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鋼結構防火涂料應用技術規范

中國工程建設標準化協會標準

鋼結構防火涂料應用技術規范
REGULATION OF APPLICATION TECHNOLOGY
OF FIRE RESISTIVE COATING FOR STEEL STRUCTURE

CECS24∶90

 

          主編單位:公安部四川消防科學研究所
          審查單位:全國工程防火防爆標準技術委員會
          批準單位:中國工程建設標準化協會
          批準日期:1990年9月10日

 

目 錄

 第一章 總 則
 第二章 防火涂料及涂層厚度
 第三章 鋼結構防火涂料的施工
  第一節 一般規定
  第二節 質量要求
  第三節 薄涂型鋼結構防火涂料施工
  第四節 厚涂型鋼結構防火涂料施工
 第四章 工程驗收
 附錄一 名詞解釋
 附錄二 鋼結構防火涂料試驗方法
 附錄三 鋼結構防火涂料施用厚度計算方法
 附錄四 鋼結構防火涂料涂層厚度測定方法
 附錄五 本規范用詞說明 

 

第一章 總 則

 第1.0.1條 為貫徹實施國家的有關建筑防火規范,使用防火涂料保護鋼結構,提高其耐火極限,做到安全可靠、技術先進、經濟合理,特制訂本規范。
 第1.0.2條 本規范適用于建筑物及構筑物鋼結構防火保護涂層的設計、施工和驗收。
 第1.0.3條 鋼結構防火涂料的應用,除遵守本規范外,尚應遵守國家有關防火規范及其他現行規定。

第二章 防火涂料及涂層厚度

 第2.0.1條 鋼結構防火涂料分為薄涂型和厚涂型兩類,其產品均應通過國家檢測機構檢測合格,方可選用。
 第2.0.2條 薄涂型鋼結構防火涂料的主要技術性能按附錄二的有關方法試驗,其技術指標應符合表2.0.2的規定。

  薄涂型鋼結構防火涂料性能     表2.0.2

 第2.0.3條 厚涂型鋼結構防火涂料的主要技術性能按附錄二的有關方法試驗,其技術指標應符合表2.0.3的規定。

 涂型鋼結構防火涂料性能    表2.0.3


                 
續表2.0.3

 第2.0.4條 采用鋼結構防火涂料時,應符合下列規定:
  一、室內裸露鋼結構、輕型屋蓋鋼結構及有裝飾要求的鋼結構,當規定其耐火極限在1.5h及以下時,宜選用薄涂型鋼結構防火涂料。
  二、室內隱蔽鋼結構、高層全鋼結構及多層廠房鋼結構,當規定其耐火極限在1.5h以上時,應選用厚涂型鋼結構防火涂料。
  三、露天鋼結構,應選用適合室外用的鋼結構防火涂料。
 第2.0.5條 用于保護鋼結構的防火涂料應不含石棉,不用苯類溶劑,在施工干燥后應沒有刺激性氣味;不腐蝕鋼材,在預定的使用期內須保持其性能。
 第2.0.6條 鋼結構防火涂料的涂層厚度,可按下列原則之一確定:
  一、按照有關規范對鋼結構不同構件耐火極限的要求,根據標準耐火試驗數據選定相應的涂層厚度。
  二、根據標準耐火試驗數據,參照本規范附錄三計算確定涂層的厚度。
 第2.0.7條 施加給鋼結構的涂層質量,應計算在結構荷載內,不得超過允許范圍。
 第2.0.8條 保護裸露鋼結構以及露天鋼結構的防火涂層,應規定出外觀平整度和顏色裝飾要求。
 第2.0.9條 鋼結構構件的防火噴涂保護方式,宜按圖2.90選用。

