CN105462298B

CN105462298B - 一种防火涂料及包覆该涂料的建筑用h型钢结构件

Info

Publication number: CN105462298B
Application number: CN201510986386.2A
Authority: CN
Inventors: 李宏亮
Original assignee: Dongying Lu Zhi Mdt Infotech Ltd
Current assignee: Changshu Changsheng Heavy Industry Steel Structure Co., Ltd.
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: CN105462298A

Abstract

本申请提供一种防火涂料及涂覆有防火涂料的H型钢结构件，防火涂料由基料和填料组成；基料由钠水玻璃、硅溶胶和水组成；填料由粉煤灰、钛白粉、滑石粉、膨胀石墨、云母粉、硅酸铝纤维、可再分散乳胶粉、羟乙基纤维素、偶联剂、减水剂、粉状消泡剂、缩合磷酸铝和颜料组成。涂覆有防火涂料的结构件包括腹板、上翼板、下翼板，在腹板、上翼板、下翼板的外表面包覆有防火涂料层。涂覆于H型钢结构件的防火涂料的各项试验技术指标同国家标准相比较，其粘接强度、耐水性、冷热循环、耐湿热性、耐酸性、耐碱性、耐火极限均有大幅提高。本申请可广泛应用于建筑领域，尤其是高层建筑领域，在实际应用中可以有效延缓火势的发展，阻止火焰蔓延。

Description

一种防火涂料及包覆该涂料的建筑用H型钢结构件

技术领域

本申请涉及一种防火涂料，具体而言涉及一种在建筑，尤其是高层建筑上使用的具有防火功能、并且具有耐高温、耐水、耐碱、耐湿热、耐盐综合性能的防火涂料。本申请还提供一种包覆该涂料的H型钢结构件。

背景技术

目前我国建筑工程中仍在大量采用钢筋砼和砖混结构的模式，最终大量报废的混凝土块无法回收利用、难以分解，从长期发展看这种建筑方式对生态环境破坏较大。另一方面由于随着我国经济的发展，涌现出越来越多的大型钢结构建筑物，如体育场馆、高层建筑、超高层建筑、大型商场超市、各工业厂房、展厅、桥梁等。这种大型或超大型建筑需要建筑主体结构具备重量轻、强度大的特点，采用传统的施工方式已不能满足这种要求。而以H型钢作为建筑结构的主要结构材料，由于强度高、自重轻、延性好、施工周期短等特点使其在建筑领域得到了广泛的应用。另外，H型钢材料由于可完全回收重复利用，对环境的影响极小，因此H型钢在建筑钢结构领域享有“绿色建材”的美誉。

虽然钢材是一种非燃烧性材料，但它是一种耐热而不耐火的材料，抗火性能差是钢结构的致命弱点，一旦钢结构遇到火灾，高温度下的钢材性能会逐渐变化其力学性能，而结构件失去的力学性能将影响整个结构的安全。

在钢结构温度达到350℃时其强度下降约三分之一，在500℃左右，其机械强度几乎丧失，从而导致钢结构件失去承载力，而在火灾现场，火场的温度很容易达到800℃以上，直接裸露的钢结构件会产生塑性变形，失去工作能力，甚至会影响整个结构从而引起倒塌，因此对钢结构件采取一定的防火措施进行保护是必要的。

目前国内外对钢结构的防火措施从原理上来说分为疏导法和截流法，而截流法又分为外包封法、屏蔽法、喷涂法。防火涂料作为一种涂覆在钢结构件表面，具有隔热、防燃、阻燃功能的材料得到广泛应用，在建筑材料中使用可以有效延缓火势的发展，阻止火焰蔓延。

发明内容

本申请的目的之一是提供一种防火涂料，所述防火涂料由基料和填料组成。

所述基料由钠水玻璃、硅溶胶和水组成。

所述基料的重量配比为：钠水玻璃35-45%，硅溶胶5-15%，水40-60%。

所述填料由粉煤灰、钛白粉、滑石粉、膨胀石墨、云母粉、硅酸铝纤维、可再分散乳胶粉、羟乙基纤维素、偶联剂、减水剂、粉状消泡剂、缩合磷酸铝和颜料组成。

所述填料的重量配比为：粉煤灰50-70%、钛白粉5-10%、滑石粉5-10%、膨胀石墨3-5%、云母粉5-10%、硅酸铝纤维1-3%、可再分散乳胶粉5-10%、羟乙基纤维素0.2-0.4%、偶联剂0.1-0.3%、减水剂0.3-0.6、粉状消泡剂0.1-0.2%、缩合磷酸铝1.5-3%、颜料2-10%。

