摘 要：在對建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范及防火保護方法進行介紹的基礎(chǔ)上，探討了建筑金屬結(jié)構(gòu)防火涂料的分類、性能及工程應(yīng)用中的技術(shù)要點。合理的鋼結(jié)構(gòu)防火規(guī)劃和防火涂料的優(yōu)選，可以有效提高建筑物防火和鋼結(jié)構(gòu)耐火水平，確保工程安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的施工建設(shè)和運營管理。

關(guān)鍵詞：建筑；金屬結(jié)構(gòu)；鋼材；防火涂料

建筑技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是超高層、超大跨度建筑工程建設(shè)步伐的不斷加快，加上鋼建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念和內(nèi)容的進一步完善，鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)工程中發(fā)揮著非常明顯的特殊性和重要性[1]。由于受傳統(tǒng)設(shè)計理念等因素的制約，鋼材作為建筑材料在工程防火方面依然存在一定缺陷，雖然鋼材自身不會起火燃燒，但是當發(fā)生火災(zāi)時在高溫作用下鋼材的強度會迅速降低，尤其是800～1000℃的火場高溫，遠遠超過鋼材靜態(tài)平衡臨界溫度（約500℃），進而引起鋼材屈服點、抗壓強度、彈性模量以及載荷能力等特征力學(xué)性能迅速降低，造成鋼材出現(xiàn)塑形變形、局部坍塌甚至整體崩塌等問題，如何采取有效措施提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火性能及耐火能力，已成為建筑金屬結(jié)構(gòu)工作人員研究的重要內(nèi)容。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范及防火保護方法

20世紀90年代中后期，我國開始對超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料展開研究，并在2002年實現(xiàn)在工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。經(jīng)過大量的理論分析、試驗研究和工程應(yīng)用，并結(jié)合我國建筑工程鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用特性，形成了較為完善的鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計、性能檢測和施工應(yīng)用規(guī)范標準，主要包括：GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、GB50222-2015《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》、GB14907-2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》、CECS24：90《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、DG/T J08-008-2000《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)程》、CECS200：2006《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》等。在設(shè)計防火規(guī)范中對鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型及建筑物耐火等級（一-三級）分別對建筑柱、梁、樓板、屋頂?shù)炔课坏匿摻Y(jié)構(gòu)做了0.5～3h的極限耐火指標規(guī)定，給建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、試驗檢測、施工應(yīng)用和竣工驗收提供了重要的考核數(shù)據(jù)指標。

建筑鋼結(jié)構(gòu)目前常用的防火保護方法有：合理優(yōu)化布置結(jié)構(gòu)防火體系和防火設(shè)施、涂覆鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、在鋼結(jié)構(gòu)外部外包混凝土或砌粘土磚、防火板包覆、柔性卷材防護、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部充水保護、采取復(fù)合防火結(jié)構(gòu)或防火材料等。從大量的理論研究和工程應(yīng)用實踐效果表明，采用防火涂料進行建筑鋼結(jié)構(gòu)防火保護是目前建筑行業(yè)認為最為有效的防護措施之一，具有施工便捷、性價比較高、耐火時間長等優(yōu)點[2]。在規(guī)范標準不斷完善，生產(chǎn)技術(shù)不斷提高的基礎(chǔ)上，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料市場也隨行業(yè)的發(fā)展逐步走向正規(guī)，各種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在工程應(yīng)用中發(fā)揮非常重要的功能作用和應(yīng)用效果。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的性能及合理選用建議

2.1 厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

厚型（H型）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其防火涂層厚度可以達到8～50mm，具有涂層厚度大、密度小、熱傳導(dǎo)率低、粘結(jié)性能好強度高等優(yōu)點。在火場高溫環(huán)境中依據(jù)不膨脹、不燃燒、低熱傳導(dǎo)以及涂層自身具備的吸熱性等，可以有效延緩建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的溫度上升速率，達到保護鋼材及鋼結(jié)構(gòu)性能的目的，其耐火極限可以達到0.5h～3.0h。由于該類防火涂料其表面較粗糙，外觀裝飾性較差，不適用于建筑裸露鋼構(gòu)件的涂裝及火災(zāi)防護，宜用于建筑物室內(nèi)外的承重鋼結(jié)構(gòu)鋼材的火災(zāi)防護。

