GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火極限隔熱效率偏差的測(cè)試

GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火極限隔熱效率偏差的測(cè)試
鋼結(jié)構(gòu)件的防火方法主要有涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土保護(hù)、柔性卷材保護(hù)、無機(jī)纖維保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量輕、成本低、不受構(gòu)件幾何形狀限制，應(yīng)用范圍廣，效率高。
要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足，必須進(jìn)行防火處理，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落，其措施是多種多樣的，關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間等。但無論采取何種方法，其原理是一致的。防火涂料就是一種近年來比較先進(jìn)的防火技術(shù)措施。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料防火原理及組成
鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的原理是采用絕熱或吸熱的材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低熱量向鋼材傳遞的速度，推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升和強(qiáng)度減弱的時(shí)間。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》（GB14907—2018），鋼結(jié)構(gòu)防火涂料定義為施涂于建筑物及構(gòu)筑的鋼結(jié)構(gòu)表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的涂料。目前，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要有基體樹脂、催化劑、成碳劑、發(fā)泡劑等組成。
1.基體樹脂
基體樹脂與其它組分配伍，既保證了涂料在正常條件下具有各種使用功能，又能在火焰灼燒或高溫條件下具有難燃性和優(yōu)良的膨脹發(fā)泡性能。通常情況下，丙烯酸樹脂防火涂料的炭化層質(zhì)量較高，故通常采用丙烯酸樹脂作為主成膜物，并對(duì)其進(jìn)行改性，以提高涂料的整體效果。
2.催化劑

催化劑是一種能在一定條件下分解出磷酸的物質(zhì)，分解出的酸使多元醇脫水，從而使之形成不易燃的三維空間結(jié)構(gòu)的炭化層。通常，磷酸三聚氰胺的水溶性較聚磷酸胺小，且兼具催化和發(fā)泡雙重功效，目前主要選用磷酸三聚氰胺為催化劑。
3.成碳劑
成碳劑是涂層在高溫下形成不易燃三維空間結(jié)構(gòu)的泡沫碳化層的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)泡沫炭化層起骨架作用。成碳劑在分解溫度上要和催化劑相匹配，當(dāng)采用聚磷酸胺作催化劑時(shí)就應(yīng)用熱穩(wěn)定性高的含高碳多羥基化合物作成碳劑，如季戊醇、二戊季醇膨脹型防火涂料用于廣東大亞灣核電站裸露廠房屋架上已達(dá)十幾年之久，仍可正常使用。但其缺點(diǎn)是施工時(shí)氣味大、涂層易老化，淀粉等。使用淀粉做成碳劑，涂層的耐水性問題不易解決，而二季戊醇由于其價(jià)格原因，在國內(nèi)也很少使用，目前國內(nèi)普遍采用季戊醇作為防火涂料的成碳劑。
4.發(fā)泡劑
膨脹型防火涂料只有在發(fā)泡劑的作用下，才能在高溫火焰下產(chǎn)生膨脹層。發(fā)泡劑遇火分解并釋放出氨、水、二氧化碳、鹵化氫等不燃性氣體，使涂層在到達(dá)軟化點(diǎn)的情況下發(fā)泡膨脹，形成海綿狀結(jié)構(gòu)。
中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，是在2018年11月19日發(fā)布，2019年6月1日正式實(shí)施。替代GB14907-2002。
一、新標(biāo)準(zhǔn)需要關(guān)注的問題
 1、涂料分類變化
（1）按火災(zāi)防護(hù)對(duì)象分為普通鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、特種鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
（2）按使用場(chǎng)所分為室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
（3）按分散介質(zhì)分為水基性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、溶劑性鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
（4）按防火機(jī)理分為膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料、非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。
2、耐火等級(jí)分為0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h，無3.0h以上的規(guī)定
3、涂料型號(hào)編碼變化。
4、涂層厚度有z低要求膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂層厚度不應(yīng)小于1.5 mm，非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的涂層厚度不應(yīng)小于15 mm。
5、涂料技術(shù)指標(biāo)有刪減和變化
（1）加了隔熱效率偏差要求 （2）增加了pH值要求 （3）增加了耐紫外線輻照性要求 （4）增加了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率試驗(yàn) （5）刪除了附加耐火性能
（6）刪除了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料腐蝕性的評(píng)定 （7）修改了耐水性、耐冷熱循環(huán)性、耐曝?zé)嵝?、耐濕熱性、耐凍融循環(huán)性、耐酸性、耐堿性、耐鹽霧腐蝕性、耐火性能要求和試驗(yàn)方法（8）修改了鋼結(jié)構(gòu)防火涂料耐火試驗(yàn)加載量計(jì)算 （9）修改了檢驗(yàn)規(guī)則。
6、耐火性能要求發(fā)生變化，未規(guī)定涂料的z低要求，標(biāo)明耐火性能測(cè)試結(jié)果適用于型且截面系數(shù)更小的基材 涂料的應(yīng)用構(gòu)件的耐火等級(jí)要求膨脹型涂料應(yīng)用構(gòu)件的耐火等級(jí)要求為0.5h-2.0h 非膨脹型涂料應(yīng)用構(gòu)件的耐火等級(jí)要求為0.5h-3.0h
7、理化試件涂層厚度有變化小尺寸試件P類（1.50 0 20）mm、F類（15士2）mm；大尺寸試件P類（2.0 0 20）mm、F類（25士2）mm
8、耐火測(cè)試試件尺寸變化采用GB/T 11263一2017規(guī)定的HN400 200熱軋H型鋼（截面系數(shù)為161 m 1）和GB/T 706一 2016規(guī)定的36b熱軋工字鋼（截面系數(shù)為126 m 1）作為試驗(yàn)基材，產(chǎn)品測(cè)試時(shí)兩種構(gòu)件都需要進(jìn)行耐火測(cè)試，即1個(gè)耐火時(shí)間需做兩個(gè)鋼梁進(jìn)行測(cè)試 9、耐火測(cè)試時(shí)在試件中設(shè)置試件熱電偶（均用于測(cè)量試件的平均溫度）
10、判定準(zhǔn)則鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的耐火極限以試件失去承載能力或達(dá)到規(guī)定的平均溫度的時(shí)間來確定。在整個(gè)耐火試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，試件的平均溫度不應(yīng)超過538 ℃。
二、新標(biāo)準(zhǔn)的難點(diǎn)
1、所有耐火性能要求不設(shè)z低要求，產(chǎn)品在使用、監(jiān)督復(fù)檢中采用報(bào)告（3C證書）耐火時(shí)間和涂層厚度進(jìn)行測(cè)試，如有出現(xiàn)負(fù)偏差則判定為不合格，認(rèn)證測(cè)試時(shí)不能測(cè)試試件極限性能
2、增加耐紫外線性能，提高了涂料理化性能要求，在室外用涂料在測(cè)試時(shí)必須耐候性好的面漆配套使用。
3、增加耐火性能測(cè)試鋼梁，測(cè)試費(fèi)用增加接近一倍
4、判定標(biāo)準(zhǔn)增加對(duì)基材平均溫度的監(jiān)控，耐火性能比以前測(cè)試下降10-20.