2.0.9 鋼結構防火保護方式
(a)工字型柱的保護;(b)方型柱的保護;(c)管型構件的保
護;(d)工字梁的保護;(e)樓板的保護

第三章 鋼結構防火涂料的施工

第一節 一般規定

 第3.1.1條 鋼結構防火噴涂保護應由經過培訓合格的專業施工隊施工。施工中的安全技術和勞動保護等要求,應按國家現行有關規定執行。
 第3.1.2條 當鋼結構安裝就位,與其相連的吊桿、馬道、管架及其他相關連的構件安裝完畢,并經驗收合格后,方可進行防火涂料施工。
 第3.1.3條 施工前,鋼結構表面應除銹,并根據使用要求確定防銹處理。除銹和防銹處理應符合現行《鋼結構工程施工與驗收規范》中有關規定。
 第3.1.4條 鋼結構表面的雜物應清除干凈,其連接處的縫隙應用防火涂料或其他防火材料填補堵平后方可施工。
 第3.1.5條 施工防火涂料應在室內裝修之前和不被后繼工程所損壞的條件下進行。施工時,對不需作防火保護的部位和其他物件應進行遮蔽保護,剛施工的涂層,應防止臟液污染和機械撞擊。
 第3.1.6條 施工過程中和涂層干燥固化前,環境溫度宜保持在5~38℃,相對濕度不宜大于90%,空氣應流通。當風速大于5m/s,或雨天和構件表面有結露時,不宜作業。

第二節 質量要求

 第3.2.1條 用于保護鋼結構的防火涂料必須有國家檢測機構的耐火極限檢測報告和理化性能檢測報告,必須有防火監督部門核發的生產許可證和生產廠方的產品合格證。
 第3.2.2條 鋼結構防火涂料出廠時,產品質量應符合有關標準的規定。并應附有涂料品種名稱、技術性能、制造批號、貯存期限和使用說明。
 第3.2.3條 防火涂料中的底層和面層涂料應相互配套,底層涂料不得銹蝕鋼材。
 第3.2.4條 在同一工程中,每使用100t薄涂型鋼結構防火涂料應抽樣檢測一次粘結強度;每使用500t厚涂型鋼結構防火涂料應抽樣檢測一次粘結強度和抗壓強度。

第三節 薄涂型鋼結構防火涂料施工

 第3.3.1條 薄涂型鋼結構防火涂料的底涂層(或主涂層)宜采用重力式噴槍噴涂,其壓力約為0.4MPa。局部修補和小面積施工,可用手工抹涂。面層裝飾涂料可剛涂、噴涂或滾涂。
 第3.3.2條 雙組份裝的涂料,應按說明書規定在現場調配;
  單組份裝的涂料也應充分攪拌。噴涂后,不應發生流淌和下墜。
 第3.3.3條 底涂層施工應滿足下列要求:
  一、當鋼基材表面除銹和防銹處理符合要求,塵土等雜物清除干凈后方可施工。
  二、底層一般噴2~3遍,每遍噴涂厚度不應超過2.5mm,必須在前一遍干燥后,再噴涂后一遍。
  三、噴涂時應確保涂層完全閉合,輪廓清晰。
  四、操作者要攜帶測厚針檢測涂層厚度,并確保噴涂達到設計規定的厚度。
  五、當設計要求涂層表面要平整光滑時,應對最后一遍涂層作抹平處理,確保外表面均勻平整。
 第3.3.4條 面涂層施工應滿足下列要求:
  一、當底層厚度符合設計規定,并基本干燥后,方可施工面層。
  二、面層一般涂飾1~2次,并應全部覆蓋底層。涂料用量為0.5~1kg/m2
  三、面層應顏色均勻,接槎平整。

 

第四節 厚涂型鋼結構防火涂料施工

 第3.4.1條 厚涂型鋼結構防火涂料宜采用壓送式噴涂機噴涂,空氣壓力為0.4~0.6MPa,噴槍口直徑宜為6~10mm。
 第3.4.2條 配料時應嚴格按配合比加料或加稀釋劑,并使稠度適宜,邊配邊用。
 第3.4.3條 噴涂施工應分遍完成,每遍噴涂厚度宜為5~10mm,必須在前一遍基本干燥或固化后,再噴涂后一遍。噴涂保護方式、噴涂遍數與涂層厚度應根據施工設計要求確定。
 第3.4.4條 施工過程中,操作者應采用測厚針檢測涂層厚度,直到符合設計規定的厚度,方可停止噴涂。
 第3.4.5條 噴涂后的涂層,應剔除乳突,確保均勻平整。
 第3.4.6條 當防火涂層出現下列情況之一時,應重噴:
  一、涂層干燥固化不好,粘結不牢或粉化、空鼓、脫落時。
  二、鋼結構的接頭、轉角處的涂層有明顯凹陷時。
  三、涂層表面有浮漿或裂縫寬度大于1.0mm時。
  四、涂層厚度小于設計規定厚度的85%時,或涂層厚度雖大于設計規定厚度的85%,但未達到規定厚度的涂層之連續面積的長度超過1m時。

