钢结构防火涂料

一、国内外钢结构防火涂料的研究情况 钢结构防火涂料可分为厚质涂料、薄型涂料和超薄型涂料.从20世纪60年代起,西方发达国家就致力于钢结构防火涂料的研究,并取得了积极的成果.德国研制出以多孔石墨、水玻璃等为主要成分的钢防火涂料;捷克以P-N-C体系为基础,加入氯乙烯聚合物开发出新型钢结构膨胀型防火涂料;芬兰研制出以磷酸盐、高炉渣等为主要成分的无机膨胀型钢结构防火涂料;日本开发出钢结构丙烯酸聚氨酯防火涂料.目前代表性产品主要有:英国Nullfire TS 605和P20,日本FR系列室内外钢结构防火涂料,美国50号、Monokote、Albiclad钢结构防火涂料,加拿大A/Dfire-film,德国Herberts38320、38091系列,法国FOH钢结构防火涂料等.20世纪90年代中期,以德国为首的国际市场上涌现出超薄膨胀型防火涂料,该涂料粒度细、涂层薄、施工方便、装饰性更好,在满足钢结构防火要求的同时,也能满足人们的高装饰性要求.近年来,国内对水基超薄型钢结构防火涂料研究非常活跃,并有相关产品面市.     

纳米TiO_2改善钢结构防火涂料的性能研究

以纳米TiO2为添加剂来提高钢结构防火涂料的各项性能.研究了纳米TiO2的改性,以及改性后的纳米TiO2对钢结构防火涂料的耐热极限、防水性能、黏结强度及抗菌性能的影响.通过扫描电镜观察了涂料的断面以及粒子在基体中的分散状况.结果表明:采用6%的经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO2粒子具有较好的分散性;与纯钢结构防火涂料相比,纳米TiO2添加量为0.9%时,改性钢结构防火涂料的性能有较大的提高,其耐热极限由96℃提高到112℃,耐水极限由28h提高到37h,黏结强度由0.45 MPa提高到0.61MPa,抗菌率也由21%上升到99%.     

钢结构防火保护措施设计及其应用

近年来,钢结构在建筑业内,特别是在超高层建筑、大空间建筑和工业厂房中得到广泛应用。但由于钢材耐火性能差,使得建筑钢结构防火成为重点考虑问题。该文从对钢结构防火设计目的及要求出发,通过分析防火保护层对钢构件升温的影响,总结目前可采用的防火保护措施及其在工程应用中的优劣。重点介绍最常用的方法即涂抹防火涂料法,并讨论了防火涂料的分类及提出其在工程应用中存在的问题。     

钢结构防火涂料应用的探讨

本文指出钢结构防火的重要性,对钢结构防火涂料的定义、工作原理以及钢结构防火涂料存在的问题进行了探讨,为钢结构防火涂料的进一步研究提供初步基础。     

防火涂料的研究与进展

本文依据不同的分类条件对防火涂料进行了分类;研究了防火涂料的防火原理,并对防火原理进行了归类;本文研究了常用的3种防火涂料:钢结构防火涂料、电缆防火涂料、隧道防火涂料的特点以及将来的发展趋势。研究发现防火涂料是通过隔离、冷却、化学抑制等实现防火的,其中隔离是最主要的防火方式;钢结构防火涂料中厚涂型的耐火极限最高,但较为涂层较厚、装饰性较差,薄涂型、超薄型的装饰性较好,但耐火极限较低;电缆防火涂料大多采用膨胀型防火涂料,但其柔韧性、固化后挠曲性存在一定缺陷;隧道防火涂料虽然发展时间较短,但其防火效果较好;防火涂料未来的发展趋势有:解决防火涂料当前存在的问题;利用高新技术、工艺,制造出绿色、环保、高效、无毒的防火涂料。     

饰面型与钢结构防火涂料膨胀性能比较研究

采用膨胀倍数测试法测试了超薄型,薄型钢结构防火涂料与饰面型防火涂料的膨胀倍数,比较了饰面型防火涂料与钢结构防火涂料膨胀倍数的不同点。饰面型防火涂料膨胀倍数大于30倍为合格;超薄型防火涂料膨胀倍数大于35倍达到合格级,可以判断其质量合格。     

