輕型鋼結(jié)構(gòu)基本知識(shí)

.z.第一章輕型鋼構(gòu)造加工制造的根本知識(shí)輕型鋼構(gòu)造工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，它包括設(shè)計(jì)、加工制造和施工安裝三個(gè)過(guò)程；包含的具體容有：主構(gòu)造系統(tǒng)、次構(gòu)造系統(tǒng)和圍護(hù)系統(tǒng)三大方面。了解輕型鋼構(gòu)造各個(gè)組成局部的加工制造過(guò)程對(duì)于工程師而言是十分必要的。主構(gòu)造系統(tǒng)包括主剛架和支撐體系。支撐體系包括水平支撐、柱間支撐和剛性系桿等局部。由于支撐體系采用的構(gòu)件大多為圓鋼、角鋼和鋼管等，構(gòu)件簡(jiǎn)單、制作方便，且支撐體系節(jié)點(diǎn)多為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，因此這局部產(chǎn)品大多為各公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。本章僅從輕型鋼構(gòu)造的主剛架和圍護(hù)系統(tǒng)兩方面介紹輕型鋼構(gòu)造的加工制造；同時(shí)介紹鋼構(gòu)造的防腐處理和防火處理的相關(guān)知識(shí)。第一節(jié)H型鋼的制作及其設(shè)備輕型鋼構(gòu)造的主剛架包括門(mén)式剛架和山墻抗風(fēng)柱等局部。主剛架作為建筑構(gòu)造的骨架，支承整個(gè)建筑構(gòu)造系統(tǒng)，承受和傳遞著各類(lèi)荷載。根據(jù)跨度、高度及荷載的不同，門(mén)式剛架的梁、柱一般采用變截面或等截面的實(shí)腹式焊接H型截面或軋制H型截面。變截面構(gòu)件通常改變腹板的高度做成楔形形狀，必要時(shí)也可改變腹板的厚度。構(gòu)造構(gòu)件在運(yùn)輸單元一般不改變翼緣截面，鄰接的運(yùn)輸單元可采用不同厚度和寬度的翼緣截面。因受加工設(shè)備限制，H型鋼截面高度一般不能超過(guò)2m。下面將按焊接H型鋼生產(chǎn)工藝流程的順序介紹焊接H型鋼的制作機(jī)器設(shè)備。板材下料切割板材下料切割的方法有：機(jī)械切割法、氣割法、等離子切割法等。在鋼構(gòu)造制造廠中，一般情況下，鋼板厚度在12～16mm以下的直線型切割，采用剪切下料。常用的剪切機(jī)械有剪板機(jī)。氣割多用于帶曲線的零件和厚鋼板的切割。氣割能切割各種厚度的鋼材，設(shè)備靈活、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、切割精度較高，是目前使用最廣泛的切割方法。氣割按切割設(shè)備可分為：手工氣割、半自動(dòng)氣割、仿型氣割、多頭氣割、數(shù)控氣割和光電跟蹤氣割。焊接H型鋼生產(chǎn)線的下料設(shè)備一般配備數(shù)控多頭切割機(jī)或直條多頭切割機(jī)，此類(lèi)切割設(shè)備是高效率的板條切割設(shè)備，縱向割矩可根據(jù)要求配置，可一次同時(shí)加工多塊板條?！惨?jiàn)圖1-2〕各類(lèi)型鋼以及鋼管等的下料通常采用鋸割。常用的鋸割機(jī)械有：弓形鋸、帶鋸、圓盤(pán)鋸、摩擦鋸和砂輪鋸等。等離子切割主要用于熔點(diǎn)較高的不銹鋼材料及有色金屬的切割。板材矯正整平H型鋼在組立焊接之前，先要對(duì)原材料〔鋼板〕進(jìn)展矯正、整平。