隨著鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化與鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在高層和超高層建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)建筑物以其抗震性好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重輕、施工工期短和可重復(fù)利用等優(yōu)勢廣受建設(shè)方推崇。但盡管鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)勢眾多，在高溫條件下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在機(jī)械性能下降嚴(yán)重的問題，當(dāng)溫度達(dá)到350 ℃、500 ℃和600 ℃時，機(jī)械強(qiáng)度分別下降1/3、1/2和2/3。為了提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)高溫條件下的性能，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)的人員疏散安全，大部分鋼結(jié)構(gòu)建筑物在其表面涂刷防火涂料。為保證鋼構(gòu)件在火災(zāi)中的穩(wěn)定性，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)對鋼構(gòu)件的防火性能進(jìn)行了評價。了解國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異性，學(xué)習(xí)國外標(biāo)準(zhǔn)中先進(jìn)的試驗方法和控制手段將有助于提升我國防火涂料質(zhì)量。

一、國外鋼構(gòu)件試驗方法

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在國外起步較早，20世紀(jì)50年代國外防火涂料企業(yè)已經(jīng)有了較為成熟的防火涂料配方。為了測試各類防火涂料的質(zhì)量優(yōu)劣，歐美等發(fā)達(dá)國家建立了一系列防火涂料的測試標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 美國防火涂料標(biāo)準(zhǔn)

美國防火涂料試驗方法UL 1709由保險商UL制定，該試驗方法主要由常規(guī)耐火試驗和經(jīng)耐候試驗后的耐火試驗兩部分組成。

1.1.1 耐火試驗方法

美國的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火試驗方法以快速升溫曲線作為測試爐內(nèi)溫度的升溫曲線，并由耗氧原理測試出爐內(nèi)熱通量。試驗時試件外涂覆防火涂料，并將熱電偶布置于試件內(nèi)表面。試驗將試件內(nèi)表面平均溫度達(dá)到538 ℃的時間作為基準(zhǔn)隔熱時間，并以此時的厚度作為標(biāo)準(zhǔn)隔熱厚度。

1.1.2 理化性能試驗方法

如表1所示，在該標(biāo)準(zhǔn)中，環(huán)境暴露試驗由7項檢測項目組成，值得注意的是，UL標(biāo)準(zhǔn)所要求的理化試驗時間最長的高溫老化試驗項目長達(dá)270天。完成理化試驗后，還需進(jìn)行耐環(huán)境暴露試驗后的耐火試驗。判定條件依據(jù)未經(jīng)環(huán)境暴露試驗的空白樣品的耐火時間為基準(zhǔn)，要求經(jīng)環(huán)境暴露試驗的樣品耐火時間能達(dá)到基準(zhǔn)隔熱時間的3/4。

表1  美國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料理化指標(biāo)

1.2 歐盟防火涂料標(biāo)準(zhǔn)

歐洲以ETAG：2006，part2作為指導(dǎo)性的防火涂料檢測導(dǎo)則，根據(jù)防火涂料敷設(shè)環(huán)境的嚴(yán)酷程度不同將防火涂料分為X、Y、Z1、Z2等4類，如表2所示。

1.2.1 耐火試驗方法

歐盟防火涂料的耐火測試方法由兩部分組成，引用的方法分別是EN 13501.1和EN 13501.2。EN 13501.1測試了涂料本身的產(chǎn)熱性能和產(chǎn)煙性能，最低要求不能低于F類。EN 13501.2則對防火涂料涂覆于試件后，試件所能達(dá)到的耐火極限進(jìn)行了測試。其中EN 13501.2又引用BS EN 13381-4作為防火涂料受火試件的試驗方法，承重梁分別有H型鋼和工字鋼兩類，當(dāng)鋼梁彎曲撓度值達(dá)到鋼梁長度的1/30時，判定該鋼梁達(dá)到其耐火極限。

1.2.2 理化性能試驗方法

使用于不同暴露環(huán)境的4類涂料所對應(yīng)的試驗項目也有所不同。從試驗條件中可以看出，試驗難度由X類到Z2類依次遞減，可以理解為環(huán)境條件惡劣的地方所用涂料的耐候性更高。該歐洲導(dǎo)則所要求的理化試驗方法較為單一，Y類、Z1類和Z2類只有耐濕熱循環(huán)試驗。此外還需對耐化學(xué)品腐蝕性能和抗生物侵蝕性能進(jìn)行選擇性的試驗。

表2  歐盟鋼結(jié)構(gòu)防火涂料理化指標(biāo)

1.3 英國防火涂料標(biāo)準(zhǔn)

英國防火涂料標(biāo)準(zhǔn)BS 8202:1992:2同樣將試驗分為了耐火性能和理化性能兩個部分。

1.3.1 耐火試驗方法

防火涂料所涂覆的結(jié)構(gòu)鋼梁和立柱的耐火性能應(yīng)按BS 476：第20部分進(jìn)行測試。承重梁采用4點均勻機(jī)械或者液壓加載，以橫向構(gòu)件最大形變速率達(dá)到50 mm/min時判定其達(dá)到耐火極限。