2.2 薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

薄型（B型）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其防火涂層厚度可以達到3～7mm，其在火災(zāi)高溫環(huán)境中，通過膨脹發(fā)泡并形成耐火隔熱層，從而達到延緩建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的溫度上升速率，其耐火極限可以達到0.5h～2.0h。B型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其以聚合物乳液作為基料，通過與膨脹阻燃劑、顏料填料等材料的合理搭配，利用乳液基料的良好附著力有效依附在鋼結(jié)構(gòu)外表。根據(jù)工程功能需求，B型涂料可以劃分為底層隔熱材料和面層裝飾材料，其整體裝飾效果要明顯優(yōu)于H型涂料。B型防火涂料，可用于建筑物的柱、梁、樓板及屋頂?shù)某兄劁摻Y(jié)構(gòu)鋼材的火災(zāi)防護，尤其適用于體育場館、工業(yè)廠房等建筑物裸露鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)防護及裝飾。

2.3 超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

超薄型（CB型）鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其防火涂層厚度≤3mm，其在火災(zāi)高溫環(huán)境中，通過膨脹發(fā)泡并形成致密的防火隔熱層，從而達到延緩建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的溫度上升速率，其通常用于耐火極限≤2.0h的建筑鋼結(jié)構(gòu)上。CB型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其具有涂層薄、粘結(jié)強度高、流平性好、性價比高、施工便捷、裝飾性好等優(yōu)點，在一、二類建筑物耐火極限≤2.0h的梁、板及屋頂承重構(gòu)件防火工程中得到廣泛應(yīng)用。

在工程實踐應(yīng)用中，要非常關(guān)注防火涂料的使用范圍，優(yōu)選技術(shù)上可行，經(jīng)濟上優(yōu)越的防火涂料。從試驗數(shù)據(jù)及工程應(yīng)用效果來看：對于耐火時間≤2.0h的建筑鋼結(jié)構(gòu)，宜優(yōu)選采用超薄型或薄型鋼結(jié)構(gòu)涂料；而對于耐火時間≥2.5h的建筑鋼結(jié)構(gòu)，宜優(yōu)選采用厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。有研究人員做過一個試驗，即采用超薄型、薄型和厚型三種建筑鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，分別進行2.0h、2.5h和3.0h的耐火極限試驗，其中厚型防火涂料其試驗成功率為92.6%，薄型成功率為78.3%，超薄型為69.7%，厚型防火涂料的防火性能遠大于薄型和超薄型[3]。這主要是防火涂層在經(jīng)過長時間的太陽紫外線照射后，防火涂料內(nèi)部的黏接劑分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了降解甚至分解，從而造成超薄型或薄型在火災(zāi)高溫環(huán)境中其膨脹炭層容易出現(xiàn)裂紋甚至脫落等問題，達不到應(yīng)有的耐火性能。因此，目前市場上的超薄型和薄型防火涂料，其抗紫外線照射老化性能有待進一步提高。對于高層、超高層及功能復(fù)雜或耐火極限≥2.5h的建筑鋼結(jié)構(gòu)防火優(yōu)化過程中，宜優(yōu)選厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，以提高整個建筑金屬結(jié)構(gòu)的防火和耐火性能水平。

3 結(jié)束語

建筑鋼結(jié)構(gòu)防火的最終目標為：盡可能通過合理的結(jié)構(gòu)防火布置和防火措施，有效保障建筑物內(nèi)部人員的生命財產(chǎn)安全。在實際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)建筑物功能特性和施工氣象條件，優(yōu)選符合工程實際的防火涂料，并根據(jù)類似工程應(yīng)用實踐過程中可能出現(xiàn)的問題，制定有針對性的高效合理技術(shù)措施，優(yōu)選既經(jīng)濟又安全可靠的防火涂料產(chǎn)品，有效提高建筑物防火和鋼結(jié)構(gòu)耐火水平。

參考文獻

[1]楊雁翔，沈小峰，孔德泉，等.溫州世貿(mào)中心高空鋼結(jié)構(gòu)厚型防火涂料防開裂控制[J].施工技術(shù)，2009，39（6）：42-44.

[2]李國強.建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計與防火保護措施[J].節(jié)能減排，2009（6）：90-91.

[3]鄧小波，唐孔科，王繼剛，等.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料存在的問題、對策及熱傳導(dǎo)模型介紹[J].21世紀建筑材料居業(yè)，2011（6）：57-60.

作者簡介：李洪亮（1989-），女，貴州思南人，研究生，助理工程師，主要從事建筑材料質(zhì)檢、科研工作。