鋼結構防火及防腐處理的一點看法

1、淺談鋼結構防火與防腐處理安徽鴻路集團有限公司 摘要 隨著大型鋼結構建筑的日益增多，鋼結構的防火、防腐保護越來越受到人們的關注。本文主要從鋼結構的特點、防火性能、防火處理方法、防腐材料以及防腐處理方法。一、鋼結構以及防火方法  1.1現(xiàn)代鋼結構的建筑特點工業(yè)化程度高，建設成本降低，工期縮短鋼結構建筑模數(shù)協(xié)調統(tǒng)一標準實現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構配件具有一定的通用性和互換性。同時鋼結構建筑的預工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設成本；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)開發(fā)商的資金周轉速度，使建筑

2、能更早投入使用。建筑與結構的設計與功能一體化,使建筑更富有功能化在鋼結構建筑中，結構成為形象構成的重要因素，結構的形體，構件，節(jié)點從很大程度上導致并制約著建筑的形象。建筑與結構的設計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設計環(huán)節(jié)進行下去，創(chuàng)造出技術與藝術融為一體的鋼結構建筑。鋼結構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體，強度高，彈性模量亦高。其密度與強度的比值遠小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結構自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結構以及靈活的結構形體?，F(xiàn)在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至400

3、0米的超高層建筑的能力。并且鋼索與膜結構相結合形成索膜結構體系更能滿足建筑對跨度的要求，使這類型建筑成為標志性建筑，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)展鋼結構對于資源，能源都非常短缺的我國意義尤為重大，因為中國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。鋼材是一種高強度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價值，邊角料也有價值，不需要制模施工。目前國際上引人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國，其環(huán)保節(jié)能的特點主要體現(xiàn)在兩個方面（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，都具有舒適當居住環(huán)境。室外0攝氏度時，室內仍可以保持17攝氏度以上；在室外溫度達到30攝氏度的情況

4、下，室內溫度僅為21攝氏度左右。（2）與磚混結構住宅相比，可節(jié)能60以上，冬夏季空調設備可節(jié)約耗電30以上，結構的廢舊利用為100，與磚混結構比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結構維護墻體面積小，節(jié)約空調所需能源，減小維護費用。1.2鋼結構建筑的火災危險性耐火性能差鋼材本身不燃燒，卻不耐高溫，其機械性能如屈服點、彈性模量、抗壓強度、荷載能力等均會應溫度的升高而急劇下降，當鋼構件溫度達到350、500、600攝氏度時，強度分別下降1/3、1/2、2/3。據(jù)理論計算，全負荷鋼構失去靜態(tài)平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為540攝氏度。而且鋼構件由單一材料組成，導熱系數(shù)大（是混凝土的40倍），在高溫作用下，熱量會迅速傳

5、導至內部，溫升快，科學實驗和火災實例均表明，裸露鋼構的耐火時間僅15分鐘，不如普通木柱的耐火時間?？缍却?、空間大，火災蔓延迅速跨度大、空間大是鋼結構建筑的顯著特點，而且大部分鋼結構建筑無明顯有效的防火分隔，門窗多，內部空氣流通好，可燃物料多，一旦發(fā)生火災，熱輻射強，煙霧濃，燃燒猛烈，在強大熱氣流的作用下，火勢迅速向垂直、水平方向蔓延，形成大面積火災。整體連接性強，易變形倒塌。鋼結構作為承重構件，在火災狀態(tài)下，遇高溫受熱膨脹，強度降低，再遇冷水急劇收縮，脆性增強，極易失去支撐作用。由于鋼結構整體連接性強，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鋼結構的防火保護方式 鋼結構的防火保

6、護通常有以下幾種方式： 、鋼結構防火涂料 鋼結構防火涂料是施涂于建筑物及構筑物的鋼結構表面，能形成耐火隔熱保護層，以提高鋼結構耐火極限的涂料，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構、混凝土結構、木結構用防火涂料。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，高溫時依靠涂料本身的厚度及較低的導熱率起到對鋼構件的隔熱作用。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，高溫時涂層膨脹增厚保護鋼構件。具有重量輕、施工較簡便，適用于隱蔽結構和裸露的鋼梁、斜撐等鋼構件。澆筑混凝土砌筑磚塊法

