《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料研究4300字（論文）》

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料使用對(duì)策研究報(bào)告TOC\o"1-2"\h\u2305一、引言 內(nèi)容摘要：二十一世紀(jì)，隨著鋼鐵，混凝土，高分子材料在建筑，電力，石油化工企業(yè)的廣泛應(yīng)用，引進(jìn)了新的防火技術(shù)和產(chǎn)品來提高消防功能，防止發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)事故成為未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了提高受保護(hù)基材的防火性，減緩結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度，防止聚合物材料的點(diǎn)燃，抑制火焰蔓延，最有效的防火方法之一是將防火涂料底物。防火涂料的理論研究，產(chǎn)品開發(fā)，工程設(shè)計(jì)，施工管理和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)不斷豐富和快速發(fā)展。本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的發(fā)展現(xiàn)狀，防火機(jī)理及幾項(xiàng)重要防火涂料的特點(diǎn)進(jìn)行了綜述，介紹了鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的試驗(yàn)方法，回顧了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，并提出了解決方案。關(guān)鍵詞：防火涂料；防火機(jī)理；鋼結(jié)構(gòu)一、引言二十一世紀(jì)，隨著鋼鐵，混凝土，高分子材料在建筑，電力，石油化工企業(yè)的廣泛應(yīng)用，引入新的防火技術(shù)和產(chǎn)品以提高防火功能和防止重大火災(zāi)事故已成為未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著高分子材料在各種場(chǎng)合的廣泛使用，潛在的火災(zāi)隱患也增加了，許多建筑構(gòu)件在高溫下失去負(fù)載能力導(dǎo)致建筑物倒塌，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。在查閱了相關(guān)的國外耐火涂料之后，不難確定國外耐火涂料的開發(fā)早在1928年就開始了。在早期階段，開發(fā)并應(yīng)用了耐火涂料，或者有更多的非膨脹型涂料。建筑物的鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的薄涂層類型較少，尚未發(fā)現(xiàn)具有外部薄涂層的鋼結(jié)構(gòu)膨脹型防火涂層。除耐火性外，技術(shù)性能要求還包括性能特征，例如粘合強(qiáng)度，密度和導(dǎo)熱性。防火涂料研發(fā)在我國始于20世紀(jì)60年代，雖然起步較晚，但發(fā)展較快。到目前為止，已經(jīng)開發(fā)出更好的防火涂料性能，防火涂料，防火涂料，電纜防火涂料，預(yù)應(yīng)力混凝土地板防火涂料，隧道防火漆等特點(diǎn)，可以滿足多種不同用途防火涂料，并已在我國一批大型建設(shè)項(xiàng)目中，電纜工程，古建筑防火工程已得到廣泛應(yīng)用。另外，有關(guān)部門制定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范，防火涂料在產(chǎn)品序列化和標(biāo)準(zhǔn)化路上取得了令人欣喜的步伐。但在防火涂料研究，開發(fā)，使用方面存在一些不容忽視的問題。防火涂料在物體表面，如發(fā)生火災(zāi)時(shí)涂層本身防火或不燃，基材具有較好的保護(hù)作用，為消防人員撤離贏得時(shí)間。因此，其在世界各國的研究和應(yīng)用受到了極大的關(guān)注。