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              關于東營鋼結構防火涂料若干問題的探討
              2014-11-12 12:43:50 968人瀏覽
              作者:管理員

                   當今社會快速發展,東營鋼結構建筑越來越多,鋼結構防火涂料也被廣泛使用,同時也存在一些問題。筆者結合在杭州支隊上城大隊的工作實際,從鋼結構防火涂料的使用與工程施工質量現場檢測兩個大的方面列舉了存在的問題,闡述了解決的對策與措施,與大家一起探討。

                  關鍵詞:鋼結構防火涂料,施工質量,現場檢測,探討

                  一、引言

                  隨著建筑事業的蓬勃發展,建筑結構形式日新月異,東營鋼結構由于具有強度高、自重輕、抗震性好、施工快、建筑基礎費用低、結構占用面積少和工業化程度高等特點得到了人們的廣泛重視。鋼結構雖然不燃,但是不耐火,極易導熱,常溫導熱率高達58.2W/(mk)。在火災中,當鋼材自身溫度達到540℃左右時,其屈服應力僅有常溫屈服應力值的40%,造成承載能力急劇下降,鋼結構不可避免地發生變形,導致建筑物一部分或全部垮塌毀壞。

                  震驚世界的“911事件”后專家分析認為,其實飛機并沒有將大樓撞倒,而是由于飛機在撞到大樓的同時破壞了大樓鋼結構上的防火涂層,并爆炸起火,使得鋼結構暴露在熊熊烈火中,一個多小時后,結構軟化,強度喪失,轟然倒下。因此,為了確保建筑物在火災中不被毀壞,必須對鋼結構進行防火保護,從而提高其耐火極限。

                  東營鋼結構件的防火方法主要有:涂覆鋼結構防火涂料、粘貼無機防火板、粘貼柔性卷材、噴射無機纖維、粘貼纖維板、結構內通水等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構件幾何形狀限制,應用范圍最廣,效率最高。但鋼結構防火涂料在使用與工程施工質量現場檢測過程中也存在一些問題。

                  二、東營鋼結構防火涂料使用中存在的問題:

                  1、組成成分問題

                  薄型和超薄型防火涂料的成膜物質為各種有機樹脂乳液,膨脹阻燃體系大多為P—N體系,即其膨脹阻燃體系包括三大部分:

                  酸源:即各種磷酸鹽類,目前用的最多的為多聚磷酸銨(簡稱APP)、磷酸三聚氰胺等。

                  碳源:即各種含碳豐富的有機物,如多元醇、氯化(或溴化)石蠟、淀粉等,目前用得最多的是季戊四醇或又季戊四醇,輔以少量氯化石蠟;

                  氣源:是遇火后能放出不燃性氣體,從而將碳源吹制成蜂窩狀碳質層的物質,通常是各種胺類,如尿素、雙氯胺、胍等,目前用量最多的是三聚氰胺,其成膜基料為各種有機樹脂或乳液,如氯偏乳液等。

                  從以上常見組份可以看出,防火涂料遇火產生膨脹從而對基材起到保護作用的同時,其阻燃成分有可能釋放出諸如NH3、HCN、鹵化氫、NOX、CO、Cl2、Br2等有毒氣體。如果這些氣體的濃度超過了人體的耐受極限,便會對未逃離火場人員以及消防滅火人員產生危害。

                  2、耐久性問題

                  無論何種防火涂料,其檢測報告中給出的耐火極限均是其使用前的檢驗結果,而火災發生可能是在防火涂料涂覆后的1年,也可能是在涂覆后的5年、10年或更長的時間,經過不同的年限后,特別是室外防火涂料,經過多年的風吹雨淋、日曬冰凍,防火涂料的防火性能是否依舊值得考慮。如果火災發生時,防火涂料已因老化或其它原因而失去其應有的防火性能,后果不堪設想。

