钢结构防火涂料的使用前景，混凝土结构为何一般不需要？

一、钢结构防火涂料的使用前景

钢结构在450至650摄氏度的温度范围内便会丧失其承重功能，出现显著形变，致使钢梁和钢柱弯曲，进而丧失使用价值。通常情况下，未经保护的钢结构耐火时间仅为约15分钟。故此，在钢结构建筑中，仅凭其自身的防火能力是不够的，必须借助外部因素来抵御高温。混凝土结构通常无需防火涂料，这是因为根据GB50016-2014《建筑设计防火规范》（2018年版），即建规附录表一所示，当截面尺寸为300mm×300mm的钢筋混凝土柱，其耐火极限已可达到3.0小时；而对于简支钢筋混凝土梁（在保护层厚度为25mm的情况下），耐火极限也能达到2.0小时；混凝土构件本身就已满足规范要求的耐火极限，而若是在防火墙（耐火极限为4小时）中的混凝土梁柱，只需通过增加保护层厚度或表面抹灰等简单且经济的措施，便可以轻松实现所需的耐火性能。那么，若是在钢结构表面涂覆砂浆作为防火层，能否满足更高的防火标准呢？答案无疑是肯定的。然而，根据建规附录一表中的数据，我们发现仅当钢柱表面涂覆金属网并附加50毫米厚的砂浆时，其耐火时间仅为1.3小时；而若使用50毫米厚的C20混凝土涂层，耐火时间也仅能提升至2.0小时。实际上，砂浆或混凝土与钢结构这两种材料的结合并不牢固，存在脱落的风险。因此对于钢结构来说，防火涂料才是用来防火最合适的选择。

二、钢结构防火涂料的定义

这种涂料涂覆在钢结构表面，能够构建起一层具备耐火和隔热功能的保护层，从而显著提升钢结构的耐火性能。这种涂料主要由基体树脂、催化剂、成碳剂以及发泡剂等成分构成。其作用原理具体表现为：对于超薄及薄型防火涂料，在遇火膨胀的过程中会产生泡沫，进而形成泡沫层。这一层泡沫不仅能有效隔绝氧气，还因其结构松散，具备优异的隔热特性，从而减缓热量向基材传递的速度；而厚型防火涂料在遇火时体积保持不变，但其涂层导热率较低，同样能够减缓热量向基材的传递。此外，防火涂料的涂层本身不具可燃性，对钢结构起到屏障作用，防止热辐射，避免火焰和高温直接侵袭钢结构。涂料中某些成分在遇火时会发生反应，生成不燃气体，这一过程是吸热的，同时也会消耗大量热量，因此，其防火效果十分显著。

三、钢结构防火涂料的分类

钢结构防火涂料可根据其应用环境、分散介质、防火作用原理以及涂层材料，参照以下表格进行分类。

表1 钢结构防火涂料类别

四、钢结构防火涂料的一般规定及性能要求

4.1一般规定

钢结构构件的耐火性能标准需遵循现行的《建筑设计防火规范》GB 50016的相关规定。

钢结构构件的耐火极限所对应的防火涂层厚度，可以通过耐火试验或耐火验算来确认。如果耐火试验和耐火验算得到的数据存在差异，那么应该以这两个结果中较大的数值作为最终的依据。

钢板剪力墙及柱间支撑的耐火设计标准应与柱身一致，楼盖支撑的耐火设计标准应与梁相同，而屋盖支撑与系杆的耐火设计标准则应与屋顶承重结构相匹配。

钢结构防火涂料必须提供与其设计耐火等级相匹配的型式检验证书或型式试验证书。

一旦确定建筑物或构筑物的钢结构设计耐火极限，若设计所要求的厚度与型式检验报告或型式试验报告中所标注的厚度存在差异，则应采纳报告中注明的厚度，以此作为确保钢结构防火性能所需的涂层厚度。

复层涂料之间需相互协调，底层涂料需与防锈漆相容，亦或是底层涂料本身具备防锈功能。

在构建耐火极限超过1.50小时的构件时，建议采用非膨胀型钢结构防火涂料，或者环氧类膨胀型钢结构防火涂料。

生产钢结构防火涂料的原料必须遵守我国有关环境保护和卫生安全的法律法规要求。

钢结构防火涂料需使用规定的分散介质进行混合与稀释处理。

钢结构防火涂料需通过喷涂、抹涂、刷涂、辊涂或刮涂等施工方式中的一种或数种进行涂装，且在常规的自然环境条件下能够实现干燥和固化，固化后的涂层不应散发出任何刺激性的气味。

膨胀型钢结构防火涂料的涂层必须达到至少1.5毫米的厚度，而非膨胀型钢结构防火涂料的涂层厚度则需至少15毫米。

4.2性能要求

室内使用的钢结构防火涂料需满足表2中的理化性能要求，而室外使用的同类涂料则需遵循表3中的规定。

表2 室内钢结构防火涂料的理化性能

表3 室外钢结构防火涂料的理化性能

4.3 某项目钢结构防火涂料型式检验报告附图