防火涂料及施工技術(轉）
防火涂料就是涂覆在被涂物的表面，可以降低被涂物表面的可燃性，阻止火災的迅速蔓延，或是涂覆于結構材料表面，能夠提高構件耐火極限的功能型涂料。防火涂料目前大致有鋼結構防火涂料、混凝土結構防火涂料、飾面防火涂料、電纜防火涂料等幾大類。其中鋼結構防護涂料使用量最大，而且隨著經濟建設的快速發展，鋼結構防火涂料將會呈現爆發式增長。
鋼結構防火涂料的定義在GB 14907-2018《鋼結構防火涂料》中是這樣描述的：鋼結構防火涂料是施涂于建（構）筑物鋼結構表面，能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結構耐火極限的涂料，耐火極限分為0.5小時、1小時、1.5小時、2小時、2.5小時和3小時；混凝土結構防火涂料的定義在GB 28375-2012《混凝土結構防火涂料》中是這樣描述的：混凝土結構防火涂料是涂覆在石油化工儲罐區防火堤等建（構）筑物和公路、鐵路、城市交通隧道混凝土表面，能形成耐火隔熱保護層以提高其結構耐火極限的防火涂料；飾面型防火涂料的定義在GB 12441-1998《飾面型防火涂料通用技術條件》中是這樣描述的：飾面型防火涂料是涂于可燃基材（如木材、纖維布、紙板及其制品）表面，能形成具有防火阻燃保護和裝飾作用涂膜的一類防火涂料的總稱。1998年10月我國公安部發布了GA181-1988《電纜防火涂料通用技術條件》也對電纜防火涂料的定義做了描述。總之，防火涂料最主要的作用和性能就是防火阻燃，目的就是提高耐火極限，保證建構造物的安全。
鋼結構防火涂料在新版標準中有明確的分類，其中按照火災防護對象可以分為普通鋼結構防火涂料，如普通工業與民用建構筑物表面的防火涂料；特種鋼結構防火涂料，如用于特殊建構筑物的石油化工設施、變電站等鋼結構表面的防火涂料。按照使用場所可以分為室內鋼結構防火涂料，如用于建筑物室內或者隱蔽工程的鋼結構表面的防火涂料；室外鋼結構防火涂料，用于建筑物室外或者露天環境的鋼結構表面防火涂料。按照分散介質分為以水作分散介質的水基型鋼結構防火涂料；以有機溶劑作為分散介質的溶劑型鋼結構防火涂料。按照防火機理可以分為膨脹型鋼結構防火涂料，如涂層在高溫時膨脹發泡，形成耐火隔熱保護層的鋼結構防火涂料，標準規定涂層厚度不小于1.5㎜；非膨脹型鋼結構防火涂料，如涂層在高溫時不膨脹發泡，其自身成為耐火隔熱保護層的鋼結構防火涂料，涂層厚度不小于15㎜。混凝土結構防火涂料在其規范標準中也做了具體的分類，主要分為用于石油化工儲罐區防火堤混凝土表面的防護的防火堤防火涂料；用于公路、鐵路、城市交通隧道混凝土結構表面的防護的隧道防火涂料。
膨脹型鋼結構防火涂料中含有酸源、碳源和氣源，三者缺一不可。當火災發生時，膨脹型鋼結構防火涂料受熱，酸源開始催化碳源脫水變成碳化物，同時氣源受熱時就釋放出惰性氣體，這些惰性氣體使得碳化物形成蓬松多孔，具有封閉結構的碳層，這種碳層會阻止熱源將熱量傳導到基層材料；多孔的碳層也可以阻止氣體擴散，又可以阻止外部空氣中的氧氣擴散至基材表面，從而延緩了鋼鐵基材的溫度升高。非膨脹型鋼結構防火涂料遇到火災受熱時，涂層基本上不會發生體積變化，形成瓷釉狀的表面保護層。它可以隔絕空氣，使得氧氣不能與鋼鐵接觸，繼續加熱，粘稠涂層就會脫水并且與其他材料的高溫凝聚相產物一起形成隔氧的釉狀涂層，這種涂層里面含有吸熱載體，熱容較高，升溫速度慢，雖然涂層結構致密利于導熱；但是這種涂料形成的釉狀保護層導熱率較大，隔熱效果比膨脹型鋼結構涂料差。如果要達到比較好的防火效果，一般比膨脹型防火涂料所需的涂層厚，因此單位面積耗材量增大，使用成本高，裝飾效果不好，總之，防火隔熱效果不如膨脹型防火涂料，應用范圍也沒有膨脹型防火涂料廣泛。