為了提高被保護(hù)基材的耐火性，應(yīng)減慢結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度并防止聚合物材料著火，抑制火焰蔓延，最有效的防火方法之一是將防火涂料底物。防火涂料研究開發(fā)，產(chǎn)品開發(fā)，工程設(shè)計(jì)，施工管理和現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)不斷豐富和快速發(fā)展的關(guān)注。二、防火涂料概述1、防火涂料的定義在絕熱層熱膨脹的情況下，由涂層形成的物體的表面涂覆防火涂層，達(dá)到防火和防火的目的。防火涂層用于易燃基材表面，以降低涂層表面的可燃性，并阻止火災(zāi)的迅速蔓延；或用于不可燃的基材表面以增強(qiáng)涂覆材料的耐火極限。除了防火劑外，還具有防銹，防水，防腐，耐磨，耐熱，涂層具有韌性，著色力，附著力，易干燥和一定光澤。2、防火涂料的防火機(jī)理非膨脹型防火涂層機(jī)理：防火涂料在燃燒時(shí)吸收大量的熱量，使其溫度難上升，自身不燃燒形成一層阻氧搪瓷保護(hù)層，物體起作用保護(hù)作用，但絕緣性能差。膨脹型防火涂料通常保持涂層的正常狀態(tài)，如發(fā)生火災(zāi)，涂層軟化熔化，膨脹形成海綿狀或蜂窩狀層。（TG）和DTA，掃描電子顯微鏡（SEM），能量色散光譜儀（EDS）和X射線衍射（XRD）用于研究脫氫（APP）（季戊四醇）在催化下脫水和分解成炭的影響的酸。在發(fā)泡劑（三聚氰胺）的作用下將樹脂加熱熔融，進(jìn)一步形成碳化層。根據(jù)X射線衍射圖譜分析表明，該碳化層屬于無定形碳結(jié)構(gòu)，其基本上是石墨微晶，因此一旦形成這種本身難以燃燒的泡沫狀碳層，則存在良好的氧氣，隔熱，有效防止燃燒繼續(xù)。防火涂料的防火機(jī)理有以下幾種：縮合相的界面反應(yīng)的阻斷反應(yīng)，氣體阻燃劑的氣相反應(yīng)可阻斷氣體的燃燒，防火劑的吸熱分解或吸熱氣體反應(yīng)的燃燒塊，生產(chǎn)可稀釋氣相具有形成隔離區(qū)的反應(yīng)物濃度，可以防止基材受熱或?qū)⒎磻?yīng)物轉(zhuǎn)移到火焰區(qū)域。3、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料建筑鋼結(jié)構(gòu)是最常用的防火涂料，防火涂料中的防火涂料占據(jù)重要地位。在火災(zāi)的情況下，著火溫度通常為800至1200℃，在著火后10分鐘內(nèi)，著火溫度高于700℃。對(duì)于裸鋼，可以在幾分鐘內(nèi)達(dá)到鋼的臨界溫度。在9月11日事件中，政府更加關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)問題。鋼結(jié)構(gòu)防火涂層厚涂層的尖端超薄，厚度為8?50毫米，3?7毫米小于3毫米，燒制時(shí)間為0.5?2.5h。目前，主要的代表產(chǎn)品是英國的NullfireTS605和P20，日本FR系列的內(nèi)部和外部鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料，US50，Monokote，鋼結(jié)構(gòu)的Albi鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料，加拿大A/Dfirefilm，德國Herberts38320、38091系列，法國FOH鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。捷克共和國基于P-N-C系統(tǒng)，開發(fā)了一種新型的氯乙烯聚合物膨脹型防火涂料。芬蘭已經(jīng)開發(fā)了一種基于磷酸鹽和高爐礦渣的無機(jī)膨脹鋼結(jié)構(gòu)耐火涂料。日本已經(jīng)開發(fā)出用于鋼結(jié)構(gòu)的耐火丙烯酸聚氨酯涂料。俄羅斯最近開發(fā)了耐火涂料。該涂料可用于高達(dá)1000℃的溫度下的建筑結(jié)構(gòu)，最長(zhǎng)可使用30至60分鐘。這種耐火涂層在塑料板上的厚度為2.0到2.5毫米，在高溫下可以超過200℃，以保持建筑結(jié)構(gòu)15分鐘。這次比其他國家的同類產(chǎn)品的最高耐溫性高30%。