防火涂料及施工技術(shù)(轉(zhuǎn)）
防火涂料就是涂覆在被涂物的表面，可以降低被涂物表面的可燃性，阻止火災(zāi)的迅速蔓延，或是涂覆于結(jié)構(gòu)材料表面，能夠提高構(gòu)件耐火極限的功能型涂料。防火涂料目前大致有鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料、飾面防火涂料、電纜防火涂料等幾大類。其中鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料使用量最大，而且隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料將會呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的定義在GB 14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》中是這樣描述的：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)耐火極限的涂料，耐火極限分為0.5小時、1小時、1.5小時、2小時、2.5小時和3小時；混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料的定義在GB 28375-2012《混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料》中是這樣描述的：混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料是涂覆在石油化工儲罐區(qū)防火堤等建（構(gòu)）筑物和公路、鐵路、城市交通隧道混凝土表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高其結(jié)構(gòu)耐火極限的防火涂料；飾面型防火涂料的定義在GB 12441-1998《飾面型防火涂料通用技術(shù)條件》中是這樣描述的：飾面型防火涂料是涂于可燃基材（如木材、纖維布、紙板及其制品）表面，能形成具有防火阻燃保護(hù)和裝飾作用涂膜的一類防火涂料的總稱。1998年10月我國公安部發(fā)布了GA181-1988《電纜防火涂料通用技術(shù)條件》也對電纜防火涂料的定義做了描述。總之，防火涂料最主要的作用和性能就是防火阻燃，目的就是提高耐火極限，保證建構(gòu)造物的安全。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在新版標(biāo)準(zhǔn)中有明確的分類，其中按照火災(zāi)防護(hù)對象可以分為普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，如普通工業(yè)與民用建構(gòu)筑物表面的防火涂料；特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，如用于特殊建構(gòu)筑物的石油化工設(shè)施、變電站等鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料。按照使用場所可以分為室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，如用于建筑物室內(nèi)或者隱蔽工程的鋼結(jié)構(gòu)表面的防火涂料；室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，用于建筑物室外或者露天環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)表面防火涂料。按照分散介質(zhì)分為以水作分散介質(zhì)的水基型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；以有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的溶劑型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。按照防火機(jī)理可以分為膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，如涂層在高溫時膨脹發(fā)泡，形成耐火隔熱保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定涂層厚度不小于1.5㎜；非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，如涂層在高溫時不膨脹發(fā)泡，其自身成為耐火隔熱保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，涂層厚度不小于15㎜。混凝土結(jié)構(gòu)防火涂料在其規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中也做了具體的分類，主要分為用于石油化工儲罐區(qū)防火堤混凝土表面的防護(hù)的防火堤防火涂料；用于公路、鐵路、城市交通隧道混凝土結(jié)構(gòu)表面的防護(hù)的隧道防火涂料。
膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中含有酸源、碳源和氣源，三者缺一不可。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受熱，酸源開始催化碳源脫水變成碳化物，同時氣源受熱時就釋放出惰性氣體，這些惰性氣體使得碳化物形成蓬松多孔，具有封閉結(jié)構(gòu)的碳層，這種碳層會阻止熱源將熱量傳導(dǎo)到基層材料；多孔的碳層也可以阻止氣體擴(kuò)散，又可以阻止外部空氣中的氧氣擴(kuò)散至基材表面，從而延緩了鋼鐵基材的溫度升高。非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料遇到火災(zāi)受熱時，涂層基本上不會發(fā)生體積變化，形成瓷釉狀的表面保護(hù)層。它可以隔絕空氣，使得氧氣不能與鋼鐵接觸，繼續(xù)加熱，粘稠涂層就會脫水并且與其他材料的高溫凝聚相產(chǎn)物一起形成隔氧的釉狀涂層，這種涂層里面含有吸熱載體，熱容較高，升溫速度慢，雖然涂層結(jié)構(gòu)致密利于導(dǎo)熱；但是這種涂料形成的釉狀保護(hù)層導(dǎo)熱率較大，隔熱效果比膨脹型鋼結(jié)構(gòu)涂料差。如果要達(dá)到比較好的防火效果，一般比膨脹型防火涂料所需的涂層厚，因此單位面積耗材量增大，使用成本高，裝飾效果不好，總之，防火隔熱效果不如膨脹型防火涂料，應(yīng)用范圍也沒有膨脹型防火涂料廣泛。
防火涂料的施工，無論是膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料還是非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料，或者是其他類型的防火涂料，基層處理是關(guān)鍵。如果基層處理不好，再好的防火涂料防火功能夠都無法實現(xiàn)，也不可能保障構(gòu)建筑物的安全。對于混凝土表面要求含水率小于8%，PH值控制在<8，表面無污染物，空穴蜂窩進(jìn)行填充處理，整體打磨粗糙并且吸塵干凈；鋼鐵表面需要進(jìn)行除銹，標(biāo)準(zhǔn)滿足GB 8923規(guī)定要求，機(jī)械打磨不低于St3級，噴砂不低于Sa2 1/2級；木材要進(jìn)行干燥處理含水率在5%-10%之間，如采用自然晾干或者烘干的方法，使用脫脂劑或者肥皂水，溶劑進(jìn)行擦洗，用砂紙打磨，用膩子找平坑洼不平處；電纜基材表面處理主要清除表面的污垢，使用手工方法擦去表面灰塵、油污并且保持基面的干燥，建議也可以進(jìn)行毛糙處理。涂裝方法有刷涂、輥涂、刮涂、噴涂及以上方法的聯(lián)合施工，施工時可以根據(jù)設(shè)計的耐火極限時間要求涂裝至規(guī)定的涂層厚度，如果有耐候及防水要求的還需要進(jìn)行面漆的涂裝，如果有裝飾要求的還必須符合裝飾所滿足的美化規(guī)定。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂裝時，在已經(jīng)處理好的鋼鐵表面涂刷或者噴涂配套底漆，常用底漆有富鋅底漆、環(huán)氧鐵紅底漆和其他底漆等，建議涂裝2道底漆，每道底漆涂覆必須在上一道底漆干燥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。底漆完成后，可以噴涂或者刷涂膨脹型防火涂料，噴涂時將氣泵壓力調(diào)至0.4Mpa~0.6Mpa，使用直徑大約3㎜~4㎜的噴嘴分多次進(jìn)行涂裝以不流墜為宜，根據(jù)實踐經(jīng)驗一般每次噴涂厚度控制在0.5㎜左右；噴涂非膨脹型防火涂料時，可以采用壓送重力式（或噴斗式）噴槍噴涂機(jī)，壓力0.5Mpa~0.6Mpa，噴槍口直徑宜為2㎜~8㎜，保持噴距30㎝~40㎝，為了保持面層美觀性可以最后做一道壓光處理再進(jìn)行面涂層施工。根據(jù)設(shè)計厚度要求，手工批刮非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工時，必須有熟練的批灰經(jīng)驗，分多次批刮，并且每一層壓實平整，無氣泡無突起；初層厚度大約在4-5㎜，以后每一層控制厚度大約在9-10㎜，批刮時必須保證上道涂層的干燥。施工完畢的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)該涂層完整，不漏涂，不裂紋，無龜裂，層間結(jié)合良好，并確保不低于7d的養(yǎng)護(hù)時間。
混凝土基層處理干凈并符合防火涂料涂裝要求后，對不需要進(jìn)行防火涂料涂裝的物件進(jìn)行遮擋保護(hù)，立即涂刷或者噴涂配套底漆，建議為2道底漆，每道厚度1.5-2.㎜，均勻無漏。干燥后可用口徑為2-8㎜，壓力為0.4-0.6MPa，壓擠式灰漿泵噴涂中間層涂料，噴涂時保持噴距50㎝，而且保證前一道涂層干燥后才可以進(jìn)行，直至規(guī)定的厚度。噴涂面漆時，應(yīng)該在中間層涂料厚度達(dá)到設(shè)計規(guī)定并基本干燥后進(jìn)行，而且全部覆蓋住中間涂層。如果涂料為單一配方，則分次噴涂至規(guī)定厚度，噴涂第一道涂料時基本蓋底即可，待涂層表干后再噴涂第二道，噴涂后可以用抹子抹平或者輥子輥平。混凝土防火層，要求涂層均勻，美觀一致，無裂紋，不露底，層間附著牢固，沒有空鼓、脫層、松散現(xiàn)象，平整無突起，顏色均勻一致。混凝土防火涂料是最重要的體量較大的應(yīng)用領(lǐng)域就是隧道防火，隧道防火涂料施工可以采取噴涂或者抹涂的工藝方法，在打磨清理好混凝土基層干凈的同時，用水噴濕，待表面微干后就可以覆涂防火涂料。噴涂時一般一次厚度為6㎜，每次施工厚度不得超過10㎜，如果厚度超過10㎜時，應(yīng)該分多次施工，建議一次噴涂厚度為5-8㎜，每次施工間隔時間為24h。隧道防火涂料施工時，溫度宜為在15-30℃，冬季施工時嚴(yán)禁將涂料放置戶外，應(yīng)該提前運進(jìn)隧道內(nèi)，避免凍脹失效。噴涂采用斗式噴涂槍，口徑為2-8㎜，配約0.4-0.6Mpa的空氣壓力，噴距保持50㎝，噴涂時分次成活。輕體隔熱防火涂料和膨脹型防火涂料配套底漆，每道厚度控制在1.5-2.5㎜，必須在前道涂層干燥后再噴后一道。噴涂膨脹型防火涂料面漆時，應(yīng)該在底層厚度滿足要求時并且干燥后進(jìn)行，噴涂全覆蓋遮蓋住底層即可，厚度檢測使用測厚鋼針，達(dá)到設(shè)計所規(guī)定的厚度方可以停止噴涂。