7、 用現(xiàn)澆混凝土作外包層時，可以在鋼結構上現(xiàn)澆成型，也可采用噴涂法（噴射工藝）?，F(xiàn)澆的實體混凝土外包層通?？捎娩摻z網(wǎng)或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫并保證外殼的強度。也可以在施工現(xiàn)場將鋼結構表面涂沫砂漿以形成保護層。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制板，采用膠粘劑和釘子或螺栓固定在鋼結構上。這種方法保護層強度高、耐沖擊，占用空間較大，適用于容易碰撞、無保護面板的鋼柱防火保護。 、充水法在空心鋼構件內充水是抵御火災最有效的方法，能使鋼結構在火災時保持較低的溫度。水在結構構件內循環(huán)，受熱的水可經(jīng)冷卻再循環(huán)，或由水管引入涼

8、水來取代加熱過的水。這種方法在國外被廣泛地使用在鋼柱的防護中。這種方法造價低，對空心鋼構件的防滲漏、防腐蝕要求高，只適用于空心鋼構件的保護。 、輕質防火厚板包覆法 采用無機防火板材對大型鋼構件進行箱式包裹，如石膏板、蛭石板、無石棉硅酸鈣隔熱 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、無環(huán)境污染、施工周期短、耐老化等優(yōu)點，推廣前景好，是鋼結構防火保護 新的發(fā)展方向。、復合保護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防火涂料的鋼柱。二、鋼結構防腐措施&#

9、160;2.1金屬腐蝕情況及對國民經(jīng)濟的影響長期以來，防腐防銹始終是困擾人民的一道全球性難題。據(jù)有關資料統(tǒng)計，世界上每年因腐蝕而報廢的金屬材料和設備約相當于生產(chǎn)量的20%以上，一些發(fā)達國家由于金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟損失大約占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2-4%。隨著全球工業(yè)的發(fā)展，腐蝕的問題日趨嚴重。就世界范圍來說，雖然在控制污染和研究的工作在同時進行，防腐技術措施在不斷發(fā)展，使腐蝕問題得到了一些緩解，但總的來說，金屬的腐蝕仍十分嚴重。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。和很多強介質腐蝕相比，雖然這類弱介質腐蝕的腐蝕強度相對較低，但因其量大面

10、廣，致使造成的損失和影響更為突出。 2.2、鋼結構的防腐蝕常見措施 耐候鋼：耐腐蝕性能優(yōu)于一般結構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層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結構用鋼好。標準為焊接結構用耐候鋼（GB4172-84）。 熱浸鋅：熱浸鋅是將除銹后的鋼構件浸入600左右高溫融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層，鋅層厚度對5mm以下薄板不得小于65m，對厚板不小于86m。從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點是耐久年限長，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中。如大量輸電塔、通訊塔等。近年來大量

11、出現(xiàn)的輕鋼結構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給防腐蝕留下隱患。所以必須處理徹底。對于鋼結構設計者，應該避免設計出具有相貼合面的構件，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行的。對于管形構件應該讓其兩端開敞。若兩端封閉會造成管內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，易在管內積存。 熱噴鋁（鋅）復合涂層：這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當?shù)拈L效防腐蝕方法。具體做法是先對鋼構件表面作噴砂除銹，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孔，以形成復合涂層。此法無法在管狀構件的內壁施工，因而管狀構件兩端必須做氣密性封閉，以使內壁不會腐蝕。這種工藝的優(yōu)點是對構件尺寸適應性強，構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。另一個優(yōu)點則是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會產(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）的勞動強度大，質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效防腐蝕方法（但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達50年）。所以用于室內鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構較多。它一次成本低，但用于戶外時維護成本較高。涂層法的施工的第一步是除銹。優(yōu)質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。現(xiàn)場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，與面漆結合性好。面漆則基料多，成膜有光澤，能保護底漆不受大氣腐蝕，并能抗風化。不同的涂料之間有相容與否的問題，前后選用不同涂料時要