如果將耐火材料的厚度增加到5至8毫米，則建筑物可以在1000℃下保持30至60分鐘。我國對(duì)耐火鋼結(jié)構(gòu)的研究起步較晚，但發(fā)展迅速。1984年，四川省消防研究所研制出我國第一套耐火鋼結(jié)構(gòu)涂料-LG鋼質(zhì)防火涂料。1994年，它推出了超薄的防火和SCB防火極限超過2小時(shí)。目前，該研究所和我國建筑學(xué)會(huì)正在對(duì)干式耐火涂料進(jìn)行超薄的水基研究，而北京航空材料耐火涂料研究所已經(jīng)達(dá)到了2.94mm的耐火性和109分鐘的耐火性。三、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料存在的問題1、安全性問題薄型超薄防火涂層的易燃防火體系主要是P-C-N系統(tǒng)，其擴(kuò)展防火體系包括酸源，碳源和氣源三部分。酸源主要是多磷酸銨，磷酸三聚氰胺；碳源是最常用的季戊四醇或二季戊四醇，輔以少量氯代石蠟；氣源通常是各種胺類，如尿素，雙氰胺，胍類，目前最大量的三聚氰胺；薄膜基底為各種有機(jī)樹脂或乳液，如氯部分乳液?？梢钥闯觯阑鹜繉涌梢葬尫乓恍┯卸練怏w，如NH3，HCN，HX，NOx，CO，Cl2，Br2等，同時(shí)防火組分可以保護(hù)基材免受火災(zāi)。2、耐久性問題有機(jī)和低檔鋼基防火涂料，無論是室外還是室外使用，都可能導(dǎo)致分解，降解，老化等，使涂層脫落或失火。耐高溫鋼板耐火涂料與無機(jī)成分相對(duì)較好，但使用壽命應(yīng)特別注意，特別適用于戶外，耐酸雨，碳化，振動(dòng)等復(fù)雜自然因素的試驗(yàn)。雖然我們一些戶外使用薄鋼結(jié)構(gòu)的防火涂層也是對(duì)耐久性進(jìn)行了檢查，但大部分鋼結(jié)構(gòu)將涂有防火組分的開放空間，經(jīng)過2?3年才能觀察是否關(guān)閉，開裂等現(xiàn)象，但沒有重新檢查其耐火性。3、測(cè)試方法存在的問題鋼結(jié)構(gòu)防火涂料作為一類功能性涂料，其性能主要包括兩個(gè)方面：一是物理化學(xué)性質(zhì)，二是其耐火性。我國的耐火涂料產(chǎn)品，溫升試驗(yàn)曲線是根據(jù)ISO834加熱的時(shí)間—溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線，實(shí)驗(yàn)是以木纖維為燃燒介質(zhì)，在石油化工項(xiàng)目中以油氣為燃燒介質(zhì)。因此，同樣的耐火防火涂料由于其應(yīng)用環(huán)境不同，不同類型的火災(zāi)，對(duì)基材的保護(hù)也不同。如石油化工企業(yè)經(jīng)常是由于設(shè)備和管道內(nèi)的易燃介質(zhì)中的火災(zāi)引起的漏水，滴水等引起的火災(zāi)，是一種碳?xì)浠衔锘馂?zāi)，因此其支撐設(shè)備，管架，支架和管架等使用鋼材耐火涂層的耐火性應(yīng)通過碳?xì)浠衔锘鹧娴募訜崆€在更接近實(shí)際情況之前測(cè)量。4、標(biāo)準(zhǔn)滯后的問題由于各種原因，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施往往滯后于產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用，使得防火涂料的生產(chǎn)和銷售容易受到影響，某些劣質(zhì)產(chǎn)品也具有安全隱患。四、完善鋼結(jié)構(gòu)防火涂料問題的對(duì)策1、加大宣傳教育的力度火災(zāi)引起的火災(zāi)隱患原因很多，但很重要的一個(gè)原因是低估了防火，有違法建設(shè)的機(jī)會(huì)。消防單位應(yīng)利用實(shí)際情況，組織群眾參觀火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)；利用新聞媒體公開披露滅火和傷亡事件；擔(dān)任大會(huì)開放責(zé)任；在有條件的地區(qū)，在建筑材料裝飾市場(chǎng)，勞動(dòng)力市場(chǎng)，建筑材料店，施工現(xiàn)場(chǎng)，使用報(bào)紙，廣播，傳單等廣泛的消防宣傳等專業(yè)場(chǎng)所，使人們的心靈，在全社會(huì)形成標(biāo)準(zhǔn)的防火意識(shí)。