钢结构防火涂料存在问题探析

随着我国经济的不断发展和进步,建筑行业的迅速发展,钢结构的应用范围越来越广泛,在建筑物上通过对具有坚固韧性的钢材的使用,原因在于钢结构的质地比较轻盈,而且耐高温,抗震效果也非常好,而且对建筑物起到了延长寿命的作用。但是在防火方面,由于钢结构的构造不合理导致了钢结构软化,在火灾中随着温度的上升,强度和韧性降低,失去了在火灾中应有的承受能力,无法支撑起建筑物的重量,导致严重的建筑物坍塌及火灾的蔓延,严重的危害了人们的人身财产安全。因此,在防火涂料在钢结构上的应用具有非常重要的现实意义,但就目前钢结构防火涂料的运用中仍存在着许多问题,该文从钢结构防火涂料的应用现状分析存在的问题,并针对其问题提出相关可行性建议。     

钢结构薄型防火涂料施工工法

以深圳市市民中心建筑的防火涂料施工为例,分析了TW-Ⅰ型防火涂料的特点,指出其主要施工方法及技术措施,并总结了在该工程中喷涂、刮涂及刷涂施工的工艺及技术要点,提出钢结构薄型防火涂料广泛应用是对钢结构防火施工工艺的进一步完善。     

纳米材料改性新型钢结构防火涂料的研究

研究采用纳米材料改性钢结构防火涂料，实验表明：采用经硅烷偶联剂改性的纳米粒子改性钢结构防火涂料，可解决无机纳米粒子在有机涂料中的分散问题，从而可有效地提高钢结构防火涂料的耐火极限；实验还表明，不同的纳米材料及其加入量对钢结构防火涂料的耐火极限均有不同程度的影响。在最常用纳米TiO2、纳米SiO2和纳米B2O3这几种纳米材料中，纳米TiO2的效果最好，经其改性后的防火涂料的耐火极限可提高6min，防水性可提高17．9％；当纳米TiO2含量为0．9％时，改性效果为最佳。     

钢结构表面的防火用涂料

钢结构材料在建筑工程中应用十分广泛,但是也存在防火方面的不足,例如9.11事件中世界贸易中心大楼在恐怖袭击中燃起大火,两栋大楼瞬间倒塌,其建筑就是钢结构。笔者就钢结构材料防火处理用涂料阐述一点见解。钢结构表面的防火用涂料的重要性是显而易见的。     

抗静电超薄型钢结构防火涂料的研制

超薄(CB)型钢结构膨胀防火涂料(UFRC)在燃烧过程中可形成耐火隔热保护层,提高钢结构耐火极限。选用氨基树脂、改性丙烯酸树脂为基体树脂,以多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,以氢氧化铝(AH)为协效剂,制备了抗静电膨胀型防火涂料(AUFRC)。用红外(FTIR)、XRD等方法对防火涂料及其燃烧残渣进行了分析,初步探讨了阻燃机理。当基体树脂(wt(氨基树脂)∶wt(丙烯酸树脂)=1∶2)为80份,APP为25份,PER为15份,MEL为10份,AH为5份时,制备的防火涂料阻燃、抗静电等综合性能最佳。     

火灾下钢结构悬链效应的分析

文章以整体结构为对象,以有限元分析软件ANSYS为平台,采用基于计算的结构抗火设计方法,本文通过对空间钢框架的温度-结构耦合计算,进行火灾情况下钢结构全过程反应分析,判断出火灾下结构的薄弱部位,考察受火构件与非受火构件的相互影响,更加真实地反映出结构的抗火性能。并给出了钢梁抗火的概念设计的建议。     