1.3.2 理化性能試驗方法

英國涂料標(biāo)準(zhǔn)也按照環(huán)境類型的不同對涂料進(jìn)行了分類，英國標(biāo)準(zhǔn)對每一類涂料都進(jìn)行比較全面的試驗。該標(biāo)準(zhǔn)比較顯著的特征是各試驗耗時較長，最長的自然暴露試驗時間長達(dá)兩年，老化試驗和鹽霧試驗也需要2000 h。

表3  英國鋼結(jié)構(gòu)防火涂料理化指標(biāo)

二、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

GB 14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》按使用場所將防火涂料分為室內(nèi)防火涂料和室外防火涂料，按防火機(jī)理將防火涂料分為非膨脹性防火涂料和膨脹性防火涂料。

2.1 耐火性能試驗要求

鋼結(jié)構(gòu)防火涂料以HN400×200H型鋼和36b工字鋼作為基材，升溫曲線可選擇纖維類升溫曲線或HC升溫曲線。試驗時在基材內(nèi)部布置熱電偶，當(dāng)基材內(nèi)部溫度達(dá)到538 ℃或彎曲撓度達(dá)到（L02/400h）mm時（L0為試件的凈跨度，h為試件截面上抗壓點與抗拉點之間的距離），判定鋼梁試件達(dá)到了耐火極限。耐火極限的等級劃分如表4所示。

表4  鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火性能等級

2.2 理化性能試驗要求

室內(nèi)膨脹型防火涂料被要求的性能指標(biāo)較少，項目指標(biāo)里僅對容器中的狀態(tài)、干燥時間、初期干燥抗裂性、粘接強(qiáng)度、pH值、耐水性和耐冷熱循環(huán)性等指標(biāo)進(jìn)行了要求。其中粘接強(qiáng)度要求≥0.15 MPa，pH值≥7，耐水性時間為24 h，耐冷熱循環(huán)試驗為15 d?？梢钥闯鑫覈覂?nèi)防火涂料在耐候性能的指標(biāo)方面較國外標(biāo)準(zhǔn)，試驗時間較短，最長的耐冷熱循環(huán)試驗的時間也僅為15 d。室內(nèi)非膨脹型涂料在膨脹型涂料的指標(biāo)的基礎(chǔ)上增加了抗壓強(qiáng)度≥0.3 MPa，干密度≤500(kg/m3)兩個要求，因其主要原材料均為無機(jī)材料，因此粘接強(qiáng)度要求僅為0.04 MPa。

室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在理化性能方面的要求明顯高于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。兩類防火涂料在容器中的狀態(tài)、干燥時間、初期干燥抗裂性、粘接強(qiáng)度、pH值、抗壓強(qiáng)度和干密度等7個指標(biāo)要求一致。在耐候性能方面，室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料則需要通過耐曝?zé)?0 d、耐濕熱21 d、耐融凍性能15 d、耐酸溶液15 d、耐堿溶液15 d、耐鹽霧腐蝕性能30 d及耐紫外腐蝕30 d等多項耐候性能。所有的室內(nèi)室外防火涂料耐候性能完成后還需對防火涂料進(jìn)行隔熱效率衰減量的測試。

三、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對比分析

從標(biāo)準(zhǔn)的制定項目對比中可以看出，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料標(biāo)準(zhǔn)制定時在一定程度上參考了國外標(biāo)準(zhǔn)，但又根據(jù)自身國情進(jìn)行了一定的簡化。

3.1耐火性能對比

首先在試驗基材的選擇上，GB 14907—2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》與歐洲標(biāo)準(zhǔn)BS EN 13381-4在耐火性能的試驗方法上較為類似，兩種試驗方法均以H型鋼梁和工字鋼作為基材。UL標(biāo)準(zhǔn)和英國標(biāo)準(zhǔn)的則要對各種類型的鋼材進(jìn)行測試，因此耐火試驗的試驗量繁重、測試成本高昂。但繁重的試驗量也有其合理性，不同類型的鋼材在實際工程中受力位置和受力方式均有不同。因此僅測試鋼梁的耐火性能，難以保證相同厚度的涂覆量可以確保鋼柱或是鋼材結(jié)點等承重部位的耐火時間能達(dá)到相應(yīng)等級。

其次在耐火極限的判定方式上，我國標(biāo)準(zhǔn)采用鋼梁內(nèi)部溫度達(dá)到538 ℃和彎曲撓度達(dá)到（L02/400h）mm為耐火極限的判定方式。美國標(biāo)準(zhǔn)以平均溫度達(dá)到538 ℃的時間作為判定，歐盟標(biāo)準(zhǔn)以鋼梁彎曲撓度值達(dá)到鋼梁長度的1/30作為判定，英國以橫向構(gòu)件最大形變速率達(dá)到50 mm/min作為判定。以上判定方式雖然試驗方法上差異巨大，但實際測試出的極限時間差異并不會很大。