防火涂料的施工，無論是膨脹型鋼結構防火涂料還是非膨脹型鋼結構防護涂料，或者是其他類型的防火涂料，基層處理是關鍵。如果基層處理不好，再好的防火涂料防火功能夠都無法實現，也不可能保障構建筑物的安全。對于混凝土表面要求含水率小于8%，PH值控制在<8，表面無污染物，空穴蜂窩進行填充處理，整體打磨粗糙并且吸塵干凈；鋼鐵表面需要進行除銹，標準滿足GB 8923規定要求，機械打磨不低于St3級，噴砂不低于Sa2 1/2級；木材要進行干燥處理含水率在5%-10%之間，如采用自然晾干或者烘干的方法，使用脫脂劑或者肥皂水，溶劑進行擦洗，用砂紙打磨，用膩子找平坑洼不平處；電纜基材表面處理主要清除表面的污垢，使用手工方法擦去表面灰塵、油污并且保持基面的干燥，建議也可以進行毛糙處理。涂裝方法有刷涂、輥涂、刮涂、噴涂及以上方法的聯合施工，施工時可以根據設計的耐火極限時間要求涂裝至規定的涂層厚度，如果有耐候及防水要求的還需要進行面漆的涂裝，如果有裝飾要求的還必須符合裝飾所滿足的美化規定。
鋼結構防火涂料涂裝時，在已經處理好的鋼鐵表面涂刷或者噴涂配套底漆，常用底漆有富鋅底漆、環氧鐵紅底漆和其他底漆等，建議涂裝2道底漆，每道底漆涂覆必須在上一道底漆干燥的基礎上進行。底漆完成后，可以噴涂或者刷涂膨脹型防火涂料，噴涂時將氣泵壓力調至0.4Mpa~0.6Mpa，使用直徑大約3㎜~4㎜的噴嘴分多次進行涂裝以不流墜為宜，根據實踐經驗一般每次噴涂厚度控制在0.5㎜左右；噴涂非膨脹型防火涂料時，可以采用壓送重力式（或噴斗式）噴槍噴涂機，壓力0.5Mpa~0.6Mpa，噴槍口直徑宜為2㎜~8㎜，保持噴距30㎝~40㎝，為了保持面層美觀性可以最后做一道壓光處理再進行面涂層施工。根據設計厚度要求，手工批刮非膨脹型鋼結構防火涂料施工時，必須有熟練的批灰經驗，分多次批刮，并且每一層壓實平整，無氣泡無突起；初層厚度大約在4-5㎜，以后每一層控制厚度大約在9-10㎜，批刮時必須保證上道涂層的干燥。施工完畢的鋼結構防火涂料應該涂層完整，不漏涂，不裂紋，無龜裂，層間結合良好，并確保不低于7d的養護時間。
混凝土基層處理干凈并符合防火涂料涂裝要求后，對不需要進行防火涂料涂裝的物件進行遮擋保護，立即涂刷或者噴涂配套底漆，建議為2道底漆，每道厚度1.5-2.㎜，均勻無漏。干燥后可用口徑為2-8㎜，壓力為0.4-0.6MPa，壓擠式灰漿泵噴涂中間層涂料，噴涂時保持噴距50㎝，而且保證前一道涂層干燥后才可以進行，直至規定的厚度。噴涂面漆時，應該在中間層涂料厚度達到設計規定并基本干燥后進行，而且全部覆蓋住中間涂層。如果涂料為單一配方，則分次噴涂至規定厚度，噴涂第一道涂料時基本蓋底即可，待涂層表干后再噴涂第二道，噴涂后可以用抹子抹平或者輥子輥平。混凝土防火層，要求涂層均勻，美觀一致，無裂紋，不露底，層間附著牢固，沒有空鼓、脫層、松散現象，平整無突起，顏色均勻一致。混凝土防火涂料是最重要的體量較大的應用領域就是隧道防火，隧道防火涂料施工可以采取噴涂或者抹涂的工藝方法，在打磨清理好混凝土基層干凈的同時，用水噴濕，待表面微干后就可以覆涂防火涂料。噴涂時一般一次厚度為6㎜，每次施工厚度不得超過10㎜，如果厚度超過10㎜時，應該分多次施工，建議一次噴涂厚度為5-8㎜，每次施工間隔時間為24h。隧道防火涂料施工時，溫度宜為在15-30℃，冬季施工時嚴禁將涂料放置戶外，應該提前運進隧道內，避免凍脹失效。噴涂采用斗式噴涂槍，口徑為2-8㎜，配約0.4-0.6Mpa的空氣壓力，噴距保持50㎝，噴涂時分次成活。輕體隔熱防火涂料和膨脹型防火涂料配套底漆，每道厚度控制在1.5-2.5㎜，必須在前道涂層干燥后再噴后一道。噴涂膨脹型防火涂料面漆時，應該在底層厚度滿足要求時并且干燥后進行，噴涂全覆蓋遮蓋住底層即可，厚度檢測使用測厚鋼針，達到設計所規定的厚度方可以停止噴涂。
