钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、环境污染少、造型美观等综合优势,在工程中得到广泛应用。钢结构构件自身的耐火极限仅为0.25 h,采用防火涂料可以使钢构件达到任意设计要求的防火等级。由于一些施工队伍水平低,对工程质量的被动控制,防火涂料工程施工中存在一些不同程度的质量问题,使钢结构建筑存在安全隐患,直接影响建筑物的使用功能,在施工中做好监理控制显得尤为重要。本人结合多年的监理工作经验和工程实例,谈谈监理工程师在钢结构防火涂料工程施工中的质量控制要点。
1 钢结构防火涂料的基本原理
钢结构防火涂料是专门用于喷涂构件表面,能形成耐火隔热的保护层,以提高钢结构耐火极限,满足建筑防火设计规范要求的一种耐火材料。防火涂料施工方便,重量轻,造价较低,不受钢构件的几何形状和部位的限制。按其阻燃作用的原理可分为膨胀型和非膨胀型。膨胀型防火涂料称为薄涂型涂料(超薄型和薄型),涂层厚度一般为2 mm~7 mm,当温度升高至150℃~350℃时,涂层能迅速膨胀5倍~10倍,从而形成适当的保护层;非膨胀型防火涂料称为厚涂型涂料,涂层厚度一般为8 mm~50 mm。
1)超薄型防火涂料的涂层超薄(<3 mm),一般为溶剂型体系,具有优越的粘结强度、耐候耐水性好、流平性好、装饰性好等优点;在受火时缓慢膨胀发泡形成致密坚硬的防火隔热层,该防火层具有很强的耐火冲击性,延缓了钢材的温升,可有效保护钢结构,一般耐火极限在2 h左右。
2)薄型防火涂料一般是用合适的水性聚合物作基料,再配以阻燃剂复合体系、防火添加剂、耐火纤维等组成。要求选用的水性聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性。其装饰性优于厚型防火涂料,逊色于超薄型防火涂料,一般用在小于2 h耐火极限的钢结构防火保护过程中。
3)厚涂型防火涂料是用合适的胶粘剂,配以无机隔热材料、增强材料组成,是一种预发泡高效能的防火涂料。火灾时,涂层并不膨胀,依靠自身材料的不燃性、低导性或吸热性,延缓钢结构的温升,保护钢结构,耐火极限可达0.5 h~3 h。
2 钢结构防火涂料的质量问题
1)设计对钢结构的耐火极限标准不明确或不全,一些图纸设计仅标注钢梁、钢柱的耐火极限,漏标注檩条、屋面板的耐火极限。
2)防火涂料不合格。市场上防火涂料品种很多,良莠不齐,价格相差很大;一些防火涂料施工人员经过分包或转包获得该分项工程,为了经济利益采用价廉质次的防火涂料,或者为了施工方便在防火涂料中加水或其他稀释剂,降低了钢构件的防火安全性能。案例:2008年石河子某团场轧花车间施工过程中发生火灾,钢结构损坏严重,经消防部门鉴定该钢结构防火涂料无阻燃性,为假冒伪劣产品。3)防火涂料涂层厚度不足、局部漏涂,在构件转角处和叠合处(梁柱接头、屋面板与檩条)存在的问题较多,不能满足设计的耐火极限要求。这是防火涂料施工中最常见的质量问题。4)防火涂料与防锈底漆发生化学反应,使防火涂料涂层龟裂,易剥离,与钢构件粘结强度低。这种情况发生的几率很小,但危害后果很严重。案例:2007年石河子开发区天富工业园某小厂房钢结构基层防腐材料为新疆“红山”牌酚醛红丹漆,选用上海某牌超薄型防火涂料,建设、监理、施工三方对防火涂料按规定见证取样送检复试合格,防火涂料施工中发生化学反应,涂层表面出现较多裂缝,局部严重涂层可连带将防锈底漆从钢构件上轻松剥离。施工单位重新选择材料进行返工处理,费时又费工。
3 钢结构防火涂料工程质量监理控制要点
3.1 施工准备阶段监理控制要点
