4.3.1 当钢结构采用防火涂料保护时,可采用膨胀型或非膨胀型防火涂料。
4.3.2 钢结构防火涂料的技术性能除应符合现行国家标准《 钢结构防火涂料》 GB 14907 的规定外,尚应符合下列要求:
1 生产厂应提供非膨胀型防火涂料导热系数( 500 ℃ 时)、比热容、含水率和密度参数,或提供等效导热系数、比热容和密度参数。非膨胀型防火涂料的等效导热系数可按附录A 的规定测定。
2 主要成分为矿物纤维的非膨胀型防火涂料,当采用干式喷涂施工工艺时,应有防止粉尘、纤维飞扬的可靠措施。
条文说明
4.3 防火涂料
4.3.1 钢结构防火涂料是指施涂于钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火性能的一类防火材料,根据高温下钢结构防火涂层遇火变化的情况可分膨胀型和非膨胀型两大类,其分类可依据表8 。
表8 防火的涂料分类
注:膨胀型防火涂料又称薄型防火涂料,这种涂料具有较好的装饰性。非膨胀型防火涂料又称厚型防火涂料、隔热型防火涂料。
早在20 世纪50 年代欧美、日本等国家就广泛采用防火涂料保护钢结构。80 年代初期国内才开始在一些重要钢结构建筑中采用防火涂料对结构进行保护,但均采用进口防火涂料并由国外代理商进行施工。1985 年以后,国内加强了防火涂料研制工作,四川、北京、上海等地先后研制成功了多种钢结构防火涂料,取代进口,应用于国内很多重要工程中,为国家节省了大量外汇和建设费用。
国内钢结构防火涂料生产和应用近几年发展较快,据不完全统计,已有生产、施工、科研单位近百家,年销售量过万吨,钢结构防火工程年施工面积超过百万平方米,已成为一类重要消防安全材料。
为促进钢结构防火涂料产品生产和应用的标准化,国家从1990 年以来先后颁布实施了《 钢结构防火涂料应用技术规范》 CECS24 : 90 和 《 钢结构防火涂料通用技术条件》 GB 14907-1994 ,这两个标准对促进钢结构防火涂料的开发、应用和质量检测监督发挥了显著作用。
《 钢结构防火涂料》 GB 14907-2002 在《 钢结构防火涂料通用技术条件》 GB 14907-1994 的基础上,对室外涂料及超薄型涂料的试验方法和性能要求作出了专门规定,并对原标准内容做了部分调整修订,使标准得到充实和完善。
近几年来国内钢结构防火涂料应用中出现了一些新的情况,原来标准已不能全面反映这些情况。为此,在本规范中对该产品要求和使用条件作了一些补充,规定更加明确、具体。
近几年国外一些厂商生产类似于木结构用饰面型防火涂料,应用于钢结构时涂层厚度只需2~3mm即可使钢构件耐火极限达1~2h 。但从防火机理看仍属于膨胀型防火涂料,只不过达到同样耐火极限需要的涂层较薄而已。为了区分,国内将涂层3及以下,且耐火极限达1.5h 及以上的膨胀型防火涂料,称为超薄型防火涂料(代号为CB )。
国内已研制出超薄型钢结构防火涂料,但目前还达不到国外先进水平。有的产品如果耐火极限要达到1.5h 则需采取辅助措施(如包裹玻璃布),有的产品则耐水性、抗老化性较差。因此,钢结构如采用超薄型防火涂料进行保护,应特别重视对现场施工涂料的检测。
4.3.2 通常将能适合于建筑物室外或露天工程中长期使用的防火涂料称之为室外用防火涂料,它应满足现行国家标准《 钢结构防火涂料》 GB 14907 中规定的室外钢结构防火涂料的技术条件。需注意,不能将仅适用于室内钢结构防火保护的涂料用于室外。
防火涂料的导热系数是衡量其隔热性能的一个重要参数,导热系数越小,说明其隔热性能越好。另外,进行钢结构抗火计算时,防火涂料的导热系数、比热容和表观密度是必要参数。由于一般防火涂料的导热系数随温度变化而有一定的变化,本规范明确规定厂家宜提供火灾中最常遇的500 ℃ 时的导热系数值。以前,防火涂料生产厂对其产品的性能参数提供不详尽,影响使用,本规范明确提出了参数要求,以使厂家注意。
如果厂家无条件直接测量防火涂料的导热系数,可按附录A 提供的方法测量等效导热系数。该系数综合反映了涂层水汽蒸发和导热系数随温度变化等对隔热的影响,故直接采用等效综合导热系数进行钢结构抗火计算更为接近实际。
本规范将主要成分为矿物纤维,掺加水泥和少量添加剂预先在工厂混合而成的防火材料仍归并入非膨胀型防火涂料中。由于此种涂料采用专用喷涂机械按干法喷涂工艺施工,不同于通常非澎胀型涂料按湿法工艺施工,所以有时也称之为防火喷射纤维材料。早在20世纪50 年代日本就采用喷涂石棉作为船舶防火隔热材料,到了60年代又广泛用作钢结构建筑的耐火被覆材料。矿棉是岩棉和矿渣棉的统称,日本于70年代在高层钢结构建筑中广泛采用干式喷涂施工工艺,用矿棉为原料作为耐火被覆材料。其密度小、施工效率较高,但是干式喷涂时会产生大量粉尘、纤维,不仅对施工人员健康造成损害,也极易造成环境污染。
英国环保部门经过长期调研证实,矿棉粉尘除会导致眼疾、皮肤病及上呼吸道病症外,长期暴露在有这种粉尘环境下的人群癌症发病率偏高,认为如采用矿棉做隔热防火材料特别要注意空调系统的设计,避免因空气流动造成棉尘散布于室内。
考虑到矿棉粉尘对人员健康的危害和国际上的发展趋势,本规范对矿棉防火喷涂工艺提出了严格限制。