鋼結(jié)構(gòu)防火及防腐處理的一點(diǎn)看法

1、淺談鋼結(jié)構(gòu)防火與防腐處理安徽鴻路集團(tuán)有限公司 摘要 隨著大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的日益增多，鋼結(jié)構(gòu)的防火、防腐保護(hù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。本文主要從鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、防火性能、防火處理方法、防腐材料以及防腐處理方法。一、鋼結(jié)構(gòu)以及防火方法  1.1現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn)工業(yè)化程度高，建設(shè)成本降低，工期縮短鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預(yù)工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構(gòu)配件具有一定的通用性和互換性。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設(shè)成本；并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40以上，從而加快了房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑

2、能更早投入使用。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能一體化,使建筑更富有功能化在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體，構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，強(qiáng)度高，彈性模量亦高。其密度與強(qiáng)度的比值遠(yuǎn)小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結(jié)構(gòu)以及靈活的結(jié)構(gòu)形體?，F(xiàn)在人類已具有建造跨度超過(guò)1000米的超大穹頂與高度超過(guò)1000米最高至400

3、0米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成索膜結(jié)構(gòu)體系更能滿足建筑對(duì)跨度的要求，使這類型建筑成為標(biāo)志性建筑，原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于資源，能源都非常短缺的我國(guó)意義尤為重大，因?yàn)橹袊?guó)是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國(guó)。鋼材是一種高強(qiáng)度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價(jià)值，邊角料也有價(jià)值，不需要制模施工。目前國(guó)際上引人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國(guó)，其環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面（1）該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當(dāng)居住環(huán)境。室外0攝氏度時(shí)，室內(nèi)仍可以保持17攝氏度以上；在室外溫度達(dá)到30攝氏度的情況

4、下，室內(nèi)溫度僅為21攝氏度左右。（2）與磚混結(jié)構(gòu)住宅相比，可節(jié)能60以上，冬夏季空調(diào)設(shè)備可節(jié)約耗電30以上，結(jié)構(gòu)的廢舊利用為100，與磚混結(jié)構(gòu)比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)墻體面積小，節(jié)約空調(diào)所需能源，減小維護(hù)費(fèi)用。1.2鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性耐火性能差鋼材本身不燃燒，卻不耐高溫，其機(jī)械性能如屈服點(diǎn)、彈性模量、抗壓強(qiáng)度、荷載能力等均會(huì)應(yīng)溫度的升高而急劇下降，當(dāng)鋼構(gòu)件溫度達(dá)到350、500、600攝氏度時(shí)，強(qiáng)度分別下降1/3、1/2、2/3。據(jù)理論計(jì)算，全負(fù)荷鋼構(gòu)失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為540攝氏度。而且鋼構(gòu)件由單一材料組成，導(dǎo)熱系數(shù)大（是混凝土的40倍），在高溫作用下，熱量會(huì)迅速傳

5、導(dǎo)至內(nèi)部，溫升快，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和火災(zāi)實(shí)例均表明，裸露鋼構(gòu)的耐火時(shí)間僅15分鐘，不如普通木柱的耐火時(shí)間?？缍却?、空間大，火災(zāi)蔓延迅速跨度大、空間大是鋼結(jié)構(gòu)建筑的顯著特點(diǎn)，而且大部分鋼結(jié)構(gòu)建筑無(wú)明顯有效的防火分隔，門窗多，內(nèi)部空氣流通好，可燃物料多，一旦發(fā)生火災(zāi)，熱輻射強(qiáng)，煙霧濃，燃燒猛烈，在強(qiáng)大熱氣流的作用下，火勢(shì)迅速向垂直、水平方向蔓延，形成大面積火災(zāi)。整體連接性強(qiáng)，易變形倒塌。鋼結(jié)構(gòu)作為承重構(gòu)件，在火災(zāi)狀態(tài)下，遇高溫受熱膨脹，強(qiáng)度降低，再遇冷水急劇收縮，脆性增強(qiáng)，極易失去支撐作用。由于鋼結(jié)構(gòu)整體連接性強(qiáng)，只要局部遭到破壞，就能形成建筑物的整體坍塌和毀滅。1.3鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)方式 鋼結(jié)構(gòu)的防火保

