关于建筑钢结构防腐与防火技术的探讨

　　摘要：本文作者结合自己多年工作经验，分析了现阶段钢结构迅速发展的原因，并对钢结构防腐的基本要求、常用方法以及涂层法的施工质量控制进行了论述，同时还指出了防火涂料的分类、性能特点以及施工质量控制等。
　　关键词：建筑；钢结构；防腐；防火；涂料
　　1现阶段钢结构迅速发展的原因
　　1．1钢结构发展盼物质基础
　　改革开放以来。我国的钢铁工业持续快速发展，钢产量1978年的3178万t增加到2007年的4．8亿t，成为世界产钢大国，这为大力推广应用钢结构创造了物质基础。
　　1．2钢结构发展的技术政策
　　我国政府提出了要从“节约钢材”转变成“合理使用钢材”，从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”。建设部在修订我国《建筑业推广应用10项新技术》中，首次列入了钢结构新技术，充分说明我国钢结构发展已经具备了良好的政策环境。
　　1．3钢结构发展的市场需要
　　随着钢结构新技术、新产品开发和应用，人们的观念发生了变化。以单层工业厂房为例，采用轻钢结构体系的工程总造价低于钢筋混凝土结构或砖混结构体系，且工期缩短50％以上，目前在经济发达地区新建工业厂房已基本采用钢结构。多层、高层钢结构的应用也越来越多。住宅钢结构体系产业化极具潜力。是今后推广应用钢结构的一个重要领域。
　　2钢结构应用中的问题
　　2．1建筑用钢在空气或潮湿甚至有酸碱盐类的环境中易于锈蚀，在荷载作用下，促进疲劳强度降低，出现脆性断裂。因此，对其进行有效防腐，才能确保钢结构的设计寿命。
　　2．2普通建筑用钢在全负荷的情况下失去静衡稳定性的临界温度为540℃左右．一般在300～400℃时，其强度开始迅速下降；临界温度到500℃左右，其强度下降到40％．50％，钢材的屈服点、抗压强度、弹性模量以及荷载能力等力学性能都迅速下降，低于建筑结构的承载许用应力。因此必须采用有效的防火措施，延长钢结构到达临界温度的过程，减轻钢结构在火灾中的破坏。避免重大事故。
　　3钢结构防腐技术
　　3．1基本要求
　　（1）表面处理
　　表面处理非常重要，应清除钢铁表面的污物和锈层，尤其是轧制钢材时形成的黑氧化皮，它是电化学腐蚀的阴极，是腐蚀的根源，必须除掉。表面处理质量应达到涂装前钢材表面预处理规范的有关要求。
　　（2）材料选择
　　表面涂刷专用钢结构防腐漆，仍是目前对钢结构防腐及网架防腐的主要手段。防腐漆分为底漆、中层漆和面漆，各层油漆均有其特性，形成复合涂层，提高防腐性能，延长使用寿命。
　　（3）涂层厚度
　　防腐涂料涂装时的厚度要适度，涂层要均匀，不可漏涂。
　　3．2防腐涂层考虑因素
　　主要考虑年限、装饰要求和维护等要求。在何种腐蚀性介质环境下应用。涂装施工时的温湿度和操作空间等因素。
　　3．3常用方法
　　（1）改性金属结构
　　在钢材冶炼过程中增加铜、铬和镍等合金元素，使金属表面形成保护层。
　　（2）阴极保护法
　　在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。
　　（3）热浸锌
　　将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定，因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。
　　（4）热喷铝(锌)复合涂层
　　是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈．使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔氧焰将不断送出的铝(锌)丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80～100)。最后用环氧树脂或丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强。构件形状尺寸几乎不受限制。
　　（5）涂层法
　　涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年)。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低，但用于户外时维护成本较高。
　　在这五种防腐方法中，建筑工程最常用的是涂层法。这种方法价格低廉，选择范围广。适用性强。本文主要介绍涂层法。
　　3．4涂层法
　　钢结构的涂层法防腐需经过基层处理和涂层施工两道工序。
　　（1）基层处理
　　基层处理的目的是清除构件表面的毛刺、铁锈、油污及其他附着物，使构件表面露出金属光泽；基层处理越彻底，附着效果越好。基层处理的方式有手工机械处理、化学处理、机械喷射处理等，详见表1。
