2008年8月武 警 学 院 学 报A ug .2008第24卷第8期J OURNAL OF C H I NESE PEO PLE S ARM ED POL ICE FORCE ACADE M YV o.l 24N o .8收稿日期:2008-02-25作者简介:潘烽(1973 ),男,山西文水人,工程师;周旭明(1964 ),男,山西太原人,工程师。
防火涂料性能要求及测试方法探讨!潘 烽,周旭明(山西省消防总队,山西太原 030001)摘 要:介绍了饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料以及混凝土防火涂料的理化性能要求及防火性能要求,重点阐述了这些防火涂料防火性能的测试方法。
关键词:防火涂料;性能要求;测试方法中图分类号:D631.6 文献标识码:A 文章编号:1008-2077(2008)08-0055-04防火涂料是一种集装饰和防火为一体的特种涂料品种,当涂覆于被保护物表面时,平时不但具有一定的装饰效果,而且还具有防腐、防锈、耐湿热、耐水、耐酸碱等性能,一旦火灾发生,由于防火涂料具有显著的防火隔热效果,则能有效阻止火焰蔓延,从而达到防止火灾发生和发展的目的。
防火涂料按使用范围划分,目前主要分为四类产品,即饰面型防火涂料、电缆防火涂料、钢结构防火涂料、混凝土结构防火涂料(混凝土构件防火涂料及隧道防火涂料)。
按照各类防火涂料保护对象不同,因而其性能要求也有区别,我国已颁布实施的上述四类防火涂料产品的国家标准或公共安全行业标准分别对其技术要求和试验方法作了明确规定。
防火涂料类产品质量的测试内容包括三个方面,即防火涂料的外观、涂料形成涂膜后的理化性能及涂料形成涂膜后的防火隔热性能。
下面简要阐述上述四类防火涂料产品的技术要求,重点探讨其测试方法。
1 饰面型防火涂料为确保饰面型防火涂料产品质量,我国早在1990年颁布实施了GB12441-1990∀饰面型防火涂料通用技术条件#,该标准规定了产品的技术要求和测试方法,随着产品技术水平和产品质量的不断提高,该标准分别于1998年和2005年两次进行了修订,最新标准为GB12441-2005∀饰面型防火涂料#。
1.1 产品的质量要求及判定准则GB12441-2005规定了饰面型防火涂料的外观要求包括在容器中的状态、涂料的细度,涂膜的理化性能及涂膜的防火阻燃性能。
1.1.1 产品的质量要求及缺陷分类涂料的外观要求(C 类缺陷):涂料在容器中的状态应满足无结块,经搅拌后呈均匀状态;细度(C 类缺陷)不能大于90 m;干燥时间(C 类缺陷)表干:∃5h ,实干:∃24h;附着力(A 类缺陷)∃3级;柔韧性(B 类缺陷)∃3mm;耐冲击性(B 类缺陷)%20c m;耐水性(B 类缺陷):经24h 试验,不起皱,不剥落,起泡在标准状态下24h 能基本恢复,允许轻微失光和变色;耐湿热性(B 类缺陷):经48h 试验,涂膜无起泡、无脱落,允许轻微失光和变色;耐燃时间(A 类缺陷)%15m in ;火焰传播比值(A 类缺陷)∃25;质量损失(A 类缺陷)∃5.0g ;炭化体积(A 类缺陷)∃25c m 3。
1.1.2 判定准则GB12441规定的耐燃时间、火焰传播比值、质量损失和炭化体积的技术要求,从三个方面规定了防火涂料的防火性能。
耐燃时间的长短决定了涂膜隔热性的优劣,火焰传播比值的大小决定了涂膜受火火焰蔓延的大小,质量损失和炭化体积的大小决定&55&∀武警学院学报#2008年第8期(总第146期)&防火技术&了涂膜受火阻火性能的优劣。