電纜防火涂料大部分為膨脹型防火涂料，施工應(yīng)在通風(fēng)干燥的環(huán)境中進(jìn)行。在打磨清理去除電纜表面的灰塵、油污及雜質(zhì)后直接涂刷或者噴涂電纜防火涂料，每次涂刷厚度以0.2㎜左右為宜，一般涂刷或者噴涂5-6遍，使得涂層總厚度達(dá)到1-1.5㎜，每次涂層涂刷或者噴涂間隔時間必須在8h以上，細(xì)小并且緊靠在一起的成束電纜，視同一根電纜進(jìn)行涂刷或者噴涂，并使防火涂料滲透填充到縫隙中，重疊鋪設(shè)的電纜，重疊層數(shù)越多，涂刷或者噴涂防火涂料的厚度就越厚。對于鎧裝油紙絕緣電線電纜，要先包裹一層玻璃紗布，再涂刷或者噴涂厚度為0.5-1㎜的防火涂料，分多次涂刷或者噴涂至厚度為1-1.5㎜。膨脹型電纜防火涂料溶劑型理化性能比水性的好，而且其裝飾性能，與基材的附著力更高，目前我國電纜防火涂料主要以溶劑型為主；但是水性膨脹型電纜防火涂料具有施工安全簡單、環(huán)保健康、低價、不含鹵素及其他有毒成分、材料來源廣泛諸多優(yōu)點。因此，水性膨脹型電纜防火涂料是今后研究發(fā)展方向。
飾面型防火涂料是涂于可燃基材（如木材、纖維布、紙板及其制品）表面，應(yīng)用領(lǐng)域最多的就是木材防火。木結(jié)構(gòu)防火涂料適用于會堂、影劇院、賓館、醫(yī)院、辦公室、廠房等建筑的木制隔墻、木屋架、纖維板、膠合板、木龍骨等表面的裝飾，起著重要的防火阻燃作用，是人們生命安全的重要保障。飾面型防火涂料施工時，先要清理干凈木材表面污染物，保持干燥，平整，無灰，無油，洞眼及凹凸不平缺陷，應(yīng)用砂紙打磨平整或者使用防火涂料膩子填充。溶劑型飾面防火涂料施工時，涂刷或者噴涂必須調(diào)整好最佳的粘度，以不發(fā)生流墜現(xiàn)象為佳，并且分多次進(jìn)行，后道涂刷或者噴涂作業(yè)必須在前道涂層干燥或者固化后進(jìn)行，施工環(huán)境溫度-5℃-40℃,相對濕度<90%，溶劑型飾面防火涂料，除了大面積施工和高空作業(yè)采取噴涂涂裝工藝外，大多數(shù)情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。水性飾面型防火涂料施工環(huán)境溫度5-40℃,相對濕度<85%,當(dāng)溫度<5℃相對濕度>85%時施工效果會受到影響,基材表面有結(jié)露時不得施工。施工完畢的涂料未完全固化前不得受雨淋，不得受到霧、水的侵蝕和表面結(jié)露的影響，涂層不得出現(xiàn)空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量缺陷。水性飾面型防火涂料在施工過程中嚴(yán)禁混入有機(jī)溶劑和其他涂料；水性飾面型防火涂料，和溶劑型飾面防火涂料一樣，除了大面積施工和高空作業(yè)采取噴涂涂裝工藝外，大多數(shù)情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。
防火涂料被稱為“生命”涂料，對于保障人民生命和財產(chǎn)的安全具有積極的意義。國家應(yīng)急管理部門歷來都對防火材料的發(fā)展和應(yīng)用非常重視，特別是主動防火設(shè)施外的被動防火材料，如防火涂料的研發(fā)投入了大量人力和物力。國家也鼓勵社會相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、高等院校相關(guān)院系、涂料生產(chǎn)企業(yè)積極創(chuàng)新，不斷探索，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)，如綠色環(huán)保防火涂料，無鹵化防火涂料，抑煙防火涂料，防火耐蝕美化一體化防火涂料，無機(jī)防火涂料，膨脹非膨脹相結(jié)合防火涂料，透明防火，彈性防火涂料及粉末防火涂料等前沿技術(shù)的多功能防火涂料。據(jù)不完全統(tǒng)計,在此政策推動下，2022年我國各類防火涂料規(guī)模達(dá)到11.36億元，其中水性防火涂料規(guī)模約5.45億元,溶劑型防火涂料規(guī)模約5.22億元,其他防火涂料銷售規(guī)模0.69億元。據(jù)預(yù)測，我國水性防火涂料市場規(guī)模將連續(xù)快速增長，到2023年將達(dá)到11.66億元，占防火涂料60%的市場份額。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，以及人們對安全第一，健康為上的重視，防火涂料更加廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)，各種新型防火涂料也不斷涌現(xiàn)。一些環(huán)保健康，低成本高性能，耐蝕耐候防火防水美化一體的防火涂料呈現(xiàn)出雨后春筍的趨勢，大大的推動了我國防火涂料事業(yè)的發(fā)展；而膨脹型無機(jī)溶劑防火涂料和水性膨脹型防火涂料正在呈鏈?zhǔn)皆鲩L態(tài)勢，并成為當(dāng)今防火涂料開發(fā)的熱點。
