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GB14907-2018钢结构防火涂料耐火极限隔热效率偏差的测试

发布时间:2021-03-06   点击次数:147次

GB14907-2018钢结构防火涂料耐火极限隔热效率偏差的测试
钢结构件的防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维保护、结构内通水冷却保护等。其中,涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制,应用范围广,效率高。
要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火处理,其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落,其措施是多种多样的,关键是要根据不同情况采取不同方法,如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法,其原理是一致的。防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。
钢结构防火涂料防火原理及组成
钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构,降低热量向钢材传递的速度,推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907—2018),钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。目前,国内外钢结构防火涂料主要有基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等组成。
1.基体树脂
基体树脂与其它组分配伍,既保证了涂料在正常条件下具有各种使用功能,又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能。通常情况下,丙烯酸树脂防火涂料的炭化层质量较高,故通常采用丙烯酸树脂作为主成膜物,并对其进行改性,以提高涂料的整体效果。
2.催化剂


催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质,分解出的酸使多元醇脱水,从而使之形成不易燃的三维空间结构的炭化层。通常,磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小,且兼具催化和发泡双重功效,目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。
3.成碳剂
成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础,对泡沫炭化层起骨架作用。成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配,当采用聚磷酸胺作催化剂时就应用热稳定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂,如季戊醇、二戊季醇膨胀型防火涂料用于广东大亚湾核电站裸露厂房屋架上已达十几年之久,仍可正常使用。但其缺点是施工时气味大、涂层易老化,淀粉等。使用淀粉做成碳剂,涂层的耐水性问题不易解决,而二季戊醇由于其价格原因,在国内也很少使用,目前国内普遍采用季戊醇作为防火涂料的成碳剂。
4.发泡剂
膨胀型防火涂料只有在发泡剂的作用下,才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体,使涂层在到达软化点的情况下发泡膨胀,形成海绵状结构。
中华人民共和国国家标准GB14907-2018钢结构防火涂料,是在2018年11月19日发布,2019年6月1日正式实施。替代GB14907-2002。
一、新标准需要关注的问题
 1、涂料分类变化
(1)按火灾防护对象分为普通钢结构防火涂料、特种钢结构防火涂料。
(2)按使用场所分为室内钢结构防火涂料、室外钢结构防火涂料。
(3)按分散介质分为水基性钢结构防火涂料、溶剂性钢结构防火涂料。
(4)按防火机理分为膨胀型钢结构防火涂料、非膨胀型钢结构防火涂料。
2、耐火等级分为0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h,无3.0h以上的规定
3、涂料型号编码变化。
4、涂层厚度有z低要求膨胀型钢结构防火涂料的涂层厚度不应小于1.5 mm,非膨胀型钢结构防火涂料的涂层厚度不应小于15 mm。
5、涂料技术指标有删减和变化
(1)加了隔热效率偏差要求 (2)增加了pH值要求 (3)增加了耐紫外线辐照性要求 (4)增加了钢结构防火涂料隔热效率试验 (5)删除了附加耐火性能
(6)删除了钢结构防火涂料腐蚀性的评定 (7)修改了耐水性、耐冷热循环性、耐曝热性、耐湿热性、耐冻融循环性、耐酸性、耐碱性、耐盐雾腐蚀性、耐火性能要求和试验方法(8)修改了钢结构防火涂料耐火试验加载量计算 (9)修改了检验规则。
