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摘要:在提高建筑材料耐火極限的各類方法中，最為有效的是使用防火涂料。因此對防火涂料的應用研究已成為預防火災事故和減少火災危害的重要研究方向。本文介紹了國內防火涂料的發展過程及現狀，重點介紹了防火涂料在建筑工程中的應用，并對防火涂料未來的發展方向進行了展望。
關鍵詞:防火涂料;建筑工程;應用
目前，各類的建筑材料中很多材料都具有易燃的特點，一旦引發火災，會造成重大的人員傷亡和經濟損失。統計數據表明，國內各大中型城市每年發生火災的次數呈上升趨勢，且造成的生命財產損失也同比擴大?；馂牡陌l生，一方面是由于管理的不到位造成的，另一方面也與建筑材料的耐火極限密切相關。防火涂料的使用可以有效抑制火災初期火勢的蔓延，為人們提供更多的疏散逃生時間，還能在一定程度上保護建筑物，有效減少了人員生命財產損失。因此，各類防火涂料在建筑工程中的應用也成為當下的重點研究課題。
1防火涂料的發展現狀
防火涂料，又稱為阻燃材料，是一種比較常用的防火材料，長期以來都為人們所使用，并取得了較為理想的防火效果。一般來說，防火涂料會被覆蓋于建材的表面，以抑制相關材料的燃燒可能性，或是提高相關材料的耐火極限，從而有效的減少火災的發生。早期的防火涂料使用主要以溶劑型的材料為主要原料;經過幾十年的發展，人們已研究出膨脹型過氯乙烯，后來又研究出了膨脹型丙烯酸乳膠等防火涂料;20世紀80年代，四川消防科學研究所研究成功了LG鋼結構防火涂料，并與北京建材生產企業合作研究出了LB鋼結構膨脹型防火涂料。進入21世紀，防火涂料的研究與應用取得了令人矚目的成就，不管是產量還是類型都獲得了擴充，國內生產企業達到了上百家。隨著我國經濟的飛速發展，對于防火涂料的需求還將不斷增長。在各類建筑材料防火涂料中，按照其使用性能不同，可分為鋼結構防火涂料、飾面型防火涂料、電纜防火涂料、預應力混凝土樓板防火涂料等，以下將對建筑工程中幾類防火涂料性能和應用進行探討。
2防火涂料的性能及應用
2.1鋼結構防火涂料
鋼結構防火涂料定義為施涂于建筑物及構筑物的鋼結構表面，能形成耐火隔熱保護層以提高鋼結構耐火極限的涂料。它可按涂層厚度分為厚型鋼結構防火涂料和薄型鋼結構防火涂料。
2.1.1厚型鋼結構防火涂料
(1)性能。厚型鋼結構防火涂料，指的是厚度在8～50mm，耐火極限在0.5～3h的一種防火涂料［1］。具有不膨脹、低燃性、弱導熱性，以及較強的吸熱性等特點，能夠有效地減緩火災中鋼結構的升溫，抑制火災的發生。一般來說，其制作過程會用到合適的粘結劑，及無機輕質材料，增強型材料等。由于從基料到各類添加劑都屬于無機物，因此與其他防火涂料相比，不僅有著水溶性防火涂料的諸多優點，同時生產成本也得到了有效的降低。(2)應用。這種防火涂料的使用，多是用在耐火極限超過2h的鋼結構中，例如高層居民住宅樓的柱、工業或民用樓層中用于支承多層的柱等建筑工程。如果按照應用環境的不同來區分，包括了室內、室外兩種。對于石化產業或是處于裸露情形的鋼結構等的防火，都必須使用室外型的厚型防火涂料;對于某些生產廠房中的一般性鋼結構，室內型的材料就足夠使用了。
2.1.2薄型鋼結構防火涂料
