覆面漆膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層的濕熱老化性能及隔熱性能研究

發(fā)布時間：2020-06-20 23:12

【摘要】：膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料中含有機(jī)分,受復(fù)雜環(huán)境影響極易降解和老化,其隔熱性能隨之下降,使用若干年后鋼結(jié)構(gòu)建筑將無法達(dá)到起初抗火設(shè)計要求。工程應(yīng)用中提高膨脹型防火涂層耐濕熱老化性能的物理方法是在其表面覆涂面漆。面漆對防火涂層濕熱老化性能有何影響,一旦發(fā)生火災(zāi),對其膨脹過程將產(chǎn)生何種影響這些問題還有待研究。本文研究主要目的是考察覆涂面漆對膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂層耐濕熱老化性能的影響以及量化受火后面漆對防火涂層隔熱性能的影響,將實驗結(jié)論為實際工程應(yīng)用提供參考意見。本文對105個試件進(jìn)行了濕熱老化試驗及隔熱性能試驗,并輔助進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)及化學(xué)組分檢測(熱重分析檢測、傅里葉紅外光譜檢測、光電子能譜檢測、粘滯性檢測、電鏡掃描檢測)試驗。按面漆類型不同分為15個未涂面漆試件、60個覆涂熱塑型面漆(用A表示)試件和30個覆涂熱固型面漆(用B表示)試件。觀察濕熱老化和隔熱性能試驗全過程面漆/涂層的表觀現(xiàn)象,測量炭化層膨脹厚度計算膨脹倍率,根據(jù)鋼板溫度測量結(jié)果計算涂層等效導(dǎo)熱系數(shù),通過微觀機(jī)理檢測從微觀角度輔助分析面漆對涂層濕熱老化及隔熱性能的影響。結(jié)果表明:(1)覆涂A/B類面漆對膨脹型防火涂層的耐濕熱性能和隔熱性能均表現(xiàn)為正負(fù)雙向作用,所謂正作用是指面漆延緩了涂層的濕熱老化進(jìn)程,與未涂面漆相比,減緩了其隔熱性能降低的速率;負(fù)作用指的是面漆在涂層膨脹過程中對炭化層泡孔結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生壓力,影響泡孔原有的形態(tài)學(xué)特征。覆涂A類面漆當(dāng)濕熱老化時間短(≤21循環(huán))時,負(fù)作用大于正作用,總體上表現(xiàn)為面漆阻礙防火涂層的膨脹;經(jīng)過42循環(huán)濕熱老化,試驗結(jié)果相差不大表明負(fù)作用與正作用相抵消;濕熱老化時間長(≥63循環(huán))時,負(fù)作用小于正作用,綜合表現(xiàn)為面漆對防火涂層膨脹起促進(jìn)作用。覆涂B類面漆當(dāng)濕熱老化時間短(≤42循環(huán))時,負(fù)作用大于正作用,濕熱老化時間長(≥63循環(huán))時,負(fù)作用小于正作用。(2)覆涂A/B類面漆均能提高防火涂料的耐濕熱老化性能,B類(熱固型)面漆的耐濕熱老化性能優(yōu)于A類(熱塑型)面漆,B類面漆的延展性優(yōu)于A類面漆。(3)覆涂B類面漆鋼板溫度比A類面漆高出12%左右,膨脹倍率低17%左右,涂層等效導(dǎo)熱系數(shù)均值高出10%左右,結(jié)果表明:A類面漆對防火涂層膨脹過程的抑制作用小于B類面漆。(4)微觀試驗檢測結(jié)果表明面漆對防火涂層耐濕熱老化性能影響機(jī)理是:覆涂面漆隔絕了空氣中的水分與防火涂層直接接觸,減少了防火助劑中親水性物質(zhì)向涂層表面的遷移量,降低了涂層內(nèi)有效化學(xué)成分被破壞量,面漆厚度越大,遷移量越少,保留防火有效成分越多,有效的保護(hù)了防火涂層耐濕熱老化性能。(5)當(dāng)覆涂A類面漆大于50?m、B類面漆大于25?m時試驗結(jié)果大致相同,建議工程中使用A類面漆覆涂50?m,B類面漆25?m即可滿足耐濕熱老化和隔熱性能的抗火設(shè)計要求。綜合上述結(jié)論給出適當(dāng)?shù)墓こ虘?yīng)用建議。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU545
【圖文】：