2、加強(qiáng)對(duì)防火涂料市場(chǎng)的規(guī)范管理每個(gè)防火涂料制造商都必須具有防火監(jiān)督部門頒發(fā)的生產(chǎn)許可證，并且該產(chǎn)品必須獲得國家測(cè)試中心的資格，才能獲得有關(guān)應(yīng)由工廠出售的耐火性和理化性能的測(cè)試報(bào)告，以及有關(guān)技術(shù)性能和生產(chǎn)的批號(hào)必須按照說明，貯存期限，使用范圍進(jìn)行陪同，消防隊(duì)對(duì)耐火涂料廠每批的質(zhì)量檢查進(jìn)行監(jiān)督，并按照要求檢查其包裝，標(biāo)簽，說明書等。公安部門應(yīng)定期評(píng)估耐火涂料的性能，選擇優(yōu)良，劣質(zhì)，并公告，方便各單位的使用。3、正確選用防火涂料品種目前市面上有各種防火漆，防火性能不盡相同。不能由制造工藝，質(zhì)量檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)組成，以及技術(shù)應(yīng)用等方面存在著顯著不同的裝飾性防火涂料，用于保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)；鋼防火涂料應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的要求對(duì)不同防火涂料的要求不同。4、開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效的新型防火涂料高等院校的科研單位和機(jī)構(gòu)要投入更多的人力和財(cái)力，增加新型防火涂料產(chǎn)品的開發(fā)，改變目前消防涂料市場(chǎng)的高價(jià)格，表現(xiàn)不穩(wěn)定因素，解決目前的火災(zāi)油漆存在的問題，低價(jià)格的發(fā)展，防火性能和裝飾效果都是新的防火涂料。加強(qiáng)技術(shù)，生產(chǎn)和研究的結(jié)合，合理利用大學(xué)技術(shù)資源和廠家更先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，研發(fā)具有多種復(fù)合功能，滿足用戶需求和環(huán)保要求的“綠色”防火涂料，產(chǎn)品有競(jìng)爭(zhēng)的。五、總結(jié)防火涂料由于其材料，性能，試驗(yàn)方法不同，因此不同的防火涂料可滿足不同的消防要求。目前，一些防火涂料機(jī)理和防火劑配方在研究開發(fā)方面尚未取得進(jìn)展。為了獲得更全面的性能，我們必須研究系統(tǒng)中每個(gè)組分的相互作用，逐步提高防火產(chǎn)品的測(cè)試方法，使聚合物材料在防火涂料的發(fā)展中發(fā)揮越來越重要的作用。多功能，防火性能好，環(huán)保，壽命長(zhǎng)，是火漆的發(fā)展趨勢(shì)。防火涂料行業(yè)必須增加科研開發(fā)力度，提高自主創(chuàng)新能力，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，力爭(zhēng)在短時(shí)間內(nèi)使消防涂料技術(shù)水平有所提高。參考文獻(xiàn)[1]王路杰.試論鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的問題[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2015(4):29-29.[2]于立東.水性膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的應(yīng)用分析[J].化學(xué)工程與裝備,2016(3):143-145.[3]焦昌,張新,吳雙九.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料研究進(jìn)展及其發(fā)展趨勢(shì)[C]//第四屆全國工程結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)鑒定與加固修復(fù)研討會(huì)論文集.2015