第四章 工程驗收

 第4.0.1條 鋼結構防火保護工程竣工后,建設單位應組織包括消防監督部門在內的有關單位進行竣工驗收。
 第4.0.2條 竣工驗收時,檢測項目與方法如下:
  一、用目視法檢測涂料品種與顏色,與選用的樣品相對比。
  二、用目視法檢測涂層顏色及漏涂和裂縫情況,用0.75~1kg榔頭輕擊涂層檢測其強度等,用1m直尺檢測涂層平整度。
  三、按本規范附錄四的規定檢測涂層厚度。
 第4.0.3條 薄涂型鋼結構防火涂層應符合下列要求:
  一、涂層厚度符合設計要求。
  二、無漏涂、脫粉、明顯裂縫等。如有個別裂縫,其寬度不大于0.5mm。
  三、涂層與鋼基材之間和各涂層之間,應粘結牢固,無脫層、空鼓等情況。
  四、顏色與外觀符合設計規定,輪廓清晰,接槎平整。
 第4.0.4條 厚涂型鋼結構防火涂層應符合下列要求:
  一、涂層厚度符合設計要求。如厚度低于原訂標準,但必須大于原訂標準的85%,且厚度不足部位的連續面積的長度不大于1m,并在5m范圍內不再出現類似情況。
  二、涂層應完全閉合,不應露底、漏涂。
  三、涂層不宜出現裂縫。如有個別裂縫,其寬度不應大于1mm。
  四、涂層與鋼基材之間和各涂層之間,應粘結牢固,無空鼓、脫層和松散等情況。
  五、涂層表面應無乳突。有外觀要求的部位,母線不直度和失圓度允許偏差不應大于8mm。
 第4.0.5條 驗收鋼結構防火工程時,施工單位應具備下列文件:
  一、國家質量監督檢測機構對所用產品的耐火極限和理化力學性能檢測報告。
  二、大中型工程中對所用產品抽檢的粘結強度、抗壓強度等檢測報告。
  三、工程中所使用的產品的合格證。
  四、施工過程中,現場檢查記錄和重大問題處理意見與結果。
  五、工程變更記錄和材料代用通知單。
  六、隱蔽工程中間驗收記錄。
  七、工程竣工后的現場記錄。

附錄一 名詞解釋

 

名  詞

說    明

鋼結構防火涂料

施涂于建筑物和構筑物鋼結構構件表面,能形成耐火隔熱保護層,以提高鋼結構耐火極限的涂料。按其涂層厚度及性能特點可分為薄涂型和厚涂型兩類

薄涂型鋼結構防火涂料(B類)

涂層厚度一般為2~7mm,有一定裝飾效果,高溫時膨脹增厚,耐火隔熱,耐火極限可達0.5~1.5h。又稱為鋼結構膨脹防火涂料。

厚涂型鋼結構
防火涂料(H類)

涂層厚度一般為8~50mm,呈粒狀面,密度較小熱導率低,耐火極限可達0.5~3.0x。又稱為鋼結構防火隔熱涂料

裸露鋼結構

建筑物或構筑物竣工后仍然露明的鋼結構,如體育場館、工業廠房等的鋼結構

隱蔽鋼結構

建筑物或構筑物竣工后,已經被圍護、裝修材料遮蔽、隔離的鋼結構,如影劇院、百貨樓、禮堂、辦公大廈、賓館等的鋼結構

露天鋼結構

建筑物或構筑物竣工后,極露置于大氣中,無屋蓋防雨防風的鋼結構,如石油化工廠、石油鉆井平臺、液化石油汽貯罐支柱鋼結構等

附錄二 鋼結構防火涂料試驗方法

  一、鋼結構防火涂料耐火極限試驗方法:
  將待測涂料按產品說明書規定的施工工藝施涂于標準鋼構件(例如I36b或I40a工字鋼)上,采用國家標準《建筑構件耐火試驗方法》(GB9978-88),試件平放在臥式爐上,燃燒時三面受火。試件支點內外非受火部分的長度不應超過300mm。按設計荷載加壓,進行耐火試驗,測定某一防火涂層厚度保護下的鋼構件的耐火極限,單位為h。
  二、鋼結構防火涂料粘結強度試驗方法:
  參照《合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料》(GB9153-88)6.12條粘結強度試驗進行。
  1.試件準備:將待測涂料按說明書規定的施工工藝施涂于70mm×70mm×10mm的鋼板上(見附圖2.1)