1)做好施工图纸会审工作,监理人员要依据掌握的施工技术知识、实际经验、相关规范和标准,对图纸进行会审,提前找出图纸中存在的问题,要求设计说明要详细,各构件的防火措施和耐火极限要符合《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定,设计图纸和变更需经消防审核和审图中心审查通过。国家现行建筑设计防火规范对钢结构耐火极限要求见表1。2)认真进行方案审查。钢结构的防火技术是一种新技术,不同的施工单位因其人员的技术水平、熟练程度不同,施工方案中选择的参数指标不同,监理人员应对施工方案选取的参数进行认真的审查,重点审查方案的合理性、技术组织措施的具体性与全面性、国家强制性标准要求的符合性。3)施工队伍的资质审查。监理工程师重点审查施工队伍应具备防火涂料专业施工资质,该资质须经消防监督部门认可,施工操作人员应经过专业培训并掌握施工工艺流程。
3.2 钢结构防火涂料施工过程监理控制要点
1)防火涂料的品种、性能应符合国家产品标准和设计要求,该产品应具有消防部门认可的、国家技术监督局检测机构检测后的耐火极限检测报告和理化性能检测报告,生产厂方须有消防监督部门核发的生产许可证、产品合格证和详细的使用说明,防火涂料的型号、颜色及有效期应与证明文件相符。2)防火涂料的粘结强度、抗压强度、阻燃性需复试合格,监理工程师按规定批次和数量对材料见证取样送检,使用薄涂型防火涂料100 t或不足100 t应抽检一次粘结强度,使用厚涂型防火涂料500 t或不足500 t应抽检一次粘结强度和抗压强度。3)要确保防锈底漆与防火涂料不发生化学反应,应提前做涂层样板件,样板件确认合格后再进行大面积施工。4)防火涂料的厚度在图纸上不注明,仅标注耐火极限,因为在同样的耐火极限要求下,不同品牌防火涂料的涂层厚度要求不同。对于施工单位现场应根据图纸设计的耐火极限、防火涂料产品的说明书和耐火极限的形式检验报告来确定涂层厚度,并适当留有余地以增加安全性。监理工程师需审查防火涂料的厚度取值和依据资料是否正确。
2)监督施工单位对钢结构表面除锈和防锈处理符合设计和规范要求,钢结构表面的灰土、油污、杂物等应清除干净。2)对下列情况,监理工程师应重点检查钢梁的涂层内设置与钢构件相连的钢丝网:a.受冲击振动荷载的梁;b.涂层厚度不小于40 mm的梁;c.腹板高度超过1.5 m的梁;d.粘结强度小于0.05 MPa的钢结构防火涂料。钢丝网的材料力学性能应符合规范要求,严禁用铁丝网或玻纤网代替。3)对施工喷涂过程要采取旁站监理,以保证施工质量。监督施工单位对单组分涂料在现场用便携式搅拌器搅拌均匀,对双组分涂料应按照防火涂料说明书规定配合比混合搅拌均匀,边配边用,必须在规定的时间内用完;检查涂料的稠度适宜,能在输送管道中畅通流动,喷涂后不会流淌和下坠;喷涂次数和涂层厚度应根据防火设计要求确定,喷涂应分若干次完成,待前遍基本干燥后再喷后一遍,要注意搭接处颜色一致,厚薄均匀,防止漏喷、流淌。监理检查要点:涂料应在规定时间内干燥固化,各层间粘结牢固,不出现粉化、空鼓脱落和明显裂纹,薄涂型涂料涂层表面裂纹宽度不应大于0.5 mm,厚涂型涂料表面裂纹宽度不应大于1 mm;钢结构的接头、转角处涂层均匀一致,无漏涂;薄涂型防火涂料涂层厚度应符合耐火极限的设计要求,厚涂型防火涂料涂层的厚度80%及以上面积应符合耐火极限的设计要求且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。监理工程师应采用测厚仪(测厚计)检测涂层厚度,各部位涂层厚度必须达到要求。
4 结束语
钢结构防火涂料是一类重要消防安全材料,防火喷涂施工质量的好坏,直接影响建筑物的防火性能和使用要求。监理人员应掌握施工工艺标准,熟悉材料性能,严格执行规范,做好防火涂料各个环节质量的监理检查和验收,保证钢结构体系的防火性和耐久性,减少建筑物钢结构火灾灾害。 |
