施工技术 广东建材２０１０年第１０期 浅谈钢结构防火与施工 李秋全徐芙蓉 （陕西铁路工程职业技术学院） 摘 要：本文介绍了钢结构防火的重要性及防火涂料的种类，通过具体工程实例介绍了防火涂料施 工中应该注意的问题。 关键词：铡结构；防火涂料；施工 钢结构以其强度高，自重轻，施工周期短，投资见效 快，抗震性能好，可重复利用等诸多优点而受到青睐。钏 材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特 性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载 能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了 混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷。但是，钢材作 为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它 的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度 的升高而急剧下降。作好防火，势在必行。 下面，结合作者参与施工的陕鼓集团动力股份有限 公司供应综合仓库、叶轮工部扩建工程及总装车间均为 单层架钢结构厂房情况对钢结构的防火谈谈自己的体 会。 １钢结构防火的重要性 由于钢结构自身不燃，钢结构的防火隔热保护问题 曾一度被人们所忽视。钢材的机械强度是温度的函数， 一般来说，可以认为钢材的机械强度随温度的升高而降 低，在５００￣Ｃ左右，其强度下降到４０％￣５０％，钢材的力学 性能，诸如屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等 都迅速下降，很快失去支撑能力，导致建筑物垮塌。火不 是在短时间内就能扑灭的，这就要求我们一方面在建筑 设计时，加大对建筑材料的防火保护，以增强其耐火极 限，并在建筑内部制订必要的应急方案，另一方面防火 施工切实、有效，以减少人员伤亡和财产损失。因此，对 钢结构如何进行保护就显得尤为重要。其目的就是将钢 结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。对钢 结构的防火保护有多种形式和措施，其中使用防火涂料 是一种比较理想的方法。钢结构防火涂料刷涂或喷涂在 钢结构表面，起防火隔热作用，其主要机理为：①防火涂 料本身具有难燃或不燃性，使被保护的可燃物不直接与 空气接触而延迟着火和减小燃烧的速度；②防火涂料受 一８０一 热进行热分解，分解出的水蒸汽和其它不燃惰性气体， 稀释了燃烧表面的空气，冲淡了可燃物受热分解出的可 燃气体，使之不易燃烧或速度减慢；③防火涂料受热分 解出一些游离基等活性基因，中断火焰的链式反应，减 缓火势；④防火涂料受热膨胀发泡，形成较厚的蜂窝状 炭质泡沫绝热层，封闭被保护材料，阻止火焰燃烧。从而 防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失 去支撑能力而导致建筑物垮塌。这种方法具有防火隔热 性能好、施工不受钢结构几何形体等优点，一般不 需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装 饰作用，属于现代的先进防火技术措施。 早在７０年代，国外对钢结构防火涂料的研究和应 用就展开了积极的工作并取得了较好的成就，至今仍是 方兴未艾。８０年代初国外钢结构防火涂料就进入中国 市场，在工程上应用。从８０年代初，我们国家也开始研 制钢结构防火涂料，到现在已有较多优良品种广泛应用 于各行各业。 ２钢结构防火涂料分类 钢结构防火涂料的类型可根据不同的方法来定义： 从所用溶剂来分，可分为溶剂型和水基型钢结构防火涂 料；从使用范围分，可分为室内和室外钢结构防火涂料； 根据防火机理分，可分为非膨胀型和膨胀型钢结构防火 涂料；根据涂层厚度来分，可分为厚型、薄型、超薄型钢 结构防火涂料。由于薄型钢结构防火涂料一般耐火极限 在２小时左右，能较好满足一般工业厂房的防火要求， 节约造价且装饰性较好，故被广泛应用。