浅谈钢结构防腐及防火涂料的研究与应用.pdf

浅谈钢结构防腐及防火涂料的研究与应

用

摘要钢结构具有强度高、塑性强、韧性高、安装便捷等显著优点，在当今

：

的建筑行业得到广泛的应用。与此同时，人们对钢结构的涂层要求也越来越高。

防火、防腐是钢结构涂层材料中最重要的一环，因此对涂层进行性能研究，以此

为将来研发一种低碳、绿色、节能的钢结构防火、保温及防腐一体化多功能涂层

的工艺技术奠定基础。

关键词：钢结构；防火防腐；节能

一、工程概况

自中国改革开放以来，建筑行业高速发展，各种施工工艺不断得到完善和创

新，其中装配式建筑越来越受到大众的青睐。钢结构具有强度高、塑性强、韧性

高、装配便捷等优势，在当今的建筑行业得到普遍的应用。不过，钢结构同样存

在着一些弊端：当外部温度高于400℃时，钢结构的承载能力会下降，且承载能

力的下降速度随着温度的升高越来越快，当温度升高至600℃以上时，钢结构将

完全丧失承载能力直至建筑物垮塌。同时，钢结构也极易被腐蚀，由腐蚀所造成

的钢材损失增加了较大的施工成本[1]。由此可见，做好钢结构的防火、保温、

防腐工作不仅能够给施工方节约成本，还能够避免大火所导致的安全事故。

装配式建材产业园建设项目EPC（设计-采购-施工）总承包，项目位于塔城

市巴克图口岸，试验区口岸先行区泰山路南侧、黄河路东侧、辽河路西，总建筑

面积93208㎡，承包范围为设计范围内的主体工程、附属工程和厂区配套附属设

施。工程主要工程为一层厂区，由生产车间及生产辅助性用房组成，为工业建筑，

多层厂区附属办公楼，由生产辅助性用房及生产办公性用房组成，为民用建筑。

二、防火、防腐材料应分析及应用

1、膨胀型防火涂料应用原理

无保护钢结构的防火性能较差，因为无保护钢结构由于钢元素的高导热性，

在火灾中温度会迅速上升。研究表明，火灾环境温度可在短时间内达到540℃[2]，

在此温度下，未受保护的钢结构将失去强度，导致钢结构变形或整个建筑倒塌，

这可能导致灾难性的财产损失，甚至危及到人的生命。应用膨胀型防火涂料是保

护钢构件的直接有效手段之一，涂层可以在火灾中形成一个隔热屏障，能有效地

保护结构本身，并保持建筑的结构完整性。

2、防火涂料的类型

1）厚型防火涂料

厚型防火涂料主要由无机物类的粘结剂、无机轻质材料、增强材料、增稠剂

和减水剂等化学助剂加水组成。主要优点有：密度低、热传导率低、耐火性能好，

在火灾中完全依靠自身材料的不燃性，低导热性和部分成份遇高温时的蒸发和分

解绝热，能对钢结构起到热量阻截和防止热辐射的作用，有效地阻挡火焰及高温

对钢材的直接灼烧攻击，延缓了钢材的升温速度和时间。它的耐火时间与涂装后

的厚度密切相关，一定厚度的防火涂料涂层防火性能可以达到3h的耐火极限。

2）薄型防火涂料

薄型防火涂料在施工的便捷性和装饰性能上优于厚型防火涂料，它的主要成

分为有机树脂、发泡剂、碳化剂和绝热材料等，当其遇到火焰时，由于其中的膨

胀阻燃体能吸收热量而呈炭状发泡，膨胀后形成比原始膜厚数倍到十几倍的多孔

碳化层，可有效阻隔火焰和热量对钢材的攻击，耐火极限一般在0.5-2h。

3）超薄型防火涂料

超薄型防火涂料我国已于20世纪80年代就已研制成熟，并成功推广应用于

市场，它是在薄型防火涂料膨胀发泡，遇高温呈炭状隔热防火性能基础上更加优

化的产品，它的涂层厚度遇火膨胀后可以达到数十倍，其耐水性、耐老化性、附

着力、耐湿热性、耐冻融循环性，抗裂抗震性，均好于厚型和薄型防火涂料，同

时具有很好的配套装饰效果，已经成为钢结构防火极限设计要求在0.5-2h防火

涂装保护的主打产品。

4）厚型、薄型、超薄型这３种钢结构防火涂料各有优缺点，选择使用时应

注意的原则是：

（１）对于耐火极限在3h的部位，一般只能选用厚型防火涂料，例如，高

层建筑承重钢结构的柱子；

（２）对于耐火极限在2h要求的部位或钢构件，可选择薄型或超薄型防火

涂料，如钢梁、钢桁架等；

（３）对于裸露于室外部位的钢构件，应选用室外型防火涂料，且复试检查

时应考察其耐湿性和耐老化性能，避免涂层在裸露环境中防火使用性能下降甚至

失效；

（４）对于像隧道、楼梯间等狭小环境，以及人员密度大，停留时间较长的

公共场所，不宜采用膨胀型防火涂料，以免万一发生火