6、耐火性能要求发生变化,未规定涂料的z低要求,标明耐火性能测试结果适用于同类型且截面系数更小的基材 涂料的应用构件的耐火等级要求膨胀型涂料应用构件的耐火等级要求为0.5h-2.0h 非膨胀型涂料应用构件的耐火等级要求为0.5h-3.0h
7、理化试件涂层厚度有变化小尺寸试件P类(1.50 0 20)mm、F类(15士2)mm;大尺寸试件P类(2.0 0 20)mm、F类(25士2)mm
8、耐火测试试件尺寸变化采用GB/T 11263一2017规定的HN400 200热轧H型钢(截面系数为161 m 1)和GB/T 706一 2016规定的36b热轧工字钢(截面系数为126 m 1)作为试验基材,产品测试时两种构件都需要进行耐火测试,即1个耐火时间需做两个钢梁进行测试 9、耐火测试时在试件中设置试件热电偶(均用于测量试件的平均温度)
10、判定准则钢结构防火涂料的耐火极限以试件失去承载能力或达到规定的平均温度的时间来确定。在整个耐火试验时间内,试件的平均温度不应超过538 ℃。
二、新标准的难点
1、所有耐火性能要求不设z低要求,产品在使用、监督复检中采用报告(3C证书)耐火时间和涂层厚度进行测试,如有出现负偏差则判定为不合格,认证测试时不能测试试件极限性能
2、增加耐紫外线性能,提高了涂料理化性能要求,在室外用涂料在测试时必须耐候性好的面漆配套使用。
3、增加耐火性能测试钢梁,测试费用增加接近一倍
4、判定标准增加对基材平均温度的监控,耐火性能比以前测试下降10-20.
5、增加隔热效率偏差性能测试,提高了涂料的耐水、耐酸碱盐的性能要求,同时作为出厂检验确认项目,企业需增置设备或定期外检,提高了产品检验和设备购置的费用。
6、不同的耐火极限的同类产品为不同的产品,需取得单独的3C证书,增加了企业证书申请和维持费用。钢结构防火涂料的防火隔热原理
膨胀型钢结构防火涂料的防火隔热原理:
        涂覆在钢结构上的膨胀型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡,形成泡沫,泡沫层不仅隔绝了氧气,而且因为其质地疏松而具有良好的隔热性能,可延滞热量传向被保护基材的速度;根据物理化学原理分析,涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应,也消耗了燃烧时的热量,有利于降低体系的温度,这几个方面的作用,使防火涂料产生显著的防火隔热效果。
非膨胀型钢结构防火涂料的防火隔热原理:
       涂覆在钢构件上的非膨胀型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化,但涂层热导率很低,延滞了热量传向被保基材的速度,防火涂料的涂层本身是不燃的,对钢构件起屏障和防止热辐射作用,避免了火焰和高温直接进攻钢构件.还有涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应,也消耗了大量的热,有利于降低体系温度,故防火*,对钢材起到高效的防火隔热保护.另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层,它能起隔绝氧气的作用,使氧气不能被保护的易燃基材接触,从而避免或降低燃烧反应.但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大,隔热效果差.为了取得一定的防火隔热效果,厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。
GJL-18型钢结构防火涂料隔热效率试验炉
    国家标准《钢结构防火涂料(GB 14907-2018)》发布。该标准是对国家标准《钢结构防火涂料(GB 14907-2002)》的全部替代,将于2019年6月1日起正式实施。对其附录A中钢结构防火涂料隔热效率试验的执行也将全面铺开,新规的颁布将更加规范化严格化防火涂料市场,为中国防火行业保驾护航!
北京鑫生卓锐科技有限公司、天津循煜科技有限公司的此款GJL-18型钢结构防火涂料隔热效率试验炉,又称为钢结构防火涂料隔热效率测试仪,是根据国家标准GB14907-2018、GB/T9978-2008第四条、第五条中5.1和5.2中所规定的技术指标研制的一种针对防火涂料耐火性能试验的专门仪器。产品设计结构合理,操作维护方便,自动化程度高,温度误差均小于国家标准。钢结构防火涂料隔热效率试验是国家标准GB14907《钢结构防火涂料》在2018年新版本更新时新增的试验项目,在2002年的老版本标准里是没有的,钢结构防火涂料隔热效率及耐火极限试验炉也是2019年相关企事业单位试验项目立项的重头。GB14907-2018中对室内/外钢结构防火涂料的隔热效率偏差要求为±15%。
设计标准:GB14907-2018钢结构防火涂料;GB/T9978-2008建筑构件耐火试验方法

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