在薄型钢结构水性防火涂料配方设计研究中，防火涂料的施工工艺研究也很重要，施工工艺条件对涂料的使用性能和装饰性有重要影响。钢结构防火涂料应由经过培训合格取得资质的专业施工队进行施工，施工中的安全技术和劳动保护等要求，应按国家现行有关规定执行;施工现场质量管理应有相应的施工技术标準、质量管理体系、质量控制及检验制度、施工方案等技术档案。防火涂料的施工是使涂料在被保护物件表面形成所需涂膜的过程，防火涂料对被保护基材表面的装饰、保护以及功能性作用是以其在物件表面所形成的涂膜来体现。

薄型钢结构水性防火涂料的施工工艺研究包括3方面内容：被保护基材钢结构表面处理方法研究、施工环境对涂装效果影响的研究和施工工艺研究。

目前，建筑物的发展方向是高层和大跨度，钢结构以其强度高，重量轻，延伸性好，施工方便等优点，而广泛套用于建筑业。虽然钢结构材料在火灾中能燃烧，但其承载能力和结构强度会随着自身温度的上升而迅速下降，当温度达到一定极限值时，建筑钢结构材料的强度会明显下降甚至失去对建筑物的承载能力。

以在建筑中广泛使用的普通低碳钢材力学性能随温度的变化为例：实验表明，当钢材温度在3500C以下时，由于蓝脆现象，材料极限强度甚至略有提高，但超过3500C，强度开始降低，温度达到500 0C时，材料强度下降到50%， 6000C时下降到30%。钢材的屈服点随温度也成反比关係，当温度达到500 0C时只有常温的50%。钢材弹性模量也与温度成反比关係，但下降的幅度比强度。钢材的延伸率和截面收缩率与温度升高成正比关係，高温中钢材塑性更好，更易发生材料变形。高温中，钢材料遇火15min左右就出现急剧软化，而导致建筑物整体结构不具修复性垮塌。

裸露钢结构的耐火极限仅为15min，但是现行防火标準的耐火极限要求却高达1.5~3h，实用中必须对钢结构实施严格的防火保护。目前，对钢结构可施用的具体保护方法有很多，从原理上讲分为两大类，即疏导法和截流法：

截流法的原理是火灾产生的热量和构件之间截断或隔离，从而使构件在安全规定时间内温度低于材料临界温度。在钢构件表面涂覆高性能保护材料，火灾产生的高温缓慢传递到保护材料，进而更慢地传给钢构件，由于涂覆材料具备隔热性能，其导热係数很小而热容又较大。吸收热量的同时，阻隔热量到达钢构件，从而在规定时间内保护了钢构件，截流法在操作中又可分为禁止法、水喷淋法、包封法、喷涂法等。

禁止法是使用耐火材料墙体把钢构件裹覆在内，主要适用于层盖钢结构的保护；水喷淋法是将喷淋供水管网设定在钢结构建筑顶部，火灾时感应喷水，在构件表面形成一层稳定的高热容的水膜，阻隔热量并且有较好灭火作用；包封法则是使用耐火材料把构件直接包裹起来，包封材料有阻燃石棉、防火混凝土、耐火砖等;喷涂法是将专用防火涂料喷涂于钢构件表面，形成防火涂层。

疏导法原理与截流法完全相反，允许热流量传到钢构件上，继而再迅速把热量导走或消耗掉，使钢构件温度低于应力临界温度，对钢构件提供有效保护。疏导法主要使用水冷却法，该法是使用特製的空心封闭钢构件，钢构中充满水，水把火灾时火源导向钢构件的热量吸收，再利用水的蒸发或循环把热量转移走，从而可以使构件温度控制在100℃左右，从理论效果讲，这是钢结构保护效果最优秀的方法，但是钢结构由此增加了自重，空心结构可能存在强度等问题。为防止材料鏽蚀或水冻结膨胀，还应在水中加入阻锈剂和防冻液等，这些都是较难解决的问题，阻止了这类方法的实际使用。

综上，在钢构件上直接喷涂防火涂料是最合适、最实用、最经济、最方便的方法。将专用的防火涂料喷涂在建筑钢构件外表面，起隔热保护作用，减缓建筑钢材在火灾中升温速率而保持支撑强度，避免建筑物发生灾难性垮塌，为人们进行消防救火争取更多时间，最大程度的减少火灾带来的人员财产损失。

钢结构防火涂料可按以下方法进行分类：从涂料阻燃机理可分为膨胀型和非膨胀型防火涂料。从使用範围可分为室内和室外防火涂料，室内钢结构防火涂料是指用于建筑物室内或隐蔽工程的钢结构表面的防火涂料;室外钢结构防火涂料专用于建筑物外部及露天工程的钢结构构架表面，要求其耐水、耐候等理化性能优秀。从防火涂料分散用的溶剂来分，可分为溶剂型和水性防火涂料。

下文主要以涂层厚度分类介绍厚型、薄型、超薄型三类防火涂料。

该类防火涂料目前工程套用己经不多了，涂层厚度7mm且小于或等于45mm，火灾中主要利用无机材料的难燃性、热导率低或涂层中材料的吸热分解性能，延缓建筑钢材升温，从而为火灾救援赢取时间。这类防火涂料主要选择水玻璃、硅溶胶、耐火水泥等作为粘结剂，再配合膨胀珍珠岩、膨胀蛙石、高岭土、硅粉、粉煤灰等无机阻燃材料和硅酸铝纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维等增强材料。材料成本低廉。一般用于耐火极限需要达到2h的钢结构防火保护。

