鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐技術(shù)ppt課件.ppt

1 鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐技術(shù) 2 1 鋼結(jié)構(gòu)的防火1 1鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)技術(shù)原理1 2鋼構(gòu)件的耐火極限1 3防火保護(hù)材料1 4防火措施與構(gòu)造2 鋼結(jié)構(gòu)的防腐2 1鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的特點(diǎn)2 2鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施 3 1 鋼結(jié)構(gòu)的防火 鋼材耐火性能差 它的機(jī)械性能 如屈服點(diǎn) 抗拉強(qiáng)度及彈性模量 隨溫度升高而降低 因而出現(xiàn)強(qiáng)度下降 變形加大等問題 試驗(yàn)研究表明 低碳鋼在200 以下時(shí)拉伸性能變化不大 但在200 以上時(shí)彈性模量開始明顯減小 500 時(shí)彈性模量E值為常溫的50 近700 時(shí)E值則約為常溫的20 屈服強(qiáng)度的變化大體與彈性模量的變化相似 超過300 以后 應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線就沒有明顯的屈服臺階 在400500 時(shí)鋼材內(nèi)部再結(jié)晶 使強(qiáng)度下降明顯加快 到700 時(shí)屈服強(qiáng)度已所剩無幾 所以鋼材在500 時(shí)尚有一定的承載力 而到700 時(shí)則基本失去承載力 故700 被認(rèn)為是低碳鋼失去強(qiáng)度的臨界溫度 4 1 1鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)技術(shù)原理 應(yīng)用防火涂料涂覆在鋼基材表面對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行防火隔熱保護(hù) 其原理為 一是涂層對鋼基材起屏蔽作用 隔離了火焰 使鋼構(gòu)件不直接暴露在火焰或高溫之中 二是涂層吸熱后 部分物質(zhì)分解出水蒸氣或其他不燃?xì)怏w 起到消耗熱量 降低火焰溫度和燃燒速度 稀釋氧氣的作用 三是涂層本身多孔輕質(zhì)或受熱膨脹后形成炭化泡沫層 阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞 推遲了鋼基材受熱后溫度升到極限溫度的時(shí)間 5 1 2鋼構(gòu)件的耐火極限 構(gòu)件耐火極限是指構(gòu)件在耐火試驗(yàn)中 從受到火的作用時(shí)起 到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性止 這段抵抗火作用的時(shí)問 根據(jù) 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GBJ16一1987 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50045 1995 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 CB50160 1992 等國家規(guī)范對各類建筑構(gòu)件的燃燒性能耐火極限的要求 鋼構(gòu)件的耐火極限不應(yīng)低于下表的規(guī)定 6 1 3防火保護(hù)材料 1 防火涂料 膨脹型防火涂料又稱為薄涂型涂料 涂層厚度一般為2 7mm 有一定的裝飾效果 所含樹脂和防火劑只在受熱時(shí)有防火效果 當(dāng)溫度升至150 350 時(shí) 涂層能迅速膨脹5 10倍 從而形成保護(hù)層 非膨脹型涂料為厚涂型防火涂料 它由耐高溫硅酸鹽材料 高效防火添加劑組成 是一種預(yù)發(fā)泡高效能的防火涂料 涂層厚度一般為8 50mm 通過改變涂層厚度可以滿足不同的耐火極限要求 2 由厚板或薄板構(gòu)成的外包層防火 常用的有石膏板 水泥蛭石板 硅酸鈣板和巖棉板 使用時(shí)通過膠粘劑或緊固件固定在鋼構(gòu)件上 膠粘劑應(yīng)在預(yù)計(jì)耐火時(shí)間內(nèi)受熱而不失去粘結(jié)作用 7 3 外包混土保護(hù)層 可以現(xiàn)澆成型也可以用噴涂法 在外包層內(nèi)埋設(shè)鋼絲網(wǎng)或用小截面鋼筋加強(qiáng)以限制收縮裂縫和遇火爆裂 8 1 4防火措施與構(gòu)造 1 鋼柱 一般采用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 其涂層厚度應(yīng)滿足構(gòu)件的耐火極限要求 施工噴涂時(shí) 節(jié)點(diǎn)部位宜作加厚處理 對噴涂的技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 CECS24 1990 的規(guī)定 防火板材包裹保護(hù) 當(dāng)采用石膏板 蛭石板 硅酸鈣板 巖棉板等硬質(zhì)防火板材保護(hù)時(shí) 板材可用膠粘劑或緊固鐵件固定若柱子為開口截面 如工字形截面 則在柱翼緣之間嵌入一塊厚度較大的防火材料作橫隔板 當(dāng)包覆層數(shù)等于或大于兩層時(shí) 各層板應(yīng)分別固定 