                  筆者認為防火涂料的耐久性包括兩個方面的含義:一是涂層的粘結力是否持久,即涂層與基材的粘結力,防火涂料是否隨著時間的延長而出現剝落、粉化等現象;二是涂層的防火性能是否持久,即經過若干年后,其耐火極限是否降低,這一點的危害較之前者更具有隱蔽性。由于室外環境條件較之室內更加惡劣和復雜,因此室外用鋼結構防火涂料,特別是薄型鋼結構防火涂料的耐久性問題尤為重要。以有機組分為主的薄型和超薄型鋼結構防火涂料,無論是用于室外還是室內,其有機組分都有可能產生分解、降解、老化,從而使涂層剝落、粉化或失去防火性能。

                  3、正確選用問題

                  就以杭州市上城區為例,每年涉及到鋼結構的建設工程約有一百余個。筆者從事鋼結構防火涂料監督檢測多年,發現在實際工程中鋼結構防火涂料的正確選用上存在一些問題,常常有一些混淆亂用現象,筆者分析認為其中大致有以下三種情況:

                  一是把室內鋼結構防火涂料與室外鋼結構防火涂料相混淆。室外使用環境要比室內嚴酷得多,涂料在室外要經受日曬雨淋,風吹冰凍,應該選用耐水、耐凍融、耐老化、強度高的防火涂料。但在實際檢查中,發現有些工程的室外鋼結構防火保護使用了僅適用于室內的防火涂料。

                  二是耐火極限要求大于1.5h的承重鋼結構不能選用正確的鋼結構防火涂料。有些設計人員錯誤地認為,防火涂料的耐火時間與涂料的厚度成正比,只要增加防火涂料的厚度就可以相應提高涂料的耐火時間,從而錯誤地把一些超薄型涂料用于耐火極限要求大于1.5h的承重鋼結構。在《建筑鋼結構防火技術規范(CECS200:2006)》中第9.1.3條規定“高層建筑鋼結構和單、多層鋼結構的室內隱蔽構件,當規定的耐火極限為1.5h以上時,應選用非膨脹型鋼結構防火涂料”。

                  三是把飾面型防火涂料和鋼結構防火涂料相混淆。飾面型防火涂料用于木結構和可燃基材,一般厚度小于1mm,涂膜對于可燃材料能起到有效的阻燃和防止火焰蔓延的作用,但其隔熱性能一般達不到大幅度提高鋼結構耐火極限的目的。但是有些設計單位采用一般的飾面型防火涂料保護鋼結構,其實根本起不到鋼結構防火保護的作用。

                  4、產品質量和市場問題。

                  當前防火涂料市場秩序混亂,假冒偽劣現象嚴重,違法生產銷售、偷工減料、以假充真現象十分突出;市場的無序競爭導致大量劣質消防產品流入建筑工程,造成工程質量隱患,對公共安全構成嚴重危害。目前鋼結構防火涂料在產品質量和市場上主要有以下四個方面的問題存在:

                  一是檢測時偷梁換柱

                  由于鋼結構防火涂料的檢測周期長,費用高,抽檢難度大,驗收時,一般僅檢測厚度。因此,目前送到國家防火檢測中心的樣品,檢測結果好的95%是花費高價買國外(德國和英國,以德國居多)的產品,10000元/25kg,一次檢測至少需100kg。國內大部分廠家送檢樣品和生產產品是完全不同的東西。

                  二是生產上以次充好

                  據不完全統計國內鋼結構防火涂料生產廠家有1000余家,而且大多數為民營企業,魚目混雜。有的企業受利益驅動,違反規定,在材料配制時以劣充優,以次充好,人為造成質量問題。僅超薄型鋼結構防火涂料的價格就從8000元/t到30000元/t不等,按正常價格算,防火涂料的原材料成本也不止8000元/t。