产品质量合格判定准则为:A=0、B∃1、B+C∃2,即经测试产品不合格项应符合上述判定准则要求,则综合评价产品质量合格。
1.2 测试方法试件养护和理化性能试验的环境条件应满足温度23∋2(,湿度(50∋5)%。
理化性能试件制备按照GB/T1727规定的方法进行,防火性能试件制备分别按GB12441的附录A、附录B和附录C进行。
在容器中的状态、细度、干燥时间、附着力、柔韧性、耐冲击性、耐水性、耐湿热性八个项目的测试方法见GB12441-2005第5部分。
耐燃时间按GB12441附录A规定的方法进行。
火焰传播比值按GB12441附录B规定的方法进行,该方法修改采用了ASTM3806标准。
质量损失和炭化体积按GB12441附录C规定的方法进行,该方法修改采用了ASTM1360标准。
2 电缆防火涂料国际电工委员会和世界许多发达国家制定了一系列考核电缆阻燃性能的试验方法,但真正用于测试电缆防火涂料阻燃性能试验的方法还没有。
1998年以前我国的电缆防火涂料绝大多数沿用饰面型防火涂料的试验方法进行试验。
由于无法对该类产品的质量进行科学的检验,导致产品性能要求和试验方法不一致。
为此公安部于1998年6月发布了公共安全行业标准∀电缆防火涂料通用技术条件# (GA181-1998),该标准规定电缆防火涂料燃烧性能试验采用GB/T12666.5-1990∀成束电缆燃烧试验方法#(等效采用I EC60332-3),并根据电缆防火涂料在实际工程应用中的要求确定了相应的理化性能技术指标及试验方法。
2.1 产品的质量要求及判定准则GA181-1998规定了电缆防火涂料的外观要求包括在容器中的状态、涂料的细度、粘度,涂膜的理化性能及涂膜的阻燃性能。
2.1.1 产品的质量要求及缺陷分类涂料的外观要求(C类缺陷):涂料在容器中的状态应满足无结块,经搅拌后呈均匀状态;细度(C 类缺陷)∃90 m;粘度(C类缺陷):%70;干燥时间(C类缺陷),表干∃5h,实干∃24h;耐油性(B类缺陷):浸泡7d,涂层无起皱无剥落,无起泡或在标准环境条件下24h能基本恢复,允许轻微变色;耐盐性(B类缺陷):浸泡3d,涂层无起皱无剥落,无起泡或在标准环境条件下24h能基本恢复,允许轻微失光;耐湿热性(B类缺陷):经过7d试验,涂层无起泡,无脱落,允许轻微失光;耐冷热循环性(B类缺陷):经15次循环,涂层无起泡,无脱落,允许出现2条以下的裂纹;抗弯性(A类缺陷):涂层不起层、不脱落,允许出现8条以下的裂纹;阻燃性(A类缺陷):炭化高度∃2.5m,炭化高度是涂料涂刷在电缆表面后形成的涂膜规定的阻燃性能的技术要求。
2.1.2 判定准则产品质量合格判定准则为:A=0、B∃1、B+C∃2,即经测试产品不合格项应符合上述判定准则要求,则综合评价产品质量合格。
2.2 测试方法试件养护和涂料的耐油性、耐盐性及抗弯性三项试验的环境条件应满足温度23∋2(,湿度(50∋5)%的要求。
试件制备应符合GA181-1998的第5.1条的规定。
在容器中的状态、细度、粘度、干燥时间、耐油性、耐盐性、耐湿热性、耐冷热循环性、抗弯性、阻燃性等各项目的测试方法见GA181-1998的第5部分。
阻燃性试验方法非等效采用了I EC 60332-3。
3 钢结构防火涂料钢结构防火涂料按其涂层厚度分为三类:(1)H 类为厚型钢结构防火涂料,涂层厚度大于7mm且小于或等于45mm,粒状表面,密度较小,热导率低,耐火极限可达2.0~3.5h,又称为钢结构防火隔热涂料。
(2)B类为薄型钢结构防火涂料,涂层厚度一般大于3mm且小于或等于7mm,有一定装饰效果,高温时膨胀形成耐火隔热层,耐火极限可达1.0~ 2.0h。