厚型钢结构防火涂料有诸多优点。无机材料是厚涂型钢结构防火涂料的主要成分，成本低廉，施工要求低;厚涂型防火涂料在火灾中释放出有害烟气很少，对环境危害相对较小；耐火极限要比其他类型防火涂料的耐火极限长，适合承重的柱材钢结构建筑。但是，厚涂型钢结构防火涂料的涂层厚重，导致相应的粘结力不足；厚涂型钢结构防火涂料的装饰效果差，涂层表面粗糙，不适用外观要求高的钢结构建筑。

但是无机材料的诸多优点必须加以开发套用，本文即从这方面着手，将膨胀层的思想融入到新配方中，开发了薄型无机膨胀钢结构防火涂料。

薄型膨胀钢结构防火涂料以水溶型为主，施工中涂层厚度一般在3-7mm之间，装饰和理化性能较好，在火灾中以膨胀发泡所形成的膨胀层阻隔钢材和火源，保护建筑钢构件。这一类防火涂料多由乳液聚合物（如丙烯酸及醇酸类乳液等）作基料粘结剂，再加入阻燃材料、涂料添加剂以及纤维材料等组成。该型防火涂料，对基材有良好的附着力，涂层本身有良好的耐久性和耐水性。饰面性比厚型防火涂料优秀，一般耐火极限为2h左右，喷涂是常採用的施工方法。一般可分为室内与室外套用两种类型。

薄涂型钢结构防火涂料性能处于超薄型和厚型之间。薄涂型钢结构防火涂料相比厚涂型防火涂料，涂料本身质轻，涂层光滑，饰面功能好，施工手段多样。该型配方涂层的抗震性能好、抗弯曲性能优秀，单位面积涂料省料，使用成本相对较低。同时这类型防火涂料也有固有的缺点，相对于厚涂型防火涂料的耐火极限时间不足，有机分散介质在生产、施工时会产生有害的气体，对环境不友好。

该体系防火涂料涂覆施工涂层厚度在3 mm以下，饰面性好且理化性能优秀，受热时膨胀发泡形成高效隔热的泡沫炭层，该膨胀层延缓被保护钢材的升温非常优秀，大大延长钢构件的耐火时间。耐火极限要求在2.0h以内的建筑钢结构一般使用超薄膨胀型钢结构防火涂料。由于涂层超薄，工程中使掺量较其他类型大大减少，从而降低材料掺量和工程量，又可以使钢结构得到高效防火保护，是目前市场上广泛套用的品种。

超薄型钢结构防火涂料具有优异的粘结性能，流平性能优秀，表观光滑，饰面性好。料浆粒度细、涂层超薄低于3 mm，施工方便，涂层乾燥快。涂层薄而掺量少，价格相对低廉。优点突出的同时它也有部分缺点，一般薄涂型防火涂料的缺点都不可避免；由于其耐候性能的不足，在室外钢结构上的套用较少，在生产、施工中污染环境，阻燃中释放大量有毒烟气，危害人体健康，不符合绿色环保的未来趋势。

被保护钢基材的表面处理，是薄型钢结构水性防火涂料施工的基础工序。其目的是为涂膜与被保护钢基材表面的附着创造一个良好的条件，同时还能提高和改善涂膜性能。钢结构表面处理是整个涂装工艺取得良好效果的一个关键环节。

表面处理的目的：第一，清除被涂物件表面的各种污垢，使涂层与被涂钢基材表面很好地附着，以保证涂层具有优良的性能。污垢分为无机和有机污垢两类，它们的存在不仅影响涂层外观，严重的会使涂膜成片脱落；第二，修整被保护物件表面，除去存在的缺陷，提供防火涂料施工时需要的表面粗糙度，使涂刷时有良好的附着基础。实践表明:被涂物件表面合适的粗糙度为4~6级；第三，针对被保护钢基材的不同材质採用不同的处理方法，以提高涂层的附着力和防腐蚀能力。

表面处理的方法多种多样，应依据被涂钢基材表面加工后的清洁和光洁程度，污垢的种类和特性以及污染程度等来选择。属于表面净化处理的有除油、除锈、除旧漆;属于化学处理的有磷化、钝化处理。

去除金属工件表面的油污，可增强各种涂料的附着力。根据油污情况，选用成本低、溶解力强、毒性小和不易燃的溶剂。常用的溶剂有200“石油溶剂油、松节油、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、二氯甲烷、三
氯乙烷、三氟三氯乙烷等。

彻底清除钢材表面的锈垢，以延长涂膜的使用寿命，不同的钢铁器件表面有不同的除锈标準。除锈方法主要有：
(1)手工打磨除锈，是最简单、古老的除锈方法。它能除去鬆动、翘起的氧化皮，疏鬆鏽蚀及其他污物。
(2)机械除锈，藉助于机械力的冲击与摩擦作用，清除钢材表面的氧化皮、锈层、旧漆层及焊渣等。其特点是操作简便，效率比手工除锈有所提高。常用的除锈设备有：钢板除锈机，钢材在一对快速转动的金属丝滚筒问通过，靠丝刷与钢材表面的快速摩擦，除去钢材表面的鏽蚀层；手提式钢板除锈机，由电动机通过软轴带动钢丝轮与钢材表面摩擦而除锈;滚筒除锈机，靠滚筒转动使磨料同钢材表面相互冲击、摩擦而除锈。此外，喷砂除锈也是一种重要的除锈方式。
(3)化学除锈，通常称为酸洗，是以酸溶液促使钢材表面锈层发生化学变化并溶解在酸液中，而达到除锈目的。常用浸渍、喷射、涂覆3种处理方式。
(4)除锈剂除锈，既可在酸性条件下进行，也可在硷性条件下进行，前者还适合于除油、磷化等综合表面处理。