防火涂料及施工技术
赛花云防腐技术总监51防腐论坛高级编辑张作华
防火涂料是涂装在被涂物表面，能降低被涂物表面的可燃性并阻止火势迅速蔓延，或涂装在结构材料表面的功能性涂料。提高构件的耐火极限。防火涂料目前包括钢结构防火涂料、混凝土结构防火涂料、装饰防火涂料、电缆防火涂料等，其中以钢结构防护涂料用量最多，随着经济建设的快速发展，钢结构防火涂料将呈现爆发式增长。
钢结构防火涂料的定义在GB 14907-2018《钢结构防火涂料》中是这样描述的：钢结构防火涂料涂敷于建（构）筑物钢结构表面，能形成防火保护层的涂料。提高耐火隔热保护层钢结构涂料的耐火极限，耐火极限分为0.5小时、1小时、1.5小时、2小时、 2.5小时和3小时；混凝土结构用防火涂料在GB 28375-2012《混凝土结构防火涂料》中的定义是这样描述的：混凝土结构防火涂料涂覆在石油化工储罐区防火堤等建（构）筑物的混凝土表面。以及高速公路、铁路和城市交通隧道。可形成具有耐火、隔热保护层的阻燃涂料，提高其结构的耐火极限；装饰防火涂料的定义在GB 12441-1998《装饰防火涂料通用技术条件》中是这样描述的：装饰防火涂料涂敷在可燃基材（如木材、纤维布、纸板等）表面及其产品）并可形成阻燃涂层。对涂料起到保护和装饰作用的一类阻燃涂料的总称。 1998年10月，我国公安部颁布了GA181-1988《电缆阻燃涂料通用技术条件》，同时也阐述了电缆阻燃涂料的定义。总之，防火涂料最重要的功能和性能就是阻燃。目的是提高建筑结构的耐火极限，保证建筑结构的安全。
新版标准对钢结构防火涂料进行了明确分类。按防火对象可分为普通钢结构防火涂料，如普通工业与民用建筑表面的防火涂料；特种钢结构防火涂料，如特种建筑用防火涂料。石油化工设施、变电站等钢结构表面的防火涂料。按使用场所可分为室内钢结构防火涂料，如建筑物或隐蔽工程室内钢结构表面使用的防火涂料；室外钢结构防火涂料，用于建筑物室外或露天环境的钢结构表面的防火涂料。按分散介质分为以水为分散介质的水性钢结构防火涂料；溶剂型钢结构防火涂料以有机溶剂为分散介质。按防火机理可分为膨胀型钢结构防火涂料。例如，涂层在高温下膨胀、发泡，形成防火、绝缘的保护层。标准规定涂层厚度不小于1.5mm；非膨胀钢结构防火涂料。 ，若涂层在高温下不膨胀、发泡，其本身就成为钢结构的防火隔热保护层，涂层厚度不小于15mm。混凝土结构防火涂料在其规格和标准上也进行了具体分类，主要分为用于石化储罐区防火堤混凝土表面保护的防火堤防火涂料；用于公路、铁路、城市交通隧道混凝土结构表面防护隧道防火涂料。
膨胀型钢结构防火涂料含有酸源、碳源和气源，三者缺一不可。当火灾发生时，膨胀型钢结构防火涂料受热，酸源开始催化碳源脱水生成碳化物。同时，当气源被加热时，会释放出惰性气体。这些惰性气体使碳化物形成蓬松、多孔、封闭结构的碳。该碳层将阻止热源将热量传导至基材；多孔碳层还可以阻止气体扩散，防止外界空气中的氧气扩散到基材表面，从而延缓钢基材的升温。 。非膨胀型钢结构防火涂料受火加热时，涂料的体积基本不发生变化，并形成搪瓷状的表面保护层。它可以隔绝空气，使氧气无法与钢材接触。如果继续加热，粘稠的釉层会脱水，与其他材料的高温凝聚相产物一起形成隔氧釉层。该涂层含有吸热载体。 ，热容量高，升温速度慢。虽然涂层结构致密，有利于导热；但该涂料形成的釉面保护层导热系数较大，保温效果比膨胀钢结构涂料差。如果要达到更好的防火效果，涂层一般比膨胀型防火涂料要求的厚度厚。因此，单位面积的材料消耗量增加，使用成本高，装饰效果不好。总之，防火隔热效果不如膨胀型防火涂料。 ，应用范围不如膨胀型防火涂料广泛。