(3)CB类为超薄型钢结构防火涂料,涂层厚度小于或等于3mm,具有较好的装饰效果,高温时膨胀形成耐火、隔热层,一般应用在耐火极限要求1.0 ~2.0h的钢结构中。
B类和CB类均为钢结构膨胀防火涂料。
根据钢结构防火涂料的使用场所可分为:室内构防火涂料主要应用于工业厂房与民用建筑中的室内钢构件表面。
室外钢结构防火涂料主要应用于石化企业等露天钢结构表面,具有良好的耐久性以满足室外使用要求。
随着20世纪90年代初钢结构防火涂料的广泛应用,为确保钢结构防火涂料产品质& 56 &潘 烽,等:防火涂料性能要求及测试方法探讨量,规范钢结构防火保护市场,我国于1994年颁布实施了∀钢结构防火涂料通用技术条件#(GB14907-1994),该标准规定了产品的技术要求和测试方法,随着产品种类的增加和产品质量的不断提高,该标准于2002年进行了修订,最新标准为GB14907-2002。
新标准对室外涂料及超薄型涂料的试验方法和性能要求作出了专门规定,并对原标准内容作了部分调整,使新标准得到充实和完善。
室外涂料规定耐久性(耐曝热、耐湿热、耐酸、耐碱、耐冻融循环、耐盐雾腐蚀)检验,各类涂料增加腐蚀性技术要求,少数原有技术要求被取消,如抗弯性、抗振性、热导率等。
3.1 产品的质量要求及判定准则3.1.1 产品的质量要求及缺陷分类产品的质量要求为:(1)用于制造防火涂料的原料应不含石棉和甲醛,不宜采用苯类溶剂。
(2)防火涂料可用喷涂、抹涂、辊涂、刮涂或刷涂等方法中的任何一种或多种方法方便地施工,并能在通常的自然环境条件下干燥固化。
(3)复层涂料应相互配套。
底层涂料应能同普通的防锈漆配合使用,或者底层涂料自身具有防锈性能。
(4)涂层实干后不应有刺激性气味。
(5)钢结构防火涂料的技术性能应符合有关规定。
3.1.2 判定准则钢结构防火涂料除耐火性能(不合格属A,不允许出现)外,理化性能允许出现少量B 类(重)缺陷和C 类(轻)缺陷,当室内防火涂料的B ∃1且B+C ∃3,室外防火涂料的B ∃2且B +C ∃4时,可综合判定该产品质量合格。
除耐火性能外,其它不合格项允许加倍复检。
3.2 测试方法耐火试验试件采用I36b 或I 40b 标准工字钢梁,经除锈后刷涂()防锈剂(若该涂料不腐蚀钢材,可不使用防锈剂但宜增加腐蚀性检验),干燥后按产品说明书规定的施工工艺喷涂(或刷涂、抹涂)该涂料至规定厚度,经养护达到规定的试验条件。
试验时,在钢梁上翼缘覆盖砼板形成涂覆钢梁试件,砼板中间断开且与钢梁无结构联系,并按设计荷载加载。
钢梁计算跨度5630mm,砼板截面尺寸550mm )150mm,外荷载总量132kN (I 40b 标准工字钢梁的外荷载总量为183kN ),试件截面见图1。
理化性能试件按GB14907-2002规定进行。
涂料组分、施工工艺与耐火试验试件完全相同,但不应包含涂层的加固措施(如包石棉布、玻纤布、铁丝网等),两类试件的制作宜同期进行。
各类钢结构防火涂料分别按对应的技术指标按GB14907-2002规定的试验方法进行试验。
图1 试件截面4 混凝土结构防火涂料随着建筑工业化进程的不断推进,采用现浇混凝土结构的建构筑物仍然占建筑行业的绝大部分,尤其是交通构筑物和改建的建筑物,火灾中的破坏结果是失稳脆断垮塌,防火安全仍然是关注的焦点,因此大量混凝土结构防火涂料得以广泛应用,为确保产品质量,我国于1995年颁布实施了∀预应力混凝土楼板防火涂料通用技术条件#(GA98-1995),该标准规定了产品的技术要求和测试方法,随着产品种类的增加和产品质量的不断提高,该标准于2005年进行了修订,最新标准为∀混凝土结构防火涂料#(GA98-2005)。