在陕鼓集团动 力股份有限公司供应综合仓库、叶轮工部扩建工程及总 装车间厂房施工中就采用该类防火涂料。 该类防火涂料受火时能膨胀发泡，以膨胀发泡所形 成的耐火隔热层延缓钢材的温升，保护钢构件。这类钢 结构防火涂料一般是用合适的乳液聚合物作基料，再配 广东建材２０１０年第１０期 施工技术 以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火涂料，要求选用的 才能有效保证不偷工减料，正确估算涂层厚度，按规范 乳液聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐 或审核图纸上的要求去做，按程序作业，从而满足规范 水性。其装饰性优于厚浆型防火涂料，一般耐火极限在 的要求。 ２小时左右。因此常用在≤２ｈ耐火极限的钢结构防火保 ３－２＿３正确掌握处理方法 护工程中，常采用喷涂施工。该类防火涂料也分室内与 防火涂料防火保护处理方法通常是将防火涂料涂 室外应用两种类型。室内型产品不能用于室外作防火保 刷或喷洒到所需防护的基材表面，使其达到难燃或耐火 护，室外型产品则既可用于室内，也可用于室外。 ３施工中应注意的几个问题 ３．１把好原材料关，选用合格产品 用于保护钢结构的防火涂料必须有国家检测机构 的耐火极限检测报告和理化性能检测报告，必须有防火 监督部门核发的生产许可证和生产厂方的产品合格证。 防火涂料的生产厂家要经过国家有关行业管理部门认 证后才能营业，生产的产品要经过国家专门的检测机构 检测合格并由消防部门发放生产许可证方能进行生产 和销售。钢结构防火涂料出厂时，产品质量应符合有关 标准的规定，并应附有涂料品种名称、技术性能、制造批 号、贮存期限和使用说明。可见，防火涂料产品从生产到 销售都是受行业管理部门管理和监督的，正常情况下不 易生产假冒伪劣产品。但在现实中，确有一些厂家通过 下列手法使生产的假冒伪劣产品流入市场，存在：①证 实不符，以假乱真；②降低施工标准，以次充好等现象。 所以，在施工中原材料的选用上应严格把关，坚持选用 正规厂家生产的合格产品，杜绝以次充好现象的发生。 ３．２严把施工过程关，加强施工各工序的控制 ３．２．１完善施工组织机构 由项目经理部按照公司质量保证体系和生产管理 体系的有关要求，建立相应的组织机构，统一对整个工 程的安全、质量、工期、等进行全面管理。统一协调、合理 安排施工顺序、从而使其处于受控状态。 ３．２．２选用合格的施工队伍 目前，防火涂料施工队伍大多是由刷油工转化而 来，普遍存在素质较差的问题，施工队伍人员素质参差 不齐，有许多没有消防部门颁发的施工许可证，即使是 正式注册的施工队，人员也主要是农民、下岗务工人员， 多数未经上岗培训，导致从管理到施工产生一系列问 题。有的工程还未竣工，己出现防火涂料大面积脱落现 象，根本不符合规范的要求，缺乏相应的专业技术。因 此，必须选用具有相应的施工技术，由消防监督部门专 业培训、考核、发证的专业化施工队伍，持证上岗。这样， 的要求。但是，倘若所采取的防火处理的方法不妥，也难 以提高被保护钢材的防火性能。当钢结构安装就位，与 其相连的吊杆、走道板、管架及其他相关联的构件安装 完毕，并经验收合格后，方可进行防火涂料施工。防火涂 料施工前应对基材表面按要求进行除锈、防锈处理，务 求全面彻底，还应对钢材表面作尘土，油污等杂质的清 除，采用高压气体或用高压水进行表面除尘清理，待 钢材表面无水后进行除尘、除杂物、油污等检查，其连接 处的缝隙应用防火涂料或其他防火材料填补堵平，检查 合格后方可施工防火涂料。薄涂型钢结构防火涂料的底 涂层（或主涂层）宜采用重力式喷喷涂，其压力约为 ０．４ＭＰａ。喷涂后，不应发生流淌和下坠。局部修￣ｂｉＨｄ，面 积施工，可用手工抹涂。面层装饰涂料可刷涂、喷涂或滚 涂。底层一般喷２～３遍，每遍喷涂厚度不应超过 ２．５ｍｍ，必须在前一遍干燥后，再喷涂后一遍。施工过程 中和涂层干燥固化前，环境温度宜保持在５～３８℃，相 对湿度不宜大于９０％，空气应流通，当风速大于５ｍ／ｓ，或 雨天和构件表面有结露时，不宜作业。