在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)憑借其強(qiáng)度高、施工便捷等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于各類建筑之中。然而，鋼材雖為不可燃材料，但其耐火性能卻不盡人意。當(dāng)遭遇火災(zāi)，溫度一旦超過 500℃，鋼材的力學(xué)性能便會急劇下降，迅速失去承載能力，進(jìn)而可能引發(fā)建筑的坍塌，帶來難以估量的損失。因此，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防火保護(hù)至關(guān)重要，而膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料便是其中的優(yōu)秀者
膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的工作原理十分巧妙。其主要由基料、脫水劑、成碳劑和發(fā)泡劑等成分組成。在正常溫度環(huán)境下，它就像普通涂料一樣，附著在鋼結(jié)構(gòu)表面，起到一定的裝飾與防護(hù)作用。但當(dāng)火災(zāi)發(fā)生，溫度升高到特定程度時，奇妙的變化開始了。脫水劑會促使多羥基化合物脫水碳化，與此同時，發(fā)泡劑受熱分解釋放出大量氣體。在這些氣體的作用下，涂層迅速膨脹，膨脹倍數(shù)可達(dá)十幾倍甚至幾十倍，形成一層致密的泡沫狀炭化隔熱層。這層隔熱層就如同給鋼結(jié)構(gòu)穿上了一件厚厚的 “防火鎧甲"，極大地阻礙了熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，從而為鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定爭取了寶貴時間。
從組成成分來看，基料作為涂料的主體，決定了涂料的基本性能，如附著力、柔韌性等，常見的有改性丙烯酸樹脂、改性高氯化聚乙烯樹脂以及改性氨基樹脂等，這些基料賦予了涂料良好的裝飾性、耐候性和耐化學(xué)腐蝕性。脫水劑一般為聚磷酸銨等，受熱分解生成酸，為后續(xù)的脫水碳化反應(yīng)提供酸性環(huán)境。成碳劑，在酸催化和高溫條件下脫水分解成炭，是形成炭化層的關(guān)鍵物質(zhì)。發(fā)泡劑以三聚氰胺為代表，分解產(chǎn)生的氣體推動涂層膨脹發(fā)泡。
與其他防火材料相比，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料優(yōu)勢明顯。其一，它施工簡便，可采用刷涂、噴涂等多種方式，適用于各種形狀和復(fù)雜程度的鋼結(jié)構(gòu)表面。其二，重量輕，不會過多增加鋼結(jié)構(gòu)的額外負(fù)擔(dān)，這對于對重量有嚴(yán)格要求的建筑，如大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑而言尤為重要。其三，裝飾性良好，能在滿足防火需求的同時，使鋼結(jié)構(gòu)表面更加美觀。
膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的應(yīng)用場景極為廣泛。在商業(yè)建筑中，如大型商場、寫字樓，為保障人員安全和財產(chǎn)安全，其內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)大量使用該涂料進(jìn)行防火保護(hù)。工業(yè)廠房，特別是存放易燃物品的廠房，更離不開它的防護(hù)。居民住宅樓的鋼結(jié)構(gòu)部分，使用膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，能為居民的生命財產(chǎn)安全增添一份可靠保障。此外，像地下車庫、電力設(shè)施、化工廠等高火災(zāi)風(fēng)險場所，該涂料更是發(fā)揮著很好的作用。
隨著科技的不斷進(jìn)步，膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料也在持續(xù)發(fā)展。一方面，研發(fā)人員致力于提升其耐火性能，通過優(yōu)化配方、添加功能性無機(jī)填料等方式，進(jìn)一步提高涂層的隔熱效果和炭化層強(qiáng)度。例如，添加可膨脹石墨能使膨脹炭質(zhì)層結(jié)構(gòu)更致密，強(qiáng)度增加；納米 SiO?、TiO?等納米無機(jī)填料的加入，可顯著延長鋼結(jié)構(gòu)的耐火時間。另一方面，更加注重環(huán)保性能，開發(fā)水性超薄膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料等環(huán)保型產(chǎn)品，減少有機(jī)溶劑揮發(fā)對環(huán)境和人體的危害。
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