钢结构整体抗火模型的建立与有限元分析

考虑火灾下工字型钢梁温度沿截面高度呈非线性分布,以某角楼实际三维框架为研究对象,利用ABAQUS对在静力载荷和温度载荷共同作用下的钢框架整体结构进行数值模拟与有限元分析．通过编写输入文件对工字型钢梁截面施加非线性温度载荷,探索了火灾下整体结构的力学特性和薄弱环节,分析了受火区域不同时整体结构在局部火灾作用下的应力分布规律及变形特点,更加真实地模拟出了钢结构整体的抗火性能,为更加合理的进行整体结构的抗火提供参考．     

火灾下带墙板钢柱抗火承载力的研究

与ALC墙板相连的高频焊接H型钢柱与单纯钢柱的抗火承载力将会有所差别,文章通过有限元分析,研究了墙板对火灾下钢柱的抗火承载力影响和钢柱在火灾下的特性;将有限元分析结果与规程计算结果进行比较,验证了有限元分析的可靠性,并在此基础上分析了荷载比和截面温度梯度,为带墙板的钢柱抗火设计提供依据。     

钢结构的防火设计与措施探讨

描述了钢结构的应用现状,分析出钢结构在设计过程中和使用过程中存在的问题。阐述了基于试验的传统钢结构防火设计和基于计算的现代钢结构防火设计的方法和优缺点,同时介绍了常用的钢结构保护措施,提出了今后在防火设计和防火措施方面需要解决的问题。     

现浇混凝土结构施工中一些问题的分析与防治

近年现浇结构施工多存在钢模板拼缝宽度偏差超出，钢模板支撑失稳，钢筋进场检验缺乏代表性，钢筋的位置位移及电渣压力焊虚焊，泵送商品混凝土拌和质量不稳定，混凝土试件强度不能完全代表结构混凝土强度等问题．对这些问题产生原因及其危害进行了分析，并提出了确保工程质量的具体预防处理措施。     

钢交错桁架结构和钢框架结构抗火性能分析与对比

 钢交错桁架结构是在钢框架结构基础上演变而来的一种新型结构体系,虽然在国外已有许多工程应用实例,但在中国的应用尚处于起步阶段。为了研究此种结构体系的抗火性能,为制定相应的防火设计规范提供理论依据,根据结构设计和传统防火设计理论,对钢交错桁架结构体系和钢框架结构体系的结构设计方案和防火方案分别进行了研究,比较了两种结构体系的用钢量和防火涂料用量,探讨了火灾情况下两种结构体系可能发生的多米诺坍塌效应,并进行改进设计与分析。结果表明,在相同极限承载力和耐火极限下,交错桁架结构和框架结构相比,虽然能够大大降低用钢量,但是增加了防火涂料用量,火灾时更容易发生多米诺坍塌效应,减弱了其经济优势。传统结构防火设计的拓广应用不能满足其防火要求,需要制定相应的防火设计规范,提出适合此种结构的防火设计方法。     

钢结构防火的意义及其防火保护措施

通过数据说明了建筑火灾的严重性及危害性。从理论上阐述了钢材在高温下强度的退化、以及在火灾下钢结构构件温升快这些特性 ,从而揭示了裸露建筑钢结构耐火性能差的本质。最后讨论了钢结构防火保护的各种措施。     

火灾下三维钢框架结构响应的数值模拟

建立了三维钢框架结构模型,采用有限元法对整体结构在火载荷和常规载荷共同作用下的变形和应力进行了弹塑性分析,得到了变形及应力随时间变化的云图;同时将不同约束条件下整体结构的响应进行了对比,得到了内力及挠度随时间变化的曲线.为基于整体结构的耐火设计提供了有效的数值模拟方法.     

青岛北站大跨钢结构抗火性能研究

提出了一种适用于大跨度、大空间建筑的火灾安全分析方法——性能化抗火设计方法．首先通过火灾场景分析及模拟计算,确定构件的温度,再利用分析软件计算各不同温度下构件的应力,确定需要防火保护的构件．青岛北站主站房建筑结构体系复杂,超大空间的建筑布局,超出现有建筑防火设计的规定,现行规范方法难以满足抗火安全性与经济性要求．基于性能化方法对青岛北站主站房的抗火安全性进行了评估,并根据评估结果确定防火保护措施．