榆林學(xué)院能源工程學(xué)院,陜西 榆林 719000
當(dāng)前,我國建筑業(yè)飛速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用日益廣泛。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以提高建筑的穩(wěn)固性。但高溫環(huán)境會(huì)對鋼的承載力造成極大的影響,導(dǎo)致建筑坍塌。基于此,對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行相應(yīng)的防火保護(hù)尤為重要。
目前,鋼結(jié)構(gòu)防火的方法主要有:噴涂防火涂料、材料摻雜、充水等。其中,噴涂防火涂料最為便捷,且成本較低,同時(shí)還能增加鋼材的防火功能[1]。該種方法可以確保鋼結(jié)構(gòu)有較好的隔熱性和吸熱性,使鋼材料在高溫狀態(tài)下不易出現(xiàn)變形的情況,保證鋼結(jié)構(gòu)的功能可以充分發(fā)揮。
防火涂料發(fā)展歷史久遠(yuǎn)。早期,人們通過在木料上涂醋或粘土漿液來起到阻燃的效果。隨著科技的發(fā)展變革,越來越多的阻燃物被應(yīng)用到建筑材料中,例如石膏、石棉等,隔熱防火技術(shù)又有了明顯進(jìn)步。上世紀(jì)初,防火涂料技術(shù)開始飛速發(fā)展,膨脹型防火涂料、無機(jī)防火涂料等被廣泛應(yīng)用。隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的廣泛應(yīng)用,防火涂料開始被廣泛應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)建筑中[2]。
上世紀(jì)50 年代,國外的一些國家就開始將防火涂料涂在鋼結(jié)構(gòu)表面,以使火災(zāi)時(shí)能形成隔熱保護(hù)層,來提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限,使其滿足我國建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的基本要求,盡可能的減少鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)。
由于各方面因素影響,我國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的研發(fā)落后于世界上的部分發(fā)達(dá)國家或地區(qū)。上世紀(jì)80 年代初,英國、德國、日本等國家的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品開始陸續(xù)進(jìn)入我國市場。在此基礎(chǔ)上,我國的鋼結(jié)構(gòu)防火材料技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。并且所研制的產(chǎn)品防火性能不斷提高,產(chǎn)品逐步成熟。
目前,我國研發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品已發(fā)展出多品種并形成完整的產(chǎn)品序列。產(chǎn)品具體包括:溶劑型、水溶性、厚涂型、薄涂型,以及室外和室內(nèi)型等多種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料[3]。
在發(fā)展的過程中,鋼結(jié)構(gòu)防火涂料不斷改進(jìn),但一直以來,耐火性能和環(huán)保性能無法兼顧,二者的結(jié)合將會(huì)是未來我國鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。
隨著我國加入WTO,以及“綠色”、“節(jié)能”、“環(huán)?!钡睦砟钌钊肴诵摹T诳偟目茖W(xué)發(fā)展趨勢下,整個(gè)涂料行業(yè)開始向“5E”邁進(jìn),“5E”即節(jié)省資源、節(jié)省能源、適應(yīng)環(huán)境、提高涂膜質(zhì)量、方便施工。
在此基礎(chǔ)上,我國又出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),明確要求:室內(nèi)用涂料的VOC 應(yīng)小于200g/L,甲醛濃度應(yīng)小于0.1g/L。為了滿足環(huán)保方面的要求,作為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料行業(yè)應(yīng)該從原材料加工、涂料生產(chǎn)、實(shí)際噴涂全部過程的進(jìn)行量化,以求全面滿足環(huán)保指標(biāo)[4]。
總的來講,就是保證防火涂料的阻燃性能的基礎(chǔ)上,同時(shí)必須具有綠色環(huán)保的特性,這就要求防火涂料行業(yè)必須開發(fā)“環(huán)境友好型防火涂料”。
“環(huán)境友好型涂料”也被稱為“綠色涂料”。實(shí)質(zhì)就是不影響生態(tài)環(huán)境、不影響人類健康的涂料。“環(huán)境友好型涂料”必須符合國家關(guān)于生態(tài)環(huán)境的相關(guān)規(guī)定,要求該種涂料不含有機(jī)揮發(fā)物和重金屬鹽,要做到不排放VOC 或VOC 排放量低于國家規(guī)定的限值。
綜上所述,將環(huán)境友好型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)具有如下特點(diǎn):
(1)生產(chǎn)全程無污染;
(2)成本低,來源廣、易于制備;
(3)低能耗,能滿足節(jié)能減排的需求;
(4)燃燒阻火時(shí)無毒性氣體;
(5)阻火性能突出,能有效抵抗燃燒;
(6)涂層表面應(yīng)的耐磨、耐腐蝕、耐老化;
(7)使用時(shí)噴涂方便;
(8)要保證貯存、運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>
當(dāng)前,我國建筑業(yè)發(fā)展迅猛,鋼結(jié)構(gòu)因其多方面的優(yōu)良性能而被廣泛應(yīng)用。但是由于其自身抗高溫方面的缺陷,其火災(zāi)方面的安全問題尤為突出,因此要切實(shí)做好鋼結(jié)構(gòu)防火方面的研究。在眾多鋼結(jié)構(gòu)防火方法中,在鋼結(jié)構(gòu)表面,噴涂防火涂料有效且可靠。隨著我國對于生態(tài)環(huán)境的重視程度不斷增加,防火涂料不僅要滿足防火性能的要求,還需滿足綠色節(jié)能的需要。在這樣的背景下,涂料行業(yè)提出了“環(huán)境友好型防火涂料”的概念,并不斷推進(jìn)完善產(chǎn)品,研究不斷深入,應(yīng)用也越來越廣泛。相信,在未來環(huán)境友好型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料會(huì)進(jìn)一步發(fā)展完善,已滿足人們對于火災(zāi)防治、節(jié)能環(huán)保等多方面的要求。