電纜防火涂料大部分為膨脹型防火涂料，施工應在通風干燥的環境中進行。在打磨清理去除電纜表面的灰塵、油污及雜質后直接涂刷或者噴涂電纜防火涂料，每次涂刷厚度以0.2㎜左右為宜，一般涂刷或者噴涂5-6遍，使得涂層總厚度達到1-1.5㎜，每次涂層涂刷或者噴涂間隔時間必須在8h以上，細小并且緊靠在一起的成束電纜，視同一根電纜進行涂刷或者噴涂，并使防火涂料滲透填充到縫隙中，重疊鋪設的電纜，重疊層數越多，涂刷或者噴涂防火涂料的厚度就越厚。對于鎧裝油紙絕緣電線電纜，要先包裹一層玻璃紗布，再涂刷或者噴涂厚度為0.5-1㎜的防火涂料，分多次涂刷或者噴涂至厚度為1-1.5㎜。膨脹型電纜防火涂料溶劑型理化性能比水性的好，而且其裝飾性能，與基材的附著力更高，目前我國電纜防火涂料主要以溶劑型為主；但是水性膨脹型電纜防火涂料具有施工安全簡單、環保健康、低價、不含鹵素及其他有毒成分、材料來源廣泛諸多優點。因此，水性膨脹型電纜防火涂料是今后研究發展方向。
飾面型防火涂料是涂于可燃基材（如木材、纖維布、紙板及其制品）表面，應用領域最多的就是木材防火。木結構防火涂料適用于會堂、影劇院、賓館、醫院、辦公室、廠房等建筑的木制隔墻、木屋架、纖維板、膠合板、木龍骨等表面的裝飾，起著重要的防火阻燃作用，是人們生命安全的重要保障。飾面型防火涂料施工時，先要清理干凈木材表面污染物，保持干燥，平整，無灰，無油，洞眼及凹凸不平缺陷，應用砂紙打磨平整或者使用防火涂料膩子填充。溶劑型飾面防火涂料施工時，涂刷或者噴涂必須調整好最佳的粘度，以不發生流墜現象為佳，并且分多次進行，后道涂刷或者噴涂作業必須在前道涂層干燥或者固化后進行，施工環境溫度-5℃-40℃,相對濕度<90%，溶劑型飾面防火涂料，除了大面積施工和高空作業采取噴涂涂裝工藝外，大多數情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。水性飾面型防火涂料施工環境溫度5-40℃,相對濕度<85%,當溫度<5℃相對濕度>85%時施工效果會受到影響,基材表面有結露時不得施工。施工完畢的涂料未完全固化前不得受雨淋，不得受到霧、水的侵蝕和表面結露的影響，涂層不得出現空鼓、開裂、脫落等質量缺陷。水性飾面型防火涂料在施工過程中嚴禁混入有機溶劑和其他涂料；水性飾面型防火涂料，和溶劑型飾面防火涂料一樣，除了大面積施工和高空作業采取噴涂涂裝工藝外，大多數情況下選擇刷涂或者輥涂工藝。
防火涂料被稱為“生命”涂料，對于保障人民生命和財產的安全具有積極的意義。國家應急管理部門歷來都對防火材料的發展和應用非常重視，特別是主動防火設施外的被動防火材料，如防火涂料的研發投入了大量人力和物力。國家也鼓勵社會相關研究機構、高等院校相關院系、涂料生產企業積極創新，不斷探索，開發出具有自主知識產權，如綠色環保防火涂料，無鹵化防火涂料，抑煙防火涂料，防火耐蝕美化一體化防火涂料，無機防火涂料，膨脹非膨脹相結合防火涂料，透明防火，彈性防火涂料及粉末防火涂料等前沿技術的多功能防火涂料。據不完全統計,在此政策推動下，2022年我國各類防火涂料規模達到11.36億元，其中水性防火涂料規模約5.45億元,溶劑型防火涂料規模約5.22億元,其他防火涂料銷售規模0.69億元。據預測，我國水性防火涂料市場規模將連續快速增長，到2023年將達到11.66億元，占防火涂料60%的市場份額。
隨著我國經濟的高速發展，以及人們對安全第一，健康為上的重視，防火涂料更加廣泛的應用于各行各業，各種新型防火涂料也不斷涌現。一些環保健康，低成本高性能，耐蝕耐候防火防水美化一體的防火涂料呈現出雨后春筍的趨勢，大大的推動了我國防火涂料事業的發展；而膨脹型無機溶劑防火涂料和水性膨脹型防火涂料正在呈鏈式增長態勢，并成為當今防火涂料開發的熱點。