优选填料的重量配比为：粉煤灰60-70%、钛白粉5-8%、滑石粉5-7%、膨胀石墨3-4%、云母粉5-6%、硅酸铝纤维1-2%、可再分散乳胶粉5-6%、羟乙基纤维素0.2-0.3%、偶联剂0.1-0.2%、减水剂0.3-0.4、粉状消泡剂0.1-0.2%、缩合磷酸铝1.5-3%、颜料2-3%。

所述防火涂料的基料和填料混合配比为1-1.5：1，优选1.5：1。

本申请另一目的是提供一种防火涂料层的制备方法，制备基料时按上述配比混合，并进行充分搅拌10-60min。制备填料时首先按上述比例混合，然后进行研磨加工10-60min。然后将制备好的基料和填料混合，使用喷涂、刷涂工艺进行施工，得到涂层厚度在1-3mm的超薄型钢结构防火涂料。优选保证填料的细度比表面积不低于500m²/kg。

本申请的另一目的是提供一种具有防火功能的H型钢结构件，包括腹板、上翼板、下翼板，其特征在于：在腹板、上翼板、下翼板的外表面包覆有防火涂料层。

防火涂料层由上述防火涂料构成，其厚度为1-3mm，优选2±0.2mm。

本申请的另一目的是提供一种包覆有上述防火涂料的H型钢结构件，其化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：不超过1.00%，Cu：不超过0.20%，Ti、Nb、V中的至少一种，Cr、Mo、Ni中的至少一种，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素。上述部分对含量的限定均为质量百分比，同理，在下文中所有出现的含量均为质量百份比。

本申请的另一目的是提供一种包覆有上述防火涂料的H型钢结构件，其化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：0.50-1.00%，Cu：0.15-0.20%，Ti：0.01-0.02%，Nb：0.05-0.10%，V：0.03-0.05%，Cr：0.10-0.20%，Mo：0.02-0.03%，Ni：0.05-0.08%，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

本申请的另一目的是提供一种包覆有上述防火涂料的H型钢结构件，其化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：0.50-1.00%，Cu：0.15-0.20%，Ti：0.01-0.02%，Nb：0.05-0.10%，V：0.03-0.05%，Cr：0.10-0.20%，Mo：0.02-0.03%，Ni：0.05-0.08%，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中Ti、Nb、V的用量之比优选为1：6-7：3-4，其中Cr、Mo、Ni的用量之比优选为5-6：1：2-4。

上述任意一种H型钢结构件屈服强度大于480-500MPa，抗拉强度为620-670MP，且具有良好的韧性和焊接性能。

有益效果：涂覆于H型钢结构件的防火涂料的各项试验技术指标同国家标准(GB14907-2002 )相比较，其各项指标均有提高(涂层厚度均为2±0.2mm)。其中粘接强度不低于1Mpa，耐水性不低于720h（国家标准仅为24h），冷热循环不低于100h（国家标准仅为15h），耐湿热性不低于1500h，耐酸性不低于400h，耐碱性不低于2000h，耐火极限提升到1.5h。

附图说明

附图1是实施例1的H型钢结构的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

一种防火涂料，其由基料和填料组成。所述基料由钠水玻璃、硅溶胶和水组成。所述基料的重量配比为：钠水玻璃35-45%，硅溶胶5-15%，水40-60%。所述填料由粉煤灰、钛白粉、滑石粉、膨胀石墨、云母粉、硅酸铝纤维、可再分散乳胶粉、羟乙基纤维素、偶联剂、减水剂、粉状消泡剂、缩合磷酸铝和颜料组成。所述填料的重量配比为：粉煤灰50-70%、钛白粉5-10%、滑石粉5-10%、膨胀石墨3-5%、云母粉5-10%、硅酸铝纤维1-3%、可再分散乳胶粉5-10%、羟乙基纤维素0.2-0.4%、偶联剂0.1-0.3%、减水剂0.3-0.6、粉状消泡剂0.1-0.2%、缩合磷酸铝1.5-3%、颜料2-10%。所述防火涂料的基料和填料混合配比为1.5：1。

