鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)表面,能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的功能性特種涂料。
一、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火原理
1.防火涂料本身具有難燃性或不燃性,使被保護(hù)基材不直接與空氣接觸,延遲物體著火和減少燃燒的速度。
2.防火涂料除本身具有難燃性或不燃性外,它還具有較低的導(dǎo)熱系數(shù),可以延遲火焰溫度向被保護(hù)基材的傳遞。
3.防火涂料受熱分解出不燃惰性氣體,沖淡被保護(hù)物體受熱分解出的可燃性氣體,使之不易燃燒或燃燒速度減慢。
4.含氮的防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團(tuán),與有機(jī)游離基化合,中斷連鎖反應(yīng),降低溫度。
5.膨脹型防火涂料受熱膨脹發(fā)泡,形成碳質(zhì)泡沫隔熱層封閉被保護(hù)的物體,延遲熱量與基材的傳遞,阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強(qiáng)度下降。
二、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的阻燃機(jī)理
阻燃劑是燃燒過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)階段的結(jié)束。通過(guò)對(duì)防火涂料阻燃機(jī)理的分析。將防火涂料分為兩類:非膨脹型防火涂料和膨脹型防火涂料。
1.非膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理
當(dāng)非膨脹型防火涂料著火時(shí),涂料的體積基本不變。阻燃效果主要通過(guò)以下方式發(fā)揮作用:
?。?)涂料本身是耐火的或不可燃的,可以延緩火焰的蔓延。
?。?)在高溫或火焰的作用下,涂層會(huì)分解各種不可燃?xì)怏w(如氨、氯化氫、二氧化碳和水蒸氣等)。它可以稀釋被保護(hù)木材熱分解形成的可燃?xì)怏w和氧氣的濃度。從而有效防止或延緩木材的燃燒過(guò)程。
(3)在高溫或火焰的作用下,涂層可形成一層不燃的低導(dǎo)熱無(wú)機(jī)釉質(zhì)保護(hù)層。覆蓋在保護(hù)木材的表面,隔絕木材與氧氣的接觸,從而避免或減少燃燒反應(yīng)的發(fā)生。在一定時(shí)間內(nèi)具有一定的阻燃和隔熱效果。然而,與膨脹型防火涂料相比,非膨脹型防火涂料隔熱效果差。涂層厚度大,單位面積涂層量大。使用成本高,裝飾效果差。因此,目前的應(yīng)用有一定的局限性。不包括在現(xiàn)行的裝飾防火涂料規(guī)范中。
2.膨脹型防火涂料的阻燃機(jī)理。
室溫下,成膜后膨脹型防火涂料涂層厚度薄。有利于滿足裝飾要求。當(dāng)涂層受到火焰或高溫影響時(shí),涂層開(kāi)始軟化和分解。脫水劑釋放有機(jī)酸,炭化劑醋化,然后碳層脫水和碳化。形成的水蒸氣和一些不可燃?xì)怏w使碳層膨脹,形成致密的膨脹碳化層,其中含有許多小的封閉空隙。導(dǎo)熱系數(shù)明顯降低,接近空氣的導(dǎo)熱系數(shù)。正是由于碳層厚度的增加和導(dǎo)熱系數(shù)的明顯降低。使得木材通過(guò)膨脹碳層傳遞給木材的熱量只有原來(lái)的十分之一甚至百分之一,表現(xiàn)出良好的保溫效果。