6、護(hù)通常有以下幾種方式： 、鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是施涂于建筑物及構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)表面，能形成耐火隔熱保護(hù)層，以提高鋼結(jié)構(gòu)耐火極限的涂料，按照涂刷的薄厚分為厚型、薄型、超薄型等幾種，按照使用的環(huán)境的不同可分為室內(nèi)防火涂料和室外防火涂料，按照使用的部位不同可分為鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)用防火涂料。厚型涂料呈顆粒狀，涂層厚度通常在8毫米以上，施工方法為噴涂，高溫時(shí)依靠涂料本身的厚度及較低的導(dǎo)熱率起到對(duì)鋼構(gòu)件的隔熱作用。薄型和超薄型涂料涂層較薄，有一定裝飾效果，施工方法可噴可刷，高溫時(shí)涂層膨脹增厚保護(hù)鋼構(gòu)件。具有重量輕、施工較簡(jiǎn)便，適用于隱蔽結(jié)構(gòu)和裸露的鋼梁、斜撐等鋼構(gòu)件。澆筑混凝土砌筑磚塊法

7、 用現(xiàn)澆混凝土作外包層時(shí)，可以在鋼結(jié)構(gòu)上現(xiàn)澆成型，也可采用噴涂法（噴射工藝）?，F(xiàn)澆的實(shí)體混凝土外包層通?？捎娩摻z網(wǎng)或鋼筋來(lái)加強(qiáng)，以限制收縮裂縫并保證外殼的強(qiáng)度。也可以在施工現(xiàn)場(chǎng)將鋼結(jié)構(gòu)表面涂沫砂漿以形成保護(hù)層。砂漿可以是石灰、水泥或石膏砂漿，也可摻入珍珠巖或石棉。 外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥和輕混凝土做成的預(yù)制板，采用膠粘劑和釘子或螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。這種方法保護(hù)層強(qiáng)度高、耐沖擊，占用空間較大，適用于容易碰撞、無(wú)保護(hù)面板的鋼柱防火保護(hù)。 、充水法在空心鋼構(gòu)件內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的方法，能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)時(shí)保持較低的溫度。水在結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)循環(huán)，受熱的水可經(jīng)冷卻再循環(huán)，或由水管引入涼

8、水來(lái)取代加熱過(guò)的水。這種方法在國(guó)外被廣泛地使用在鋼柱的防護(hù)中。這種方法造價(jià)低，對(duì)空心鋼構(gòu)件的防滲漏、防腐蝕要求高，只適用于空心鋼構(gòu)件的保護(hù)。 、輕質(zhì)防火厚板包覆法 采用無(wú)機(jī)防火板材對(duì)大型鋼構(gòu)件進(jìn)行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、無(wú)石棉硅酸鈣隔熱 板等，包板的厚度根據(jù)耐火極限的要求而定。這種方法具有施工方便、裝修面平整光滑、成本低、損耗小、無(wú)環(huán)境污染、施工周期短、耐老化等優(yōu)點(diǎn)，推廣前景好，是鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù) 新的發(fā)展方向。、復(fù)合保護(hù)法緊貼鋼板用防火涂料或柔性氈狀隔熱材料，外用防火薄板作罩面板。這種方法適用于表面有裝飾要求，一般用于需要粘貼柔性氈狀隔熱材料或涂敷厚質(zhì)防火涂料的鋼柱。二、鋼結(jié)構(gòu)防腐措施&#

