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防火涂料耐火性试验
发布者:liqiang 发布时间:2014/5/17 10:33:39 阅读:692

钢结构作为建筑承重构件,始终存在着遭受火灾破坏的隐患,采用钢结构防火涂料覆盖层来保护是经济有效的防火措施。钢结构防火涂料在受火状态下,对钢结构主要起隔热作用,阻止热传导和火焰直接辐射,减缓钢材的表面温度上升,以致延长钢结构的耐火稳定性,提高其耐火极限。
  在对钢结构防火涂料耐火性能测试时,一般选用国家标准中规定材质为Q235、型号为136b或140B的工字钢梁作为基材,除锈后,涂刷防锈漆(有的钢结构防火涂料本身为防锈型),再涂刷该
钢结构防火涂料至试验厚度,经养护达到试验状态。耐火试验在水平燃烧试验炉上进行,试件水平安装于炉体上,约束条件为简支状态,加载方式为模拟垂直均匀荷载,按国家标准规定的设计荷载加载,荷载在试验过程中为定值。钢梁两侧和底部三面受火。试验炉点火后,以膨胀超薄型钢结构防火涂料为例,随着温度升高,钢结构防火涂料逐层发泡,此时钢梁的挠度基本无变化。随着时间的增长和温度的升高,由于火焰的热辐射,热量经过钢结构防火涂料发泡层逐渐向钢梁基面传递,当钢梁达到临界温度时,承载能力开始下降,以缓慢的速度开始变形,此时变形为弹性变形。随后逐渐转为塑形变形,随即变形速率迅速增加,此时即使不施加任何荷载,产生的蠕滑变形也会很明显,直至达到挠度极限,即完全失去承载能力。超薄型和薄涂型钢结构防火涂料塑形变形阶段较短,而厚型钢结构防火涂料相对较长。
  1.钢结构防火涂料在受火状态下的几种破坏方式
  1.1膨胀型钢结构防火涂料在受火状态未膨胀或膨胀不够充分
  在对钢结构防火涂料进行耐火性能测试中,随着温度的升高,钢结构防火涂料性能发生物理化学变化,开始由表及里形成炭化泡状层。有的部分涂层由于发泡膨胀组分分布不均匀的缘故,发泡不同步或膨胀不均匀,使形成的保护层厚度不够平均。膨胀型钢结构防火涂料在受火状态下膨胀的示意曲线如图。
  笔者在测试过程中发现影响钢结构耐火性能的因素较多,对超薄型、薄型钢结构防火涂料而言,钢结构防火涂料是否能够均匀膨胀发泡及膨胀发泡后的钢结构防火涂料是否有适合的密度、足够的附着力,是涂料是否起到保护作用的关键。钢结构防火涂料组分配比的准确性、搅拌的均匀性、施工工艺的合理性、养护环境的控制,均能直接影响钢结构防火涂料膨胀的起始温度、层次、密度、附着力、热传导系数及整个膨胀过程的时间长短。
  1.2钢结构防火涂料受火后脱落。
  不管是膨胀型钢结构防火涂料还是非膨胀型钢结构防火涂料,由于它与金属表面附着力较弱,密度较小,再加上炉内气流的扰动,在受火后钢结构防火涂料变得松散,涂料部分或大面积脱落,导致钢梁温度急剧上升,强度下降,从而迅速失去承载能力。
  1.3钢结构防火涂料未能起到阻碍热量传递的作用
  在受火状态下,尽管钢结构防火涂料变化过程正常,外观完整,涂层均匀,但热量仍然很快传到钢梁,使其耐火性能不能达到规范要求。
  2.提高钢结构防火涂料耐火极限的方法
  2.1钢结构防火涂料原材料的选用
  钢结构防火涂料原材料的质量及其组分、配比的准确与科学是保证其耐火性能优良的关键。应选用化学稳定性好,导热性小,具有较高的耐蚀能力即耐热稳定性的材料,由上述材料合成的钢结构防火涂料应具有与金属的附着力强,耐酸、耐碱、耐盐类、耐有机溶剂,抗老化、抗水及良好的弹性与硬度。
  2.2钢结构防火涂料的施工
  首先,应对钢结构表面进行彻底除锈,并清除其表面的油污及灰尘,否则将导致钢结构防火涂料的附着力下降。在施工中,除了要注意材料的配比,搅拌均匀,海英保证钢结构防火涂料每道涂覆层的厚度、均匀性和涂覆间隔时间。稀释剂添加量的多少也会影响钢结构防火涂料的质量。
  2.3钢结构防火涂料施工后的养护
  经过专业工程人员涂覆施工后,养护环境及干燥时间也是保证钢结构防火涂料质量的重要环节。养护环境温度和湿度的高低会影响钢结构防火涂料的干燥程度和干燥时间。在测试中有的钢结构防火涂料由于养护时间低于必要的干燥时间,对保护对象耐火性能的影响是非常明显的,大大降低了保护对象的耐火极限。
  2.4采用复合型钢结构防火涂料
  如何提高钢结构防火涂料的耐火性能,有些生产厂家对此采取了较为有效的措施:在钢结构防火涂料的原材料中添加无机材料的纤维,以增强其在受火时自身的粘结强度。对超薄型和薄涂型防火涂料,在涂覆过程中包裹无机纤维网格布,以阻止钢结构防火涂料在受火时出现裂纹及脱落,并增强隔热性能,降低导热系数;对厚型钢结构防火涂料(非膨胀型钢结构防火涂料),在
钢结构防火涂料与钢梁间裹覆一层铁丝网,以增强钢结构防火涂料与钢梁的附着力,防止钢结构防火涂料的脱落,并在其表面再涂覆膨胀型钢结构防火涂料,以此延长厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限。

 
 

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