在防火涂料施工中，无论是膨胀型钢结构防火涂料、非膨胀型钢结构防护涂料，还是其他类型的防火涂料，基层处理都是关键。如果基层处理不当，无论防火涂料再好，也无法达到防火功能，无法保证结构建筑的安全。对于混凝土表面，要求含水率小于8%，PH值控制在
钢结构涂装防火涂料时，应在处理后的钢结构表面涂刷或喷涂配套底漆。常用的底漆有富锌底漆、环氧铁红底漆等底漆。建议涂两层底漆。每一层底漆都必须在前一层底漆干燥后才能涂装。底漆完成后，即可喷涂或刷涂膨胀型防火涂料。喷涂时，将气泵压力调节至0.4Mpa~0.6Mpa，并使用直径约为3mm~4mm的喷嘴分多次涂漆，以免滴漏。 、根据实践经验，每次喷涂的厚度一般控制在0.5mm左右；喷涂非膨胀型防火涂料时，可采用压送式重力式（或斗式）喷枪喷涂机，压力为0.5Mpa~0.6Mpa。喷枪口直径应为2㎜~8㎜，喷涂距离应保持在30cm~40cm。为了保持面层的美观，可在面漆施工前进行最后的压光处理。根据设计厚度要求，手工刮涂非膨胀型钢结构防火涂料时，必须有熟练的刮涂经验，分批多次刮涂，每层应压实、平整，无气泡、突起；第一层厚度约为4 -5㎜，后续各层厚度应控制在9-10㎜左右。刮涂时必须使前涂层干燥。完成的钢结构防火涂料应涂刷完整，无渗漏、无裂纹、无龟裂，层间粘结良好，并保证固化时间不少于7天。
混凝土基层清理干净并符合防火涂料要求后，对不需要防火涂料的物体应进行屏蔽保护，并立即涂刷或喷涂配套底漆。建议使用2层底漆，每层厚度为1.5-2。 ㎜、均匀、无渗漏。干燥后可用直径2-8mm，压力0.4-0.6MPa。使用挤压砂浆泵喷涂中间层涂料。喷涂时保持50cm的喷涂距离，并确保前一层干燥后再进行，直至达到规定的厚度。喷涂面漆时，应在中层厚度达到设计规范并基本干燥后进行，并应完全覆盖中层。如果涂料是单一配方，则分批喷涂至规定厚度。喷第一遍漆时，基本能覆盖底部。涂层干燥后，喷涂第二层。喷涂后可用抹刀或滚筒抹平。 。混凝土防火层要求涂层均匀、外观一致、无裂纹、不打底、层间粘结牢固、无空鼓、分层、疏松、光滑无突起、色泽均匀。混凝土防火涂料最重要的应用领域是隧道防火。隧道防火涂料可采用喷涂或抹涂施工。混凝土基层抛光、清洁后，喷水并待表面稍干。然后就可以涂防火涂料了。喷涂时，一次厚度一般为6mm，每次喷涂厚度不宜超过10mm。若厚度超过10mm，应分多次施工。建议一次喷涂厚度为5-8mm，每次喷涂间隔时间为24小时。隧道防火涂料施工时温度应在15-30℃之间。冬季施工时，严禁将涂料放置在室外。应提前运入隧道内，以免冻胀破坏。喷涂采用直径2-8㎜的斗式喷枪，气压约0.4-0.6Mpa。喷涂距离保持在50cm。喷涂是分批进行的。轻质隔热防火涂料和膨胀型防火涂料每道底漆的厚度应控制在1.5～2.5毫米。在喷涂下一层之前，前一层必须干燥。喷涂膨胀型防火涂料面漆时，应在底层厚度符合要求并干燥后进行。喷涂能完全覆盖底层。使用测厚钢针检测厚度。只有达到设计规定的厚度后才能停止喷涂。