在使用防火涂料 时，为了防止涂料的老化及有效成分的析出，应在防火 涂料涂层表面涂刷保护层，特别是对于超薄型及薄型防 火涂料，加涂保护层尤为重要。 ３．２．４加强过程检查力度 理论上讲，防火涂层越厚，其耐火性能越好，但随之 而来的经济成本就越高。为降低成本，往往不按防火阻 燃质量标准要求施工，涂料用量不足，不按规定的涂覆 比进行涂刷或喷涂，或是涂刷次数不够，或是不按规定 的干燥时问复涂，对须进行双面处理的板材仅作单面处 理，更有甚者只涂表面，不涂隐蔽部分，涂层不均，“花 斑”现象严重，达不到防火阻燃要求，致使失火时，烟火 仍然迅速蔓延成灾。防火工程施工较快，施工管理人员 必须掌握相应的知识，加强学习，配置必要的检测设备。 随时携带测厚针检测涂层厚度，并确保喷涂达到设计规 定的厚度。喷涂时应确保涂层完全闭合，轮廓清晰。从日 常检查中掌握第一手资料，对不符合规范要求的、喷涂 层太薄、喷涂表面有乳突、装修和烧焊损坏了喷涂层等 ８１— 施工技术 广东建材２０１０年第１０期 让其重新喷涂、脱落的地方及厚度达不到要求的重新喷 杂的自然因素的考验。虽然我国对某些室外用薄型钢结 涂，达到要求时再进行检验，严格按规范操作，确保施工 构防火涂料也做过有关耐久性方面的考察，但大多是将 质量。 涂覆钢结构防火涂料的构件露天放置，经过２－－￣３年观 ３．２．５严格保证质量措施 察其是否出现脱落、粉化、开裂等现象，而并未对其耐火 防火涂料施工属新型课题，牢固树立“百年大计、质 极限重新考察。（３）测试方法存在的问题。钢结构防火涂料作为一类 量第一”的思想方针，认真贯彻一丝不苟，精益求精，完 全彻底为用户服务的宗旨，严格执行按规范组织施工， 功能性涂料，其性能主要包括两大方面：一是理化机械 按规程进行操作，按标准进行检查的原则，技术先行，积 性能，二是其耐火性能。我国防火涂料产品的耐火极限 极开展Ｑｃ小组活动，应有针对性的进行分析质量缺陷 试验的升温曲线是按ＩＳＯ ８３４时间一温度标准曲线进 症状表现情况，对其产生的原因进行分析，攻关，制定相 行升温的，试验中是以木质纤维为燃烧介质，而在石化 应的措施解决问题，狠抓施工中的薄弱环节，确保施工 工程中是以油、气等为燃烧介质。因此，同样耐火极限的 防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同，对基材的 质量。 ４对防火涂料的几点体会 保护作用也就不同。 （４）标准滞后的问题。钢结构防火涂料标准的制定与 防火涂料属新兴材料，虽能较好的提高钢结构的防 执行往往由于各种原因而滞后于产品的生产与使用，这 火性能，但仍存在一些问题： 就使得防火涂料的生产与销售容易出现无据可依的局 （１）安全性问题。薄型和超薄型防火涂料的膨胀阻燃 面，部分劣质产品鱼目混珠，为钢结构材料的安全使用 体系大多为Ｐ－Ｃ—Ｎ体系，其膨胀阻燃体系包括三大部 带来隐患。 分：酸源、碳源和气源。酸源多为聚磷酸铵、磷酸三聚氰 一 ●＇ Ｌ，一 胺等：碳源用得最多的是季戊四醇或双季戊四醇，辅以 ５结束倍 在陕鼓集团动力股份有限公司供应综合仓库、叶轮 少量氯化石蜡：气源通常是各种胺类，如尿素、双氰胺、 胍等，目前用量最多的是三聚氰胺：成膜基料为各种有 工部扩建工程及总装车间几栋钢结构厂房施工中，由于 机树脂或乳液，如氯偏乳液等。可见，防火涂料遇火产生 参建人员认识到位，措施得力，监管严格，从而使几栋钢 膨胀对基材起到保护作用的同时，其阻燃成分有可能释 结构厂房消防验收顺利通过。但我们也应看到防火涂料 施工缺乏统一的阻燃处理检查验收标准，只凭检查人员 放出ＮＨ 、ＨＣＮ、ＨＸ、ＮＯｘ、ＣＯ、Ｃ１２、Ｂｒ 等有毒气体。 （２）耐久性问题。以有机组分为主的薄型和超薄型俐 直观认识来定性确定是否达到阻燃要求，而不能对其阻 结构防火涂料无论是用于室外还是室内，其有机组分都 燃程度加以定量分析和衡量，使防火处理工程质量的验 可能产生分解、降解、老化等问题，从而使涂层剥落粉化 收、检查难以标准化，还需要在施工过程中不断总结、学 或失去防火性能。以无机组分为主的厚型钢结构防火涂 习、完善、提高，促使防火涂料朝良性、健康的方向发展。料的耐久性相对要好，但其使用寿命也应引起重视，尤 其用于室外时，还要受到酸雨、碳化、振动挠曲等各种复 ● 一８２
