薄型防火涂料，为什么不让用在非常重要的钢结构上？

大家好，我是双无余。 上篇文章有聊到“室外钢楼梯涂防火涂料”的问题，大家留言很多，看后颇有收获。总结下来，有两个不同的观点：

不需要涂

不能为了”防火”而防火，室外疏散楼梯，应是避免让建筑内部的火烧到楼梯，如果已经烧到了，那要重新考虑是否可以作为疏散楼梯用了。

需要涂

室外疏散楼梯采用难燃或者不燃材料，依然需要满足耐火等级对应的耐火时限的要求。最低0.25小时，不涂防火涂料，钢结构都是很难满足的，尤其是钢梁、钢柱，自身的耐火极限大约也就15分钟左右。

如果涂防火涂料，真的要长期发挥防火作用，就需要在涂料过了使用年限后，重新评估补涂，   室外薄型防火涂料的使用年限也就10~15年 。

薄型防火涂料

所谓薄型防火涂料，就是涂层厚度不大于7mm，靠受热后的膨胀来防火。一般1mm厚的涂层，在受热影响后，会膨胀到约50mm。

这个名称，是以前规范用的，现在跟国际接轨后，改名叫膨胀型防火涂料（intumescent paint）。大家交流还是习惯用“   厚   型、薄型、超薄型 ”的说法。

膨胀型防火涂料的防火原理图@FlameOFF

膨胀型防火涂料最长能达到的耐火时限是2小时、甚至是3小时，   但是规范规定不宜超过1.5小时。 重要的钢结构构件，耐火极限一般都要2个小时及以上。

超过就要用非膨胀型防火涂料。为什么呢？

规范给出的原因是：耐老化问题可能较为突出，膨胀型大量应用开始于90年代，这一问题还没有引起足够的重视。

另一方面也可能是因为产品质量的可靠稳定性问题，还没有足以让国标规范认可。

在协会标准中已经提出，超过1.5小时的钢构件，可以用环氧类膨胀型钢结构防火涂料，同时也跟国标一样，指出了“非环氧类”涂料出现“老化”的问题，5 年内，耐火极限会衰减 21.7%（试验表明）。

膨胀型防火涂料常见的应用类型   @FlameOFF  

环氧类钢结构防火涂料由于具有优良的粘结性能、耐候性能及防火性能，因此不对使用场所进行限制。

使用条件

对于膨胀型防火涂料，到底涂多厚，可根据涂层的等效热阻直接确定。

那等效热阻怎么算，规范给出了计算公式，根据标准耐火试验得到的钢构件实测升温曲线。

R i =   ( t 0 T s ? T s 0 + 0.2 ) 2 ? 0.044 5 × 1 0 ? 5 ?   V F i

其中：    T s 0  ——开始时钢试件的温度，可取 20℃；

T s  ——钢试件的平均温度(℃)，取 540℃；

t 0  ——钢试件的平均温度达到 540℃的时间；

V F i  ——有防火保护钢试件的截面形状系数。

涂覆A型号防火涂料时试件计算温度与实验结果对比@参考论文

A型号膨胀防火涂料的热阻随时间的变化@参考论文

怎么涂

膨胀型防火涂料应与防腐底漆、防腐面漆相容。

防腐涂料、防火涂料由里及外的顺序依次为：

• 防腐底漆
• 防腐中间漆
• 膨胀型防火涂料
• 防腐面漆

注意什么

为了保证膨胀型防火涂料膨胀不受影响，防腐面漆不应过硬，构件外部应留有足够的膨胀空间，也不应包裹防火毡等。

钢结构表面的膨胀防火涂料被烧以后的变化@coatingspaint

在设计中一般规定构件的耐火极限和等效热阻，不规定涂层的厚度。   防火涂层厚度会   以型   式检验报告或型式试验报告载明的厚度为准。同时，   规范有规定最小厚度不应小于1.5mm。  

小结

薄型防火涂料在国外应用，已经非常普遍了，施工更方便，成本更低一些。

Trends in structural fire protection@steelconstruction

上面的统计图中可以看到，   薄型防火涂料应用占比已经75%  了。

从规范条文限制的顾虑原因可以看出，国内钢结构的薄型防火涂料市场发展空间还很大。

参考资料：

GB 51249-2017 建筑钢结构防火技术规范

T/CECS 24—2020 钢结构防火涂料应用技术规程

GB 14907-2018 钢结构防火涂料

膨胀型钢结构防火涂料分段等效热阻的确定，王霁等

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