蛭石是一种含铁、镁的铝硅酸盐类矿物质,具有层状结构,层间有结晶水。它受热膨胀时,会像水蛭一样蠕动,故名蛭石。蛭石经过晾干、破碎、筛选,在850~1000的温度下煅烧,颗粒会膨胀20倍以上,形成膨胀蛭石。其密度为80~200kg/m3,热导率为0.17~0.25W/(m·K),耐火性能强,吸声、隔声性能好,无味,是防火涂料的重要掺材。
是否防火涂料的涂层越厚,它的耐火性能就越好呢?一般来说是这样的,对非膨胀型防火涂料来说,正是依赖于它本身的难燃性和不燃性来阻止火焰传播。所以,涂层越厚,高温下形成的一种釉状物也越厚,防火涂料的隔热效果也会得到提高。对膨胀型防火涂料来说,涂层厚,受火膨胀发泡,形成隔绝氧气和隔热的泡沫层也愈厚,同时部分含氮防火涂料分解出的[NO]、[NH3]等基团增多,与有机游离基化合,中断链锁反应的效果也好。所以,从提高耐火性能来说,防火涂料处理时,涂层越厚越好。
钢结构作为高层建筑结构的一种形式,以其强度高、质量轻,并有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点,在建筑业中得到广泛应用,尤其在层及大跨度建筑等方面显示出强大的生命力。截止1990年底,世界上高200m以上的100栋层建筑中钢结构占了79%。以来,随着国际间技术交流与合作的加强,钢结构应用技术在中国得到了蓬勃发展,高层和层建筑迅速增长。据1995年的统计资料,中国建成的100幢层建筑中钢结构占37%,多数是近几年兴建的。随着中国城市规模的发展,钢结构在中国建筑业的应用具有非常广阔的前景。但由于钢结构自身不燃,钢结构的防火隔热保护问题曾一度被人们忽视。
涂层厚度在3~7mm的钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。该类涂料受火时能膨胀发泡,以膨胀发泡所形成的耐火隔热层延缓钢材的升温,保护钢构件。这类钢结构涂料一般是用合适的乳胶聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火涂料,要求选用的乳液聚合物对钢基材具有良好附着力、耐久性和耐水性。常用作这类防火涂料基料的乳液聚合物有苯乙烯改性的丙烯酸乳液、聚醋酸乙烯乳液、偏氯乙烯乳液等。
对于用水性乳液作基料的防火涂料,阻燃添加剂、颜料及填料是分散到水中的,因而水实际上起分散载体的作用,为了使粒状的各种添加剂能更好地分散,还加入分散剂,如常用的六偏磷酸钠等。该类钢结构防火涂料在生产过程中一般都分为3步:步先将各种阻燃添加剂分散在水中,然后研磨成规定细度的浆料;第二步再用基料(乳液)进行配漆;第三步在浆料中配以无机轻质材料、增强材料等搅拌均匀。该涂料一般分为底层(隔热层)和面层(装饰层),其装饰性比厚涂型好,施工采用喷涂,一般使用在耐火极限要求不超过2h的建筑钢结构上。
钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。