板的水平縫至少應(yīng)錯(cuò)開500mm 9 外包混凝土保護(hù)層 可采用C20混凝土或加氣混凝土 混凝土內(nèi)宜用細(xì)箍筋或鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固 以固定混凝土 防止遇火剝落 鋼絲網(wǎng)抹灰保護(hù)層 其做法是在柱子四周包以鋼絲網(wǎng) 纏上細(xì)鋼絲 外面抹灰 邊角另加保護(hù)鋼筋 另外 還可將鋼柱包以礦棉氈 或巖棉氈 并用金屬板或其他不燃性板材包裹起來 2 鋼梁 鋼梁的防火保護(hù)措施可參照鋼柱的做法 當(dāng)采用噴涂防火涂料時(shí) 遇下列情況應(yīng)在涂層內(nèi)設(shè)置與鋼構(gòu)件相連的鋼絲網(wǎng) 受沖擊振動(dòng)荷載的梁 涂層厚度等于或大于40mm的梁 腹板高度超過1 5m的梁 粘結(jié)強(qiáng)度小于0 05MPa的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 3 屋蓋與中庭 采用鋼結(jié)構(gòu)承重時(shí) 其吊頂 面板 保溫材料等均應(yīng)采用不燃燒材料 以減少發(fā)生火災(zāi)時(shí)對屋頂鋼構(gòu)件的威脅 屋頂鋼構(gòu)件應(yīng)采用噴涂防火涂料 外包不燃燒板材或設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等保護(hù)措施 使其達(dá)到規(guī)定的耐火極限要求 10 2 1鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的特點(diǎn) 在大氣環(huán)境中 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件只要與水分和氧氣同時(shí)直接接觸 就會(huì)在表面形成許多微小的陰極區(qū)和陽極區(qū) 使鋼材的表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕 鋼材表面的電化學(xué)腐蝕產(chǎn)物中 最初生侵入 所以 鋼材的銹蝕是連續(xù)不斷的 另一方面 由于鋼材在銹蝕過程中形成的許多銹坑 進(jìn)一步增加了鋼材與水分及氧氣的接觸表面積 加劇了銹蝕的速度 所以 鋼材的銹蝕具有擴(kuò)散性 空氣濕度 空氣中存在的硫化物 灰塵 煤塵及鹽分的污染物等 均對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速度有影響 其中 空氣相對濕度是影響鋼結(jié)構(gòu)腐蝕速度的主要因素 而且 當(dāng)鋼材表面出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物后 即使相 11 對濕度較低 腐蝕過程也會(huì)加劇 氣體及灰塵等污物對鋼材腐蝕速度的影響 主要是通過提高鋼材表面水膜的導(dǎo)電性及增強(qiáng)鋼材表面和腐蝕產(chǎn)物的吸濕性 大氣環(huán)境中的氯化物氣體 硫化物氣體以及灰塵均會(huì)加劇鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕 因此 在防腐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮環(huán)境影響 12 2 2鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施 鋼結(jié)構(gòu)的防腐方法有以下幾種 1 改善鋼材材性的防腐蝕方法 它是指在鋼材中加入合金元素 以達(dá)到阻緩鋼材腐蝕的目的 在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)選用耐候鋼等抗腐蝕能力強(qiáng)的鋼材就屬于這種方法 2 電化學(xué)防腐蝕保護(hù)方法 主要是指陰極保護(hù)法 從20世紀(jì)50年代起 隨著陰極保護(hù)技術(shù)日趨完善 它已成為地下鋼鐵設(shè)施保護(hù)的最重要 最經(jīng)濟(jì)的措施 13 3 在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂層 這是目前鋼結(jié)構(gòu)防腐的主要措施之一 也是最經(jīng)濟(jì)和最簡便的防腐方法 根據(jù)涂層組成材料的不同 其防護(hù)作用可以是阻隔性 電化學(xué)性及阻隔 電化學(xué)復(fù)合性 通過涂刷或噴涂油漆的辦法 在鋼材表面形成保護(hù)膜 在涂料中加入鋅粉 鋁粉 或在鋼構(gòu)件上噴鍍鋅 鋁 能起到對鋼材電化學(xué)保護(hù)的作用 使促進(jìn)腐蝕的各種外界條件如水分 氧氣等盡可能與鋼材表面隔離開來 從而阻止鋼材銹蝕 14 把要保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極 另外用不溶性電極作為輔助陽極 兩者都放在電解質(zhì)溶液里 接上外加直流電源 通電后 大量電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備 使鋼鐵表面產(chǎn)生負(fù)電荷 電子 的積累 只要外加足夠強(qiáng)的電壓 金屬腐蝕而產(chǎn)生的原電池電流就不能被輸送 因而防止了鋼鐵的腐蝕 15 16 17 18 19 20 由于非膨脹性的防火涂料一般比膨脹型防火涂料的涂層厚 因而其單位面積用量大 使用成本高 裝飾效果差 并且其防火隔熱效果不及膨脹型防火涂料