我国对隧道结构进行防火保护工作始于20世纪80年代中期,但限于当时的技术、经济状况,除了上海延安东路越江隧道等有限的几个隧道喷涂了防火涂料外,其它隧道的结构都没有采取防火措施。真正根据有关隧道设计规范设计、建造隧道,还是近几年的事,而隧道防火涂料的应用,则是从2001年前后开始的,滨州超薄型防火涂料,当时一些企业将厚型钢结构防火涂料或混凝土楼板防火涂料甚至电缆防火涂料作为隧道防火涂料使用。因此关于隧道防火涂料研究的基础比较薄弱,产品参差不齐,给隧道防火涂料施工和性能检测带来很大困难。
涂层厚度在3~7mm的钢结构防火漆
涂层厚度在3~7mm的钢结构防火漆称为薄涂型钢结构防火涂料。该类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升温,保护钢构件。
这类钢结构涂料一般是用合适的乳胶聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火漆,要求选用的乳液聚合物必需对钢基材具有良好附着力、耐久性和耐水性。常用作这类防火漆基料的乳液聚合物有改性的乳液、聚乳液、偏乳液等。对于用水性乳液作基料的防火涂料,秦皇岛超薄型防火涂料,阻燃添加剂、颜料及填料是分散到水中的因而水实际上起分散载体的作用,为了使粒状的各种添加剂能更好地分散,还加入分散剂,保定超薄型防火涂料,如常用的六偏磷酸钠等。该类钢结构防火涂料在生产过程中一般都分为3步:步先将各种阻燃添加剂分散在水中,然后研磨成规定细度的浆料;第二步再用基料进行配漆;第三步在浆料中配以无机轻质材料、增强资料等搅拌均匀。该涂料一般分为底层和面层,其装饰性比厚涂型好,施工采用喷涂,一般使用在耐火极限要求不超过2h建筑钢结构上。
现场大部分开裂部位多集中在钢结构拐点等应力集中部位,而平整H型钢的腹板和翼板则鲜有大面积裂纹出现。这是由于漆膜胶化及固化过程不断增加的应力(随着漆膜的不断固化,内应力增加)以及环境应力(环境温度变化)导致终漆膜的内应力大于漆膜的内聚力。因此漆膜的内应力大于内聚力的部位出现开裂,这也是防火涂料涂层开裂的主要原因。
针对膨胀型防火涂料在冬季施工引起开裂的问题的研究,给出以下建议:
(1)合理设计防火涂料的厚度。与相关的火灾安全分析结合考虑,超薄型防火涂料,综合防火需求,在满足防火需求的情况下,尽量降低膨胀型防火涂料的厚度;
(2)多层涂覆的防火涂料系统,会由于系统本身应力(预热50 ℃后喷涂固化残余应力、结构变形应力以及环境温度变化引起的热应力)而更容易引起开裂风险,而随着涂层的厚度增加,开裂风险将急剧增加。可以优化施工程序,保证涂层厚度在设计要求范围内,加强厚度监控;
(3)采购的防火涂料在运输存储的全过程中,应做好防护措施,避免暴露在过低温度环境中;
(4)膨胀型防火涂料其低温环境下的耐受性需要得到相关厂家进一步论证。
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