鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑的主要形式,在常溫下具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,抗震性能好,施工周期短,建筑工業(yè)化程度高,空間利用率大等優(yōu)點(diǎn),但鋼結(jié)構(gòu)建筑抗火性能差的特點(diǎn)也非常明顯。鋼材雖是一種不燃燒的材料,卻是傳導(dǎo)熱量的優(yōu)良載體。鋼材在溫度超過300度以后,屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度顯著下降,達(dá)到600度時(shí)強(qiáng)度幾乎等于零??茖W(xué)試驗(yàn)和實(shí)例都表明,未加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)情況下,只需15分鐘,自身溫度就會(huì)上升到540度以上,致使構(gòu)件本身扭曲變形,導(dǎo)致建筑物坍塌毀壞,變形后的鋼結(jié)構(gòu)也無法修復(fù)使用。因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取防火保護(hù)措施。鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施多種多樣,如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu),降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間等。
鋼結(jié)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、柔性卷材保護(hù)、無機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構(gòu)件幾何形狀限制,應(yīng)用范圍最廣,效率最高。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料即施涂于建筑物及構(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)耐火極限的涂料,其原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu),降低熱量向鋼材傳遞的速度,推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升和強(qiáng)度減弱的時(shí)間。目前,國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要由基體樹脂、催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑等組成。
基體樹脂與其它組分配伍,既保證了涂料在正常條件下具有各種使用功能,又能在火焰灼燒或高溫條件下具有難燃性和優(yōu)良的膨脹發(fā)泡性能。通常情況下,丙烯酸樹脂防火涂料的炭化層質(zhì)量較高,故通常采用丙烯酸樹脂作為主成膜物,并對(duì)其進(jìn)行改性,以提高涂料的整體效果。
催化劑是一種能在一定條件下分解出磷酸的物質(zhì),分解出的磷酸使多元醇脫水,從而使之形成不易燃的三維空間結(jié)構(gòu)的炭化層。通常,磷酸三聚氰胺的水溶性較聚磷酸胺小,且兼具催化和發(fā)泡雙重功效,目前主要選用磷酸三聚氰胺為催化劑。