。

②薄型钢结构防火涂料

a.涂层厚度符合设计要求。

b.涂层应完整,无漏涂、脱粉、明显裂缝等缺陷。如有个别裂缝,则每一构件上裂纹不应超过3条,其宽度应不大于0.5mm。

c.涂层与钢基材之间以及各道涂层之间应粘接牢固,无脱层、空鼓等现象。

d.颜色与外观应符合设计规定,轮廓清晰、接槎平整。

③超薄型钢结构防火涂料

a.涂层厚度符合设计要求。

b.涂层应完整,无漏涂,无脱粉,无龟裂。

c.涂层与钢结构之间、各涂层之间应黏结牢固,无脱层、无空鼓。

d.颜色与外观应符合设计规定,涂层平整,有一定的装饰效果。