电缆防火涂料大多为膨胀型防火涂料，施工应在通风、干燥的环境中进行。抛光、清洗除去电缆表面的灰尘、油污和杂质后，直接涂敷或喷涂电缆防火涂料。每次涂抹的厚度应为0.2mm左右。一般涂刷或喷涂5-6次，使涂层总厚度达到1-1.5㎜，每道涂刷或喷涂，涂刷间隔必须在8小时以上。将成束的细小且紧密排列的电缆视为一根电缆进行涂漆或喷涂，并让阻燃涂层渗透并填充间隙。电缆重叠层数越多，重叠层数就越多。防火涂料越厚，采用刷涂或喷涂的方法。对于铠装油纸绝缘电线电缆，先缠绕一层玻璃纱布钢结构防火涂料喷涂机，然后涂刷或喷涂厚度为0.5-1mm的阻燃涂料。多次涂抹或喷涂，直至厚度为1-1.5mm。溶剂型膨胀型电缆防火涂料的理化性能优于水性防火涂料，其装饰性能和与基材的附着力较高。目前，我国电缆阻燃涂料以溶剂型为主；然而，水性膨胀型电缆防火涂料具有施工安全、操作简单、环保健康、价格低廉、不含卤素等有毒成分、材料来源广泛等诸多优点。因此，水性膨胀型电缆防火涂料是未来研究开发的方向。
装饰性阻燃涂料应用于可燃基材（如木材、纤维布、纸板及其制品）的表面。最常见的应用领域是木材防火。木结构防火涂料适用于礼堂、影剧院、宾馆、医院、办公室、工厂等建筑物的木质隔墙、木屋架、纤维板、胶合板、木龙骨等表面的装饰。它在防火、阻燃方面发挥着重要作用。对于人们来说是一个不错的选择。生命安全的重要保障。涂装装饰性阻燃涂料时，首先清理木材表面的污染物，保持干燥、平整、无尘、无油污、孔洞及凹凸不平的缺陷，并用砂纸打磨光滑或填充阻燃涂料油灰。施工溶剂型饰面防火涂料时，必须调整最佳粘度进行涂刷或喷涂，防止滴落，并应分多次进行。随后的刷涂或喷涂操作必须在上一次涂装之前干燥。或者固化后进行。施工环境温度-5℃-40℃、相对湿度85%时会影响施工效果。基材表面有结露时不得施工。完成的涂层在完全固化之前不得暴露于雨、雾、水的侵蚀或表面凝结。涂层不得出现空鼓、裂纹、脱落等质量缺陷。施工过程中严禁将有机溶剂等涂料与水性饰面防火涂料混合；水性饰面防火涂料与溶剂型饰面防火涂料相同，只是大面积施工和高空作业采用喷涂工艺。在这种情况下，应选择刷涂或辊涂工艺。
防火涂料被称为“生命”涂料，对于保障人民生命财产安全具有积极意义。国家应急管理部门一直高度重视防火材料的开发和应用，特别是主动防火设施之外的被动防火材料，如阻燃涂料，投入了大量的人力、物力在研究和开发中。国家还鼓励有关社会研究机构、大专院校相关部门、涂料生产企业积极创新，不断探索，开发具有自主知识产权的产品，如绿色环保阻燃涂料、无卤阻燃剂等。涂料、抑烟防火涂料、耐火防腐涂料。美化一体化防火涂料、无机防火涂料、膨胀与非膨胀复合型防火涂料、透明防火涂料、弹性防火涂料、粉末防火涂料是具有尖端技术的多功能防火涂料。据不完全统计，在这一政策的推动下，2022年我国各类防火涂料规模将达到11.36亿元，其中水性防火涂料规模约为5.45亿元，溶剂型防火涂料销售规模约为5.22亿元，其他防火涂料销售规模为6.9亿元。预计，我国水性防火涂料市场规模将持续快速增长，到2023年将达到11.66亿元，占防火涂料市场份额的60%。
随着我国经济的快速发展和人们对安全第一、健康第一的重视，防火涂料在各行各业的应用更加广泛，各种新型防火涂料也不断涌现。一些环保、健康、低成本、高性能、耐腐蚀、耐候、防火、防水、美化的防火涂料如雨后春笋般涌现，极大地促进了我国防火涂料的发展。阻燃涂料行业；而膨胀型无机溶剂型防火涂料和水性膨胀型防火涂料则呈现出环比增长的趋势钢结构防火涂料喷涂机，成为当今防火涂料发展的热点。