附圖2.1  測粘結強度的試件


薄涂型膨脹防火涂料厚度δ為3~4mm,厚涂型防火涂料厚度δ為8~10mm。抹平,放在常溫下干燥后將涂層修成50mm×50mm,再用環氧樹脂將一塊50mm×50mm×(10~15)mm的鋼板粘結在涂層上,以便試驗時裝夾。
  2.試驗步著:將準備好的試件裝在試驗機上,均勻連續加荷至試件涂層破裂為止。
  粘結強度按下式計算:

式中fb——粘結強度(MPa);
  F——破壞荷載(N);
  A——涂層與鋼板的粘結面面積(mm2)。
  每次試驗,取5塊試件測量,剔除最大和最小值,其結果應取其余3塊的算術平均值,精確度為0.01MPa。
  三、鋼結構防火涂料涂層抗壓強度試驗方法:
  參照GBJ203-83標準中附錄二“砂漿試塊的制作、養護及抗壓強度取值”方法進行。
  將拌好的防火涂料注入70.7mm×70.7mm×70.7mm試模搗實抹平,待基本干燥固化后脫模,將涂料試塊放置在60±5℃的烘箱中干燥至恒重,然后用壓力機測試,按下式計算抗壓強度:

式中R——抗壓強度(MPa);
  P——破壞荷載(N);
  A——受壓面積(mm2)。
  每次試驗的試件5塊,剔除最大和最小值,其結果應取其余3塊的算術平均值,計算精確度為0.01MPa。
  四、鋼結構防火涂料涂層干密度試驗方法:
  采用準備做抗壓強度的試塊,在做抗壓強度之前采用直尺和稱量法測量試塊的體積和質量。干密度按下式計算:

式中R——防火涂料涂層干燥密度(kg/m3);
  G——試件質量(kg);
  V——試件體積(cm3)。
  每次試驗,取5塊試件測量,剔除最大和最小值,其結果應取其余3塊的算術平均值,精確度為±20kg/m3
  五、鋼結構防火涂料涂層熱導率的試驗方法:
  本方法用于測定厚涂型鋼結構防火涂料的熱導率。參照有關保溫隔熱材料導熱系數測定方法進行。
  1.試件準備:將待測的防火涂料按產品說明書規定的工藝施涂于200mm×200mm×20mm或200mm的試模內,搗實抹平,基本干燥固化后脫模,放入60±5℃的烘箱內烘干至恒重,一組試樣為2個。
  2.儀器:穩態法平板導熱系數測定儀(型號DRP-1)。
  3.試驗步驟:
  (1)試樣須在干燥器內放置24h。
  (2)將試樣置于測定儀冷熱板之間,測量試樣厚度,至少測量4點,精確到0.1mm。
  (3)熱板溫度為35±0.1℃,冷板溫度為25±0.1℃,兩板溫差10±0.1℃。
  (4)儀器平衡后,計量一定時間內通過試樣有效傳熱面積的熱量,在相同的時間間隔內所傳導的熱量恒定之后,繼續測量2次。
  (5)試驗完畢再測量厚度,精確到0.1mm,取試驗前后試樣厚度的平均值。
  4.計算式:

式中λ——熱導率〔W/(m·K)〕;
  Q——恒定時試樣的導熱量(J);
  s——試樣有效傳熱面積(m2);
  △Z——測定時間間隔(h);
  △t——冷、熱板間平均溫度差(℃)。
  六、鋼結構防火涂料涂層抗振性試驗方法:
  本方法用于測定薄涂型鋼結構防火涂料涂層的抗振性能。采用經防銹處理的無縫鋼管(鋼管長1300mm,外徑48mm,壁厚4mm),涂料噴涂厚度為3~4mm,干燥后,將鋼管一端以懸臂方式固定,使另一端初始變位達L/200(見附圖2.2),以突然釋放的方式讓其自由振動。反復試驗3次,試驗停止后,觀察試件上的涂層有無起層和脫落發生。記錄變化情況,當起層、脫落的涂層面積超過1cm2即為不合格。

附圖2.2  抗振試件安裝和位移

  注:厚涂型鋼結構防火涂料涂層的抗撞擊性能可用一塊400mm×400mm×10mm的鋼板,噴涂25mm厚的防火涂層,干燥固化,并養護期滿后,用0.75~1kg的榔頭敲打或用其他鈍器撞擊試件中心部位,觀察涂層凹陷情況,是否出現開裂、破碎或脫落現象。
  