              三是施工時偷工減料

                  鋼結構的耐火極限與噴涂的防火涂料厚度密切相關,鋼結構防火涂料的厚度不按設計要求涂刷,涂刷厚度不夠,耐火極限不可能達到消防要求。有的在裝修和安裝過程中損壞了涂層,又不及時修補,這樣也達不到防火要求。以杭州市上城區為例,目前鋼結構防火涂料市場的價格包工包料(以耐火等級二級計)從20元/m2到60元/m2不等,報價低的只能偷工減料、假冒偽劣方面做文章,有的廠家用價格低的普通油漆代替防火涂料,從外觀看光澤地好,附著力也強,但就是不防火;有的下面涂刷膩子、灰膏、水泥、表面涂刷(1~2)遍防火涂料,問題非常嚴重。

                  四是市場管理不規范,工程監督力度不夠

                  市場準入、市場逐出機制的不健全,使得因質量問題受到嚴肅處理被淘汰出局的廠家幾乎沒有。目前有的地區對工程竣工驗收前一般要求施工單位或建設單位委托中介機構對防火涂料工程施工質量進行檢測,但檢測部門往往受利益沖突,把關不嚴,沒有嚴格按照標準要求,在抽檢點、數量、涂料品種、涂料厚度方面存在一些誤差,有的甚至出一些假報告,反而導致消防監督機構在驗收過程時起“誤導”作用。

                  三、鋼結構防火涂料工程施工質量現場檢測中存在的問題:

                  1、檢測標準問題

                  在《建筑鋼結構防火技術規范(CECS200:2006)》第3.0.1中對各類鋼構件的耐火時間做出了不同的規定:例如二級耐火等級時鋼梁、鋼樓板、屋蓋承重構件耐火極限分別為1.5h、1.0h、0.5h。

                  而很多廠家生產的鋼結構防火涂料型式認可證書往往不具有全部的耐火極限時間或耐火極限時間為其他時間。例如某廠家生產的室內超薄型防火涂料只有2.0h的型式認可證書,另一廠家生產室內超薄型防火涂料只有1.7h的型式認可證書。若在實際工程中選用上述兩家的防火涂料,對于二級耐火等級要求時耐火極限分別為1.5h、1.0h、0.5h的鋼梁、鋼樓板、屋蓋承重構件,究竟應該涂刷多少厚度就很難確定,如何來換算也沒有標準。但是在實際的工程中,選用類似于上述兩家鋼結構防火涂料型式認可證書不全的有很多,涂刷多少厚度就沒有標準來確定,然而其防火涂料又是國家認可的,沒有理由阻止其在工程中使用,這就給鋼結構防火涂料工程施工質量現場檢測與日常的防火監督帶來的很大的困難。各類鋼構件表面究竟涂刷到多少厚度才能達到相應耐火等級規定的耐火極限就根本無法判定。

                  2、檢測標準構件與實際工程構件差異性問題

                  耐火極限檢驗中使用的基材是Q235的標準I36b或I40b熱軋普通工字鋼梁。而實際工程運用中,鋼構件的截面尺寸各種各樣,有方鋼、圓鋼、還有一些不規則的鋼構件。檢驗報告中描述的鋼梁與實際工程中的鋼構件并無完全的對應關系,實際使用的鋼構件和標準鋼梁間應該如何進行換算,如何確定實際使用的鋼構件的涂層厚度,國家尚無規定。這也給日常監督與施工質量現場檢測帶來了很大的難題,面對各種各樣的鋼構件,如何來判定其涂刷后的耐火極限也沒有標準可依。

                  3、夾層問題

                  這里所指的夾層是指位于兩自然層之間的樓層,指房屋內部空間的局部層次。夾層可以有效地提高空間利用率,因而現在越來越多的被人們所利用。特別在一些娛樂場所和辦公場所,經?梢钥吹綂A層的存在。在夾層構筑方式中,選用鋼構件搭建夾層的方式可以占到90%以上。

