浅淡防火涂料应用中的综合涂层设计
梁勇(江苏巴罗圣安涂装工程有限公司,常州市建筑防火阻燃涂料工程技术中心,江苏常州213119)
0 引言
众所周知,在建筑结构上涂覆防火涂料是作为提高建筑物耐火时间的重要措施。建筑结构如没有防火隔热涂层的保护,一旦遇上火灾将会在很短的时间内失去承载能力,导致建筑物局部或整体的坍塌,将会给国民经济造成重大损失。对建筑结构涂刷防火涂料进行保护具有以下优点:
(1) 可不受结构影响便于施工和维修;
(2) 对结构的负荷轻;
(3) 涂装成本及维护费用低;
(4) 耐火时间长(可根据耐火等级的需要,确定涂料的类别和涂层的厚度);
(5) 防火涂层可设计保护面涂,保护面涂可配制成各种颜色对建筑结构进行美化和装饰,并具有对防火涂层进行保护的作用等优点。
1 防火涂料应用的现状
1.1 防火涂料的类别
随着科技的日益进步,防火涂料的品种也越来越多,针对不同的结构要求巳开发出多类别、多品种的防火涂料,来满足不同建筑物结构的需要。例如:钢结构类防火涂料(其中包括:超薄型、薄型、厚涂型防火涂料);溶剂型、水性防火涂料;室内和室外用防火涂料;混凝土类防火涂料;隧道防火涂料;木结构防火涂料;电缆防火涂料等。
防火涂料属于功能型涂料。防火涂料的科研单位和生产厂家在设计制造防火涂料高性能的同时还要满足对各种基材防腐性的要求,考虑室内、外环境对涂层的影响,以及施工过程中的技术要求等方面的因素。
1.2 影响涂层效果的因素
(1) 防火涂料的使用和验收,现在归属于消防部门管理,但消防部门只对其防火涂料防火性能的合格性进行规定和验收,对整体涂层的结构没有要求。
(2) 业主的终目的是整体涂层能以低的投入达到好的效果,并能顺利通过消防部门的验收。而对整体涂层的耐久性关注度不够。
(3) 项目通常是由业主委托建筑设计院进行设计。而建筑设计院在防火、防腐的涂层涂装设计方面不是他们的强项,通常会在各个涂料厂商提供的配套方案中进行选择。目前很少有对防火涂料涂层结构作系统化、规范化的涂层设计。
(4) 建筑承包商对涂料涂层系统的选择影响很大,通常涂料的采购工作是由他们组织进行的,建筑承包商们喜欢按照自己的既定程序来运行。既要满足工程的进度,又要满足他们项目的利益。对其他方面考虑的很少。
(5) 在防火涂料项目的实施过程中对防火涂料涂装的专业性要求不够严格。
2 防火涂料涂层系统设计
防火涂料的涂层系统设计直接影响防火涂料的耐久性,以及对建筑结构防腐性的保护周期,所以涂料的涂层设计非常重要。防火涂料的涂层系统在设计时首先要针对不同的结构、涂层系统和施工方面的情况进行分析;其次必须按防火涂料的基本原理和被保护结构的具体情况及使用环境进行设计。综合各种因素后才能确定防火涂料的涂层结构和涂装方案。
根据不同的材质(钢结构、非金属、有色金属、电缆、混凝土等),以及不同的设计使用年限,在涂层系统设计时应充分考虑对底材进行涂刷底涂。底涂既要满足附着力的要求,又要满足防火涂料的配套性。根据不同的环境情况和装饰要求,在涂层系统设计时还应对防火涂料设计涂刷保护装饰面涂。防火涂料面涂的主要作用是:
(1) 满足对防火涂层的保护和用户的颜色装饰效果;
(2) 减低环境气候对防火涂层的影响;
(3) 提高防火涂料的使用年限和对建筑物和构件的保护功效。
不同的结构材质、不同类别的防火涂料和不同的环境气候需设计不同的防火涂料配套体系(底涂料+防火涂料+防护面涂料),需要考虑的使用环境因素有:
(1) 内部干燥环境。中性大气,相对湿度RH<60%。
(2) 内部潮湿环境。建筑物内部可能会发生冷凝,相对湿度RH>80%。
(3) 工业污染大气环境。紫外线和化学污染会促进腐蚀,还要考虑挥发性酸。
(4) 海洋大气候环境。高湿度、紫外线和盐雾促进腐蚀,风暴粒子更会使这种情况恶化。
(5) 高温环境。温度远远高于一般大气环境温度,受到高温的影响很大。
(6) 地下环境。地铁、隧道、地下室等。
(7) 化学品环境。化学品如酸、碱和溶剂等,特殊的腐蚀来自于液体和蒸汽。
3 防火涂层的涂装施工
为了充分发挥涂料对底材的保护和装饰作用,除了涂料本身的质量以外,底材表面前处理状况以及施工水平直接影响涂装工程的质量。
(1)底材表面前处理
实际经验表明,大部分的涂层缺陷都是来自于不良的表面处理,任何涂料在处理不良的表面均无法发挥其佳性能,高等级的表面处理,将会延长涂料的寿命,所以根据被涂物的材质选择有效的表面处理方法十分关键。
(2)涂装方法
优质的涂料经过优质的表面处理,还要依靠良好的涂装才能给予有效的保护。常见的施工方法有刷涂、辊涂、空气喷涂、高压无空气喷涂、静电喷涂等,其中高压无空气喷涂在现代工业涂装中常用。采用什么涂装方法,要根据涂料的品种、特性,被涂物的大小、形状,施工场所的环境以及施工人员对施工设备的熟悉等诸多实际情况进行选择。
(3) 涂装环境
涂装作业时,周围的环境对涂装质量起着很大的作用,特别是气候环境和温度、湿度的影响,一般来说雨雪天气、潮湿表面、低温天气都不宜施工。
4 结语
当使用涂料保护时就应考虑涂装系统的经济性,现代涂料工业的发展,是同整个社会经济和工业协同发展的。如果项目一开始就使用高性能涂料(如改性环氧涂69+料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料等),加上良好的表面处理和高质量的施工,有效的质量控制,涂装完成后被涂物每年的腐蚀比率将会得到有效的控制,每年的维修费用就大大降低。比如,使用传统的涂层系统在3 a 后就要每年进行一次保养涂装,但是使用高性能的保护涂料后,5 a 后才需进行保养,而且保养间隔在5~8 a,不必每年进行,保养面积小,这样项目总的费用就可以节省。因此,在进行现代防火涂料涂装设计时应具有“寿命周期费用”的概念,从项目的整个使用寿命过程来分析涂料涂装的设计。
综上所述,防火涂料应用中涂层结构设计很重要,底涂、保护性面涂和防火涂料的配套使用更为重要。