5、增加隔熱效率偏差性能測(cè)試，提高了涂料的耐水、耐酸堿鹽的性能要求，同時(shí)作為出廠檢驗(yàn)確認(rèn)項(xiàng)目，企業(yè)需增置設(shè)備或定期外檢，提高了產(chǎn)品檢驗(yàn)和設(shè)備購置的費(fèi)用。
6、不同的耐火極限的產(chǎn)品為不同的產(chǎn)品，需取得單獨(dú)的3C證書，增加了企業(yè)證書申請(qǐng)和維持費(fèi)用。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理
膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理：
        涂覆在鋼結(jié)構(gòu)上的膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料層在受火時(shí)膨脹發(fā)泡，形成泡沫，泡沫層不僅隔絕了氧氣，而且因?yàn)槠滟|(zhì)地疏松而具有隔熱性能，可延滯熱量傳向被保護(hù)基材的速度；根據(jù)物理化學(xué)原理分析，涂層膨脹發(fā)泡產(chǎn)生的泡沫層的過程因?yàn)轶w積擴(kuò)大而呈現(xiàn)吸熱反應(yīng)，也消耗了燃燒時(shí)的熱量，有利于降低體系的溫度，這幾個(gè)方面的作用，使防火涂料產(chǎn)生顯著的防火隔熱效果。
非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理：
       涂覆在鋼構(gòu)件上的非膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火隔熱原理是防火涂料受火時(shí)涂層基本上不發(fā)生體積變化，但涂層熱導(dǎo)率很低，延滯了熱量傳向被保基材的速度，防火涂料的涂層本身是不燃的，對(duì)鋼構(gòu)件起屏障和防止熱輻射作用，避免了火焰和高溫直接進(jìn)攻鋼構(gòu)件.還有涂料中的有些組分遇火相互反應(yīng)而生成不燃?xì)怏w的過程是吸熱反應(yīng)，也消耗了大量的熱，有利于降低體系溫度，故防火*，對(duì)鋼材起到高效的防火隔熱保護(hù).另外該類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料受火時(shí)涂層不發(fā)生體積變化形成釉狀保護(hù)層，它能起隔絕氧氣的作用，使氧氣不能被保護(hù)的易燃基材接觸，從而避免或降低燃燒反應(yīng).但這類涂料所生成釉狀保護(hù)層導(dǎo)熱率往往較大，隔熱效果差.為了取得一定的防火隔熱效果，厚涂型防火涂料一般涂層較厚才能達(dá)到一定的防火隔熱性能要求。
GJL-18型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率試驗(yàn)爐
    國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（GB 14907-2018）》發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料（GB 14907-2002）》的全部替代，將于2019年6月1日起正式實(shí)施。對(duì)其附錄A中鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率試驗(yàn)的執(zhí)行也將全面鋪開，新規(guī)的頒布將更加規(guī)范化嚴(yán)格化防火涂料市場(chǎng)，為中國防火行業(yè)保駕護(hù)航！
北京鑫生卓銳科技有限公司、天津循煜科技有限公司的此款GJL-18型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率試驗(yàn)爐，又稱為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率測(cè)試儀，是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14907-2018、GB/T9978-2008第四條、第五條中5.1和5.2中所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)研制的一種針對(duì)防火涂料耐火性能試驗(yàn)的儀器。產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，操作維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高，溫度誤差均小于國家標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率試驗(yàn)是國家標(biāo)準(zhǔn)GB14907《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》在2018年新版本更新時(shí)新增的試驗(yàn)項(xiàng)目，在2002年的老版本標(biāo)準(zhǔn)里是沒有的，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料隔熱效率及耐火極限試驗(yàn)爐也是2019年相關(guān)企事業(yè)單位試驗(yàn)項(xiàng)目立項(xiàng)的重頭。GB14907-2018中對(duì)室內(nèi)/外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的隔熱效率偏差要求為±15%。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB14907-2018鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；GB/T9978-2008建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法