                  選用鋼結構搭建夾層勢必就要做鋼結構防火處理。在筆者看來,夾層的鋼結構防火涂料工程施工質量現場檢測上主要是設置在地上一層以上建筑中夾層鋼柱耐火極限的確定問題。

                  杭州市上城區地處杭州市的商業核心城區,緊臨西湖景區,可以說是寸土寸金之地,為了提高利用率,很多高層寫字樓里都會搭建夾層,其鋼柱搭建在下一層的樓板上,《高層民用建筑設計防火規范》第3.0.2條規定:“樓板的耐火極限在一級耐火等級時為1.5小時,在二級耐火等級時為1.0小時”。然而在《建筑鋼結構防火技術規范(CECS200:2006)》第3.0.1條規定:“柱(柱間支撐)耐火極限在一級耐火等級時為3.0小時,在二級耐火等級時為2.5小時”。從上述兩條標準的規定來看,鋼柱搭建的基體為樓板,其耐火極限最多只有1.5小時,從某種角度來說,搭建在樓板上的鋼柱其2.5小時或者3.0小時的耐火極限將沒有任何意義。那工程施工質量現場檢測的時候,夾層鋼柱的耐火極限到底應該怎么確定,至今沒有相關的標準或者統一的定論。

                  四、對策與措施

                  1、加強宣傳教育,提高思想認識。

                  鋼結構防火工程造成的火險隱患原因是多方面的,但很重要的一個原因是思想認識不到位,輕視火災預防,對違規施工存在僥幸心理。應利用報紙、廣播、傳單等形式廣泛開展防火宣傳,組織設計、施工單位進行消防技術規范及法律法規的培訓,提高設計、施工人員的業務理論水平和執法守法意識。有條件的地區還可以利用火災的實際案例,組織群眾參觀火災現場;利用新聞媒體公開披露火災損失和傷亡情況;召開火災責任者公開處理大會,使之深入人心,在全社會形成人人防火的意識。

                  2、積極發展新型鋼結構防火涂料。

                  目前我國市場上的防火涂料一般為水基型防火涂料和溶劑型防火涂料。由水溶性氨基樹脂、脲醛樹脂等制成的防火涂料具有非常好的綜合防火效果,但由于其甲醛含量較高,故其前途并不看好。溶劑型涂料以有機樹脂為成膜基料,因其以有機溶劑為分散介質,生產、施工、運輸及儲存中有機溶劑存在易燃、對人體產生危害等不安全隱患,同時對環境產生污染。在環保法規日益完善,人們對環境污染及人身健康日益重視的今天,含有揮發性有機化合物的溶劑型涂料的使用受到越來越嚴格的限制。我國在1994年頒布了《環境標志產品技術要求》,明確提出環保型涂料在“產品配置或生產過程中不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物”;2001年又推出了強制性國家標準《室內裝飾裝修材料內墻涂料中有害物質限量》,明確要求室內用涂料的VOC不得大于200g/L,游離甲醛的濃度不得大于0.1g/L。筆者認為,針對防火涂料而言,必須加快并開發“環保型防火涂料”,積極尋找新的防火阻燃組分,使制成的防火涂料不但能對基材起到防火保護作用,而且燃燒后的產物符合人體健康的要求,在現有體系中加入有效吸收有毒氣體的組分,既不影響涂料的防火性能,又能起到抑毒、抑煙或消毒、消煙的作用。一旦這種防火涂料研制開發出來,必將具有可觀的發展前景。

                  3、正確選用防火涂料品種。

                  目前市場上防火阻燃涂料的品種繁多,其防火性能也不盡相同。因此,必須充分調研防火涂料各品種的作用,把握其性能,并根據基材涂層正常使用條件及火災環境條件等正確選擇防火涂料的品種。不能把薄型、超薄型或厚型防火涂料不加區別就用于所有的鋼結構防火保護上,一定要按照被保護建筑火災危險性、環境條件、生產工藝、保護價值等方面加以綜合考慮,真正做到防火涂料的防火效能。



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