9、160;2.1金屬腐蝕情況及對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響長(zhǎng)期以來(lái)，防腐防銹始終是困擾人民的一道全球性難題。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬材料和設(shè)備約相當(dāng)于生產(chǎn)量的20%以上，一些發(fā)達(dá)國(guó)家由于金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失大約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2-4%。隨著全球工業(yè)的發(fā)展，腐蝕的問(wèn)題日趨嚴(yán)重。就世界范圍來(lái)說(shuō)，雖然在控制污染和研究的工作在同時(shí)進(jìn)行，防腐技術(shù)措施在不斷發(fā)展，使腐蝕問(wèn)題得到了一些緩解，但總的來(lái)說(shuō)，金屬的腐蝕仍十分嚴(yán)重。在金屬腐蝕中，鋼鐵腐蝕是主要的，而在鋼鐵腐蝕中，海洋條件、潮濕氣氛和工業(yè)密集地區(qū)的大氣腐蝕占重要位置。和很多強(qiáng)介質(zhì)腐蝕相比，雖然這類弱介質(zhì)腐蝕的腐蝕強(qiáng)度相對(duì)較低，但因其量大面

10、廣，致使造成的損失和影響更為突出。 2.2、鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕常見(jiàn)措施 耐候鋼：耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼，一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬，使金屬表面形成保護(hù)層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結(jié)構(gòu)用鋼好。標(biāo)準(zhǔn)為焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼（GB4172-84）。 熱浸鋅：熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，鋅層厚度對(duì)5mm以下薄板不得小于65m，對(duì)厚板不小于86m。從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(zhǎng)，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。如大量輸電塔、通訊塔等。近年來(lái)大量

11、出現(xiàn)的輕鋼結(jié)構(gòu)體系中的壓型鋼板等。也較多采用熱浸鋅防腐蝕。熱浸鋅的首道工序是酸洗除銹，然后是清洗。這兩道工序不徹底均會(huì)給防腐蝕留下隱患。所以必須處理徹底。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，應(yīng)該避免設(shè)計(jì)出具有相貼合面的構(gòu)件，以免貼合面的縫隙中酸洗不徹底或酸液洗不凈。造成鍍鋅表面流黃水的現(xiàn)象。熱浸鋅是在高溫下進(jìn)行的。對(duì)于管形構(gòu)件應(yīng)該讓其兩端開(kāi)敞。若兩端封閉會(huì)造成管內(nèi)空氣膨脹而使封頭板爆裂，從而造成安全事故。若一端封閉則鋅液流通不暢，易在管內(nèi)積存。 熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層：這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)效防腐蝕方法。具體做法是先對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用乙炔-氧焰將不斷送出的鋁（鋅）

12、絲融化，并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)件表面，以形成蜂窩狀的鋁（鋅）噴涂層（厚度約80m100m）。最后用環(huán)氧樹脂或氯丁橡膠漆等涂料填充毛細(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。此法無(wú)法在管狀構(gòu)件的內(nèi)壁施工，因而管狀構(gòu)件兩端必須做氣密性封閉，以使內(nèi)壁不會(huì)腐蝕。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制。大到如葛洲壩的船閘也是用這種方法施工的。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會(huì)產(chǎn)生熱變形。與熱浸鋅相比，這種方法的工業(yè)化程度較低，噴砂噴鋁（鋅）的勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量也易受操作者的情緒變化影響。 涂層法：涂層法防腐蝕性一般不如長(zhǎng)效防腐蝕方法（但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達(dá)50年）。所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對(duì)易于維護(hù)的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。它一次成本低，但用于戶外時(shí)維護(hù)成本較高。涂層法的施工的第一步是除銹。優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的除銹。所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬的光澤，除去所有的銹跡和油污?，F(xiàn)場(chǎng)施工的涂層可用手工除銹。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境。不同的涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆（層）和面漆（層）之分。底漆含粉料多，基料少。成膜粗糙，與鋼材粘附力強(qiáng)，與面漆結(jié)合性好。面漆則基料多，成膜有光澤，能保護(hù)底漆不受大氣腐蝕，并能抗風(fēng)化。不同的涂料之間有相容與否的問(wèn)題，前后選用不同涂料時(shí)要