最后在耐火等級的判定方式上，我國對膨脹型防火涂料給出的最高耐火等級為2 h，對非膨脹型防火涂料給出的最高耐火等級為3 h。這是因為目前我國膨脹型防火涂料假貨過于泛濫，且膨脹型防火涂料通過2.5 h和3 h測試的技術(shù)門檻較高，我國多數(shù)企業(yè)在技術(shù)上目前還很難達(dá)到。

3.2 理化性能對比

由于我國的防火涂料以非膨脹型防火涂料為主，這類防火涂料的粘接強(qiáng)度較差，需要通過有機(jī)膠水和水泥增加附著力，在實際使用中又經(jīng)常出現(xiàn)空鼓、開裂等情況，因此我國標(biāo)準(zhǔn)中對防火涂料的物理性能有著比較高的要求。除粘接強(qiáng)度外，針對非膨脹型涂料還有抗壓強(qiáng)度和干密度兩個指標(biāo)的要求。國外的防火涂料則對抗壓強(qiáng)度和干密度這兩項指標(biāo)沒有明確規(guī)定。在室內(nèi)使用的防火涂料，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的耐候性能指標(biāo)要求都比較低。在室外使用的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料長期受到日曬雨淋、風(fēng)吹冰凍導(dǎo)致變黃、起皮脫落，從而失去防火作用的質(zhì)量事故時有發(fā)生。因此我國在室外防火涂料的耐候性能方面對耐水性、耐高低溫、耐濕熱、耐鹽霧和耐紫外線等方面的指標(biāo)提出了要求。歐盟的標(biāo)準(zhǔn)和我國標(biāo)準(zhǔn)比較相近，對這幾項耐候性能也做出了類似的規(guī)定。美國和英國的指標(biāo)則更為全面和嚴(yán)格，美國標(biāo)準(zhǔn)在耐老化、濕熱、鹽霧等指標(biāo)方面，試驗時間比國標(biāo)更長。除此之外，還對耐工業(yè)大氣和耐溶劑噴霧等指標(biāo)進(jìn)行了要求。英國標(biāo)準(zhǔn)同樣對室外防火涂料進(jìn)行了更為嚴(yán)格的規(guī)定，耐曝?zé)釙r間長達(dá)6個月，并增加了清洗試驗和耐工業(yè)大氣和海洋大氣環(huán)境試驗。

四、防火涂料使用中的問題及對策

從國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的對比分析中可以看出，我國防火涂料在檢測方法和檢測指標(biāo)上和國外的標(biāo)準(zhǔn)都有著一定程度的相似性。主要的不同點在于考慮到國內(nèi)企業(yè)的規(guī)模較小，對很多試驗項目進(jìn)行了一定的簡化，以達(dá)到降低試驗成本的目的。盡管國內(nèi)在標(biāo)準(zhǔn)上對防火涂料同樣進(jìn)行了足夠嚴(yán)格的規(guī)定，但國內(nèi)防火涂料企業(yè)在市場上口碑仍然較差，被認(rèn)為整體不如國外防火涂料企業(yè)。這是因為目前國內(nèi)防火涂料市場混亂，各廠家以次充好、涂層施工厚薄不均、偷工減料造成了國內(nèi)廠家沒有足夠利潤空間對技術(shù)攻堅克難。市場上流通的涂料難以通過耐火性能檢測，究其原因主要是缺乏必要樣品一致性核查能力以及統(tǒng)一的驗收標(biāo)準(zhǔn)。建議國內(nèi)應(yīng)推行歐盟指南ETAG：2006，part2的附錄E部分對防火涂料的紅外光譜識別技術(shù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)庫收藏各企業(yè)型式檢驗時所檢涂料的紅外光譜圖形。對工地中使用的防火涂料進(jìn)行紅外光譜參數(shù)分析，對非一致性樣品進(jìn)行處罰以達(dá)到去偽存真的目的，還企業(yè)公平競爭的市場。

五、結(jié)語

從國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的對比分析中可以得出以下結(jié)論：

（1）國外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火性能測試方法較為復(fù)雜，所需測試試件較多，測試成本較高。國內(nèi)耐火性能檢測試驗方法和基材都比較單一，試驗成本較低。

（2）我國目前的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料在耐火性能試驗方法上由于僅采用工字鋼和H鋼進(jìn)行試驗，難以對實際工程中的鋼柱和鋼材結(jié)點等部位的耐火性能做出準(zhǔn)確評估。

（3）英國標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)的理化性能測試時間較長也更為嚴(yán)格，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在耐候性能的測試時進(jìn)行了一定的簡化，減少試驗時間。

（4）相對于國外標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對非膨脹型防火涂料不僅有耐候性能要求，且對其物理性能也有比較明確的要求。除粘接強(qiáng)度外還對抗壓強(qiáng)度和干密度指標(biāo)作出了明確的規(guī)定。

（5）國內(nèi)應(yīng)推行歐盟指南ETAG：2006，part2的附錄E部分對防火涂料的紅外光譜識別技術(shù)，對工地中使用的防火涂料進(jìn)行紅外光譜參數(shù)分析，對非一致性樣品進(jìn)行處罰。

六、夢能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

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3、服務(wù)團(tuán)隊

夢能對技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進(jìn)行定期校驗，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

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