将防火涂料涂布于H型钢结构件上形成防火涂料层，制备时先将基料时按配比混合，并进行充分搅拌10-60min。制备填料时也先按比例混合，然后进行研磨加工10-60min。然后将制备好的基料和填料混合，使用喷涂、刷涂工艺进行施工，得到涂层厚度在2±0.2mm的超薄型钢结构防火涂料。

所使用的H型钢结构件，包括腹板1、上翼板2、下翼板3。涂覆时在腹板、上翼板、下翼板的外表面均包覆上防火涂料层4。

其中H型钢结构件的化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：0.50-1.00%，Cu：0.15-0.20%，Ti：0.01-0.02%，Nb：0.05-0.10%，V：0.03-0.05%，Cr：0.10-0.20%，Mo：0.02-0.03%，Ni：0.05-0.08%，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

以上最佳实施例仅用于说明而非限制本申请的技术方案，本领域技术人员应当理解，依然可以对本申请进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本申请的权利要求范围之中。

Claims

1.一种防火涂料，所述防火涂料由基料和填料组成；

所述基料由钠水玻璃、硅溶胶和水组成；

所述基料的重量配比为：钠水玻璃35-45%，硅溶胶5-15%，水40-60%；

所述填料由粉煤灰、钛白粉、滑石粉、膨胀石墨、云母粉、硅酸铝纤维、可再分散乳胶粉、羟乙基纤维素、偶联剂、减水剂、粉状消泡剂、缩合磷酸铝和颜料组成；

所述填料的重量配比为：粉煤灰50-70%、钛白粉5-10%、滑石粉5-10%、膨胀石墨3-5%、云母粉5-10%、硅酸铝纤维1-3%、可再分散乳胶粉5-10%、羟乙基纤维素0.2-0.4%、偶联剂0.1-0.3%、减水剂0.3-0.6、粉状消泡剂0.1-0.2%、缩合磷酸铝1.5-3%、颜料2-10%；

所述防火涂料的基料和填料混合配比为1-1.5：1。

2.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于：

所述填料的重量配比为：粉煤灰60-70%、钛白粉5-8%、滑石粉5-7%、膨胀石墨3-4%、云母粉5-6%、硅酸铝纤维1-2%、可再分散乳胶粉5-6%、羟乙基纤维素0.2-0.3%、偶联剂0.1-0.2%、减水剂0.3-0.4、粉状消泡剂0.1-0.2%、缩合磷酸铝1.5-3%、颜料2-3%。

3.根据权利要求1所述的防火涂料，其特征在于：

防火涂料的基料和填料混合配比为1.5：1。

4.根据权利要求2所述的防火涂料，其特征在于：

防火涂料的基料和填料混合配比为1.5：1。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的防火涂料，其特征在于：

所述防火涂料的粘接强度不低于1Mpa，耐水性不低于720h，冷热循环不低于100h，耐湿热性不低于1500h，耐酸性不低于400h，耐碱性不低于2000h，耐火极限提升到1.5h。

6.一种具有防火功能的H型钢结构件，包括腹板、上翼板、下翼板，其特征在于：在腹板、上翼板、下翼板的外表面包覆有防火涂料层，其中所述防火涂料层由权利要求1-5任意一项所述的防火涂料涂覆而成。

7.根据权利要求6所述的H型钢结构件，其特征在于：所述防火涂料层厚度为1-3mm。

8.根据权利要求6所述的H型钢结构件，其特征在于：所述防火涂料层厚度为2±0.2mm。

9.根据权利要求6所述的H型钢结构件，其特征在于：

所述H型钢结构件的化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：不超过1.00%，Cu：不超过0.20%，Ti、Nb、V中的至少一种，Cr、Mo、Ni中的至少一种，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素，上述部分对含量的限定均为质量百分比。

10.根据权利要求9所述的H型钢结构件，其特征在于：

所述H型钢结构件的化学成份组成为：C：不超过0.015%，Si：0.20-0.35%，Mn：0.50-1.00%，Cu：0.15-0.20%，Ti：0.01-0.02%，Nb：0.05-0.10%，V：0.03-0.05%，Cr：0.10-0.20%，Mo：0.02-0.03%，Ni：0.05-0.08%，P≤0.015%，S≤0.015%，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中Ti、Nb、V的用量之比为1：6-7：3-4，其中Cr、Mo、Ni的用量之比为5-6：1：2-4。