(1)性能。薄型鋼結構防火涂料，其厚度為3～7mm。其受火過程中會出現膨脹發泡，從而生成耐火層以緩解材料溫度的升高，阻止火勢的蔓延。該涂料多數情況下是基于相應的乳膠聚合物生產而來，再加上某些阻燃劑等構成。其中，使用到的乳膠聚合物需要具有一定的吸附能力、耐久以及耐水特性。這類基于水性乳液生產而來的產品，所用到的阻燃劑、其他填料都是分散于水中的，有時還會添加分散劑加強分散效果［2］。(2)生產。該種防火涂料的生產主要包括以下三個步驟:①將使用到的阻燃劑置于水中，并加工成特定標準的漿料;②使用基料(比如，乳液)實施配漆處理;③在漿料中添加上其他輔助材料、增強材料等，并進行攪拌處理。(3)應用。該種涂料可分為兩層:底層(起到隔熱效果)，面層(起到裝飾效果)。利用噴涂作業方式，比厚涂型防火涂料的裝飾效果更加理想，多應用于耐火要求低于2h的建筑工程中。此外，還有一種超薄膨脹型防火涂料，其產品顆粒更加精細、涂層更薄，作業過程更加方便，所需成本也更低，而且在滿足人們防火需求的同時，還具有較高的裝飾性能;能夠大量應用于生產車間、大型體育場、機場候機樓等對裝飾要求比較高的建筑工程的防火，也可以用于船舶、電廠、通信機房等對防火要求比較高的建筑內的塑料纖維、線纜等易燃材料的防火，是當前有關部門全力推廣的產品。
2.2飾面型防火涂料
飾面型防火涂料，不但具有很強的防火功能，還具有一定的裝飾功能，將其覆蓋于建筑材料上，平?？梢云鸬捷^好的裝飾效果;在發生火災事故時，則能夠有效地防止火災蔓延，從而提高建筑材料的保護作用。這類防火涂料，多是用硅酸鹽水玻璃粘合而成。經過幾十年的發展，陸續出現了氯乙烯、氯化橡膠等防火涂料，但受制于有限的防火效果，并未獲得大量的推廣。直到有機膨脹型防火涂料的出現，其防火性能和應用效果比較理想，因此，每年銷量逐漸增加，并應用于建筑行業的各個方面。隨著材料科技的發展，具有透明性特點的防火涂料成為業內新寵，技術上逐漸成熟，被大量的應用在酒店、影院、高校等各類建筑工程中，既起到了美化作用，又有著極好的防火效果。隨著相關技術、工藝的進一步創新發展，透明型防火涂料的技術漸趨完善，防火性能更好，而且透明效果更加理想，生產成本不斷降低。
2.3電纜防火涂料
隨著信息技術的發展與應用，在建筑工程中對電纜的使用不斷增加，為減小火災發生可能性，降低火災造成危害，就需要提高其耐火極限。國內對于電纜防火涂料的研究，最初是基于飾面型防火涂料并結合特定需要發展而來的，一般都具有較強的理化特性及耐火特性。因其涂料較薄，火災時能快速形成均勻細密的隔熱層。與未經處理的電纜相比，防火作用明顯，進而實現了電纜防護、火焰抑制的目標。該種防火涂料作為一種保護電纜的有效產品使用并推廣。經過近些年的快速發展，其產品也逐漸變得更加規范，對于降低火災損傷、保障人民生命財產安全的保護作用更加明顯［3］。
2.4預應力混凝土樓板防火涂料
目前，在各類建筑工程中，多數情況下都是采用鋼筋混凝土的建筑形式，而這就大量用到了預應力混凝土。預應力混凝土具有非常強的抗裂性能，且剛度非常強、穩定效果佳、成本較低。但其使用過程中也有著一個很大的不足之處，那就是耐火性能不理想。一旦發生火災，很容易造成坍塌，進一步加大了火災危害，也對人員生命財產安全造成了更大的威脅，是建筑工程防火安全的一大隱患?？紤]到這一問題，人們提出了多種防護措施。為了增強樓板的耐火性能，人們首先想到的是提高建筑保護層的厚度，但實際效果不是那么理想，反而還會進一步增大樓板的重量，同時浪費更多的空間。通過參考鋼結構防火涂料的應用原理，人們開始研究和應用預應力混凝土樓板防火涂料，且被大量的應用到預應力樓板的保護過程中，其作用過程是:將其噴涂于樓板的配筋上，發生火災時，就能起到阻隔火焰的作用，同時還能延緩熱量向混凝土及其內部鋼材的傳送速率，進而增強樓板的耐火效能，起到了較好的防火效果［4］。近年來，在各類建筑工程中的鐵路、公路等混凝土構件的表面，都大量的應用這類防火涂料，其有著廣闊的發展前景。
3防火涂料存在問題及發展方向