　　
　　（2）涂层施工
　　1)涂层结构的形式有三种：①底漆一中漆一面漆；②底漆一面漆；③底漆面漆为同一种漆。其中底漆主要起附着和防锈作用；面漆主要起防腐蚀和防老化作用：中漆的作用于介于底、面漆之间。
　　并能增加漆膜厚度。它们只有配套使用才能发挥最佳的作用，取得最佳效果。
　　2)合理的涂刷方式，对保证涂装质量、施工进度、节约材料和降低成本有很大的作用，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法和无气喷涂法等。
　　（3）涂层施工的质量控制
　　1)涂层法的施工质量是否优秀，基层处理至关重要。不同的防腐要求，可采取不同的处理方法。
　　2)涂层用底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材粘附力强．与面漆结合性好。面漆则同时要注意不同涂料间的相容性。基料多，成膜光泽，抗风化，能保护底漆不受大气腐蚀。
　　3)涂层的施工要在适当的温度(5～38℃之间)和湿度(相对湿度不大于85％)及粉尘少的环境下进行。构件表面不能有结露，涂装后4h之内不得淋雨。
　　4)涂层一般做4～5遍。干漆膜总厚度室外工程为150，室内工程为125，允许偏差为25。在海边或海上或在较强的腐蚀性大气中，干漆总厚度可为200—220。
　　4钢结构防火
　　4．1防火涂料的分类及性能特点
　　钢结构防火保护的方法有多种，其中在钢结构表面涂覆各种防火涂料则是目前应用比较多的方法。根据国家标准《钢结构防火涂料)(GBl4907—2002)将室内钢结构防火涂料按涂层厚度分为厚型(NH型)和薄型(NB型)两大类。近十年又出现大家关注的“超薄型”(NCB)类。其主要性能特点见表2。
　　
　　4．2钢结构防火涂料选型注意的问题
　　(1)选用的钢结构防火涂料必须经国家级检测中心检验合格。且有产品的型式认可。防止把饰面型防火涂料用于钢结构上。
　　(2)设计者往往简单地注明采取防火涂料保护措施．而没有具体选型。施工者切莫偏重选择价廉、美观的防火涂料。
　　(3)应根据钢结构的类型特点、耐火等级和使用环境来选择符合性能要求的防火涂料。室内膨胀型钢结构防火涂料在室内裸露的钢结构、轻型屋面钢结构或有装饰要求的部位。耐火极限在1．5h以下的可选用。而室内的隐蔽部位、高层全钢结构及多层厂房钢结构，耐火极限在2h以上时．膨胀型钢结构防火涂料就不适合了。露天钢结构应选用室外钢结构防火涂料。
　　(4)超薄型钢结构防火涂料目前是我国研究和生产单位竞相研制的热点，超薄型钢结构防火涂料一般为溶剂型。由于涂层更薄．装饰性好，用量大大减少，降低了工程总费用，是目前市场上大力推广的品种。但是，出现了片面追求涂层越来越薄的现象。由于超薄型钢结构防火涂料主要靠配方中有机成分联合作用。任何影响涂料炭化膨胀性质的因素都将影响其最终的防火性能，很难保证较长时间的防火级别。
　　4．3加强钢结构防火涂料施工质量的控制钢结构防火涂料涂装工程是通过人员操作完成的，操作过程的好坏，直接影响涂装的质量，最终影响防火性能。
　　(1)施工队伍应具备相应的施工资质、技术力量，操作人员应经过培训合格，制定严格的施工方案。涂料的理化性能施工前按规定比例进行抽检，膨胀型防火涂料应当选择不同部位测试发泡性能。
　　(2)重视基层处理。严格验收。注重防火涂料中的底层和面层涂料的匹配。底层涂料不得锈蚀钢材。
　　(3)按国家标准《钢结构防火涂料应用技术规范)(CECS24)的规定，进行涂层厚度的设计。节点部位加厚处理。注意构件表面处理、接缝填补、涂料配制、喷涂遍数、涂层厚度等质量控制与验收。若出现涂层有较宽、较多的裂缝。应及时分析工艺是否正确，涂料的配制是否合理。
　　(4)要有合适的施工方案。1)防火涂料的喷涂要掌握好涂料的稠度、空压机的压力和喷射时喷抢口与构件的距离。溅落物多说明施工参数不合理，过稀了影响涂料附着力。应当予以调整。2)在涂料施工过程中。必须在前一遍涂层基本干燥固化后，再施工后一遍。涂层的保护、涂层的均匀度、施工遍数和保护层厚度应按施工设计要求进行，切忌为了抢工期而不按施工方案施工。
　　(5)防火涂层的竣工验收不仅用测厚仪进行涂层厚度的测量，还应当用目视法检测涂层的平整度、表观性、漏涂和裂缝情况，用0．75—1kg榔头轻击涂层检测其强度等。用lm直尺检测涂层平整度。
　　5结语
　　钢结构进行防腐或防火处理后，可大大提高其耐久性和耐火性。但在实际工程应用中，尚存在涂料选型不当。施工管理不善，竣工验收、检测不规范等诸多的问题，严重影响工程质量。因此，必须重视施工前产品的合理选型。确定正确的施工方案；施工中加强监控，注重外观质量观察以及涂层厚度抽查等施工质量的检验，发现问题立即整改；竣工后必须通过严格的检测把关。这样才能更好地提高钢结构工程的经济性、安全性和耐久性。