七、鋼結構防火涂料涂層抗彎性試驗:
  本方法用于測定薄涂型鋼結構防火涂料涂層的抗彎性能。試件與抗振性試驗用的試件相同。試件干燥后,將其兩端簡支平放在壓力機工作臺上,在其中部加壓至撓度達L/100時(L為支點間距離,長1000mm),觀察試件上的涂層有無起層、脫落發生。
  八、鋼結構防火涂料涂層耐水性試驗方法:
  參照《漆膜耐水性測定法》(GB1733)甲法進行。用120mm×50mm×10mm鋼板,經防銹處理后,噴涂防火涂料(薄涂型涂料的厚度為3~4mm,厚涂型涂料的厚度為8~10mm),放入60±5℃的烘箱內干燥至恒重,取出放入室溫下的自來水中浸泡,觀察有無起層、脫落等現象發生。
  九、鋼結構防火涂料涂層耐凍融性試驗方法:
  本方法參照《建筑涂料耐凍融循環性測定法》(GB9154-88)進行。
  試件與耐水性試驗相同。對于室內使用的鋼結構防火涂料,將干燥后的試件,放置在23±2℃的室內18h,取出置于-18~-20℃的低溫箱內冷凍3h,再從低溫箱中取出放入50±2℃的烘箱中恒溫3h,為一個循環。如此反復,記錄循環次數,觀察涂層開裂、起泡、剝落等異常現象。對于室外用的鋼結構防火涂料,應將試件放置在23±2℃的室內18h改為置于水溫為23±2℃的恒溫水槽中浸泡18h,其羽條件不變。

 

附錄三 鋼結構防火涂料施用厚度計算方法

  在設計防火保護涂層和噴涂施工時,根據標準試驗得出的某一耐火極限的保護層厚度,確定不同規格鋼構件達到相同耐火極限所需的同種防火涂料的保護層厚度,可參照下列經驗公式計算:

式中T1——待噴防火涂層厚度(mm);
  T2——標準試驗時的涂層厚度(mm);
  W1——待噴鋼梁重量(kg/m);
  W2——標準試驗時的鋼梁重量(kg/m);
  D1——待噴鋼梁防火涂層接觸面周長(mm);
  D2——標準試驗時鋼梁防火涂層接觸面周長(mm);
  K——系數。對鋼梁,K=1;對相應樓層鋼柱的保護層厚度,宜乘以系數K,設K=1.25。
  公式的限定條件為:W/D≥22,T≥9mm,耐火極限t≥1x。

附錄四 鋼結構防火涂料涂層厚度測定方法

  一、測針與測試圖:
  測針(厚度測量儀),由針桿和可滑動的圓盤組成,圓盤始終保持與針桿垂直,并在其上裝有固定裝置,圓盤直徑不大于30mm,以保證完全接觸被測試件的表面。如果厚度測量儀不易插入被插材料中,也可使用其他適宜的方法測試。
  測試時,將測厚探針(見附圖4.1)垂直插入防火涂層直至鋼基材表面上,記錄標尺讀數。

附圖4.1 測厚度示意圖

  二、測點選定:
  1.樓板和防火墻的防火涂層厚度測定,可選兩相鄰縱、橫軸線相交中的面積為一個單元,在其對角線上,按每米長度選一點進行測試。
  2.全鋼框架結構的梁和柱的防火涂層厚度測定,在構件長度內每隔3m取一截面,按附圖4.2所示位置測試。

附圖4.2  測點示意圖

  3.桁架結構,上弦和下弦按第二條的規定每隔3m取一截面檢測,其他腹桿每根取一截面檢測。
  三、測量結果:
  對于樓板和墻面,在所選擇的面積中,至少測出5個點;對于梁和柱在所選擇的位置中,分別測出6個和8個點。分別計算出它們的平均值,精確到0.5mm。

附錄五 本規范用詞說明

  一、執行本規范時,對要求嚴格程度的用詞說明如下,以便在執行中區別對待。
  1.表示很嚴格,非這樣作不可的用詞:
  正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴禁”。
  2.表示嚴格,在正常情況下均應這樣作的用詞:
  正面詞采用“應”;反面詞采用“不應”或“不得”。
  3.表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣作的用詞:
  正面詞采用“宜”或“可”;反面詞采用“不宜”。
  二、條文中必須按指定的標準、規范或其他有關規定執行的寫法為“應按……執行”或“應符合……要求或規定”。非必須按所規定的標準、規范執行的寫法為“可參照……執行”。


來源:      時間:2020-05-23
 
 
 
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