近年來，各類材料科學的研究不斷深入，防火涂料也隨之獲得較快的發展，但也發現了某些問題與不足。(1)基于水玻璃生成的無機防火涂料有著一定的耐水性問題，而有機涂料的生產成本又比較高，并且還會產生毒副作用，對于生態環境的危害極大。隨著經濟社會的飛速發展，人們越來越關注到對生態環境的保護，開始提出研發“綠色防火涂料”，可以說，綠色防火涂料的發展已是廣大研究人員的重點探索方向，且已取得一定的成果。(2)根據分散介質來看，防火涂料有水溶性、溶劑型兩種類型，且各有其優缺點。從附著角度來看，溶劑型的作用要超過水溶性，但溶劑型材料往往包含許多具有揮發特點的有機物質，容易導致空氣的污染，危害到人們的生命健康，近年來對其的使用正受到越來越多的限制。而水性材料，具有氣味較低、不易燃、無毒害、無污染等特征，且耐火效能也更加的理想。所以說，研究對環境更加友好，具有較強安全性的水性涂料，盡可能的杜絕或減少因生產、使用過程造成的污染，將成為未來相關領域的重要探索方向［5］。但其也有著一定的不足之處，比如冬季寒冷時使用不便、對濕比較敏感等。因此，研究人員應從以上幾個方面入手，盡全力解決水性防火涂料的不足，以提高其應用性能。(3)不僅僅是綠色環保方面的需求，未來對于多功能性防火涂料的使用也是一個重要趨勢。比如，改性的脲醛樹脂防火涂料的使用，不但起到了一定的防火作用，還能夠有效地解決裝修過程中產生的甲醛，而且這種材料的制作成本并不高，污染性較小，防火性能理想，因此具有很好的應用前景。(4)隨著相關科技、工藝的進步，已逐漸研發出許多具有特定功用的涂料，其所具有的特定功能使得各種材料和設施的功能得到全面發揮，成為涂料領域不可或缺的新類型［6］。與之相似，功能性的防火涂料也是當前經濟社會發展的需要。隨著人們各方面需求的提高，將進一步激發研究人員研發出更多功能、更多創新的防火涂料，并對已使用的防火涂料進行完善，以提高其應用性能。隨著科技的飛速發展，相信會有更加理想的功能性防火涂料出現。(5)在防火涂料的研究與開發過程中，我們不僅要關注其防火性能、理化性能以及應用性能的研究，還要不斷改進其生產工藝以及生產技術水平，在生產方面入手，進一步提高產品質量，并做到生產過程的安全可靠。對于各類型防火涂料的應用性能也要進行深入的研究，比如防火涂料對于建筑材料的粘結性能、對于防銹漆的選用及其配套性、涂層的可用壽命等，尤其是對于當前應用較為廣泛的膨脹型防火涂料的使用，要不斷提高其使用壽命。
4結束語
防火，是關系到人民群眾生命財產安全的重大問題，怎樣才能避免火災的發生或是減少火災發生時造成的損失，防火涂料的使用是非常關鍵的一個方面。隨著我國經濟的飛速發展，建筑業迎來了發展的高潮，在諸多建筑工程中，都會用到鋼結構框架等各種建筑材料，其中大部分材料的耐火極限極短很容易在火災發生時失去其原有建筑性能，擴大火災危害，這就造成了一定的安全隱患。而防火涂料的應用能夠起到較好的保護效果，是減輕火災危害的重要措施。針對目前防火涂料的品類還不夠全面，保護性能還存在較大不足，污染性能沒有得到有效控制，以及使用中存在某些性能上的不穩定的問題，研究人員應繼續開拓創新，通過不懈努力研究出更多高性能、綠色環保的防火涂料，為我國經濟社會的發展保駕護航。
參考文獻:
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［4］劉小軍．關于有效提高鋼結構防火涂料工程質量的探討［J］．科研，2016(12):303-304．
［5］陳英敏，李玉峰．關于飾面型防火涂料在阻燃技術中的應用研究［J］．地球，2016(11):67．
［6］劉宵亞．鋼結構工業廠房的防火涂料在設計與施工中應注意的問題［J］．企業科技與發展，2017(5):147-150.
作者:李品冠 邵震 單位:北京市消防總隊