常用的機(jī)械設(shè)備有板條矯平機(jī)〔見(jiàn)圖1-3〕。H型組立、焊接矯平的鋼板〔翼緣板、腹板〕進(jìn)入H型鋼自動(dòng)組立機(jī)，在組立生產(chǎn)線上，將未焊接的翼緣板和腹板先工作組立器具定位好，進(jìn)展頭部定位焊。此類(lèi)設(shè)備一般都采用PLC可編程序控制器，對(duì)型鋼的夾緊、對(duì)中、定位點(diǎn)焊及翻轉(zhuǎn)實(shí)行全過(guò)程自動(dòng)控制，速度快、效率高。〔見(jiàn)圖1-4〕組立好的H型鋼進(jìn)入焊接機(jī)，H型鋼生產(chǎn)配備的焊機(jī)一般為埋弧自動(dòng)焊機(jī)，從類(lèi)型上可分為門(mén)式焊接機(jī)〔見(jiàn)圖1-5〕及懸臂式焊接機(jī)兩種類(lèi)型。焊機(jī)一般都配備有焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、焊劑自動(dòng)輸送回收系統(tǒng)及快速返程功能。H型矯正輕型鋼構(gòu)造構(gòu)件的翼緣、腹板通常采用較薄的鋼板，焊接容易產(chǎn)生比擬大的焊接變形，且翼緣板與腹板的垂直度也有偏差，這時(shí)需要通過(guò)矯正機(jī)對(duì)焊接后的H型鋼進(jìn)展矯正?！惨?jiàn)圖1-6〕。鉆孔、鎖口、拋丸、涂裝鋼構(gòu)造的連接節(jié)點(diǎn)多采用高強(qiáng)螺栓，因此孔加工在鋼構(gòu)造制造中占有一定的比重。制孔通常有鉆孔和沖孔兩種方法。鉆孔是鋼構(gòu)造制造中普遍采用的方法，幾乎能用于任何規(guī)格的鋼板、型鋼的孔加工。鉆孔的精度高，對(duì)孔壁損傷較小。沖孔一般只用于較薄鋼板和非圓孔的加工且孔徑不小于鋼材厚度的加工。沖孔生產(chǎn)效率雖高，但由于孔的周?chē)a(chǎn)生冷作硬化，孔壁質(zhì)量差等原因，通常只用于檁條、墻梁端部長(zhǎng)圓孔的制備。常用的邊緣加工方法有：鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、氣割和坡口機(jī)加工等。H型鋼端面銑床，用于焊接或軋制成型的H型鋼、箱形截面梁柱的兩端面銑削加工。銑邊機(jī)利用滾銑切削原理，對(duì)鋼板焊前的坡口、斜邊、直邊、U形邊可一次同時(shí)銑削成形，耗能少操作維修方便。鋼構(gòu)件在涂刷之前應(yīng)進(jìn)展除銹處理，構(gòu)件外表的除銹方法分為噴射、拋射除銹和手工或動(dòng)力除銹。噴射、拋射除銹設(shè)備的種類(lèi)很多，如圖1-7拋丸機(jī)適用于各種型材和板材的外表清理。制做好的H型鋼需要防腐，即涂刷油漆。詳見(jiàn)第三節(jié)鋼構(gòu)造防腐處理。圖1－1給出了焊接H型鋼的生產(chǎn)工藝流程。板材切割板材切割矯正、整平矯正、整平HH型組立HH型焊接〔埋弧焊〕尺寸、焊縫檢查尺寸、焊縫檢查尺寸、外觀檢查H尺寸、外觀檢查H型矯正鉆孔、鎖口拋丸、涂裝鉆孔、鎖口拋丸、涂裝涂裝檢查涂裝檢查成品檢查編號(hào)打包發(fā)運(yùn)編號(hào)打包發(fā)運(yùn)圖1－1焊接H型鋼的生產(chǎn)流程制作好的焊接H型鋼需經(jīng)檢查合格前方可編號(hào)打包發(fā)運(yùn)，焊接H型鋼的允許偏差見(jiàn)表１－１。表1－1焊接H型鋼的允許偏差項(xiàng)目允許偏差圖例截面高度〔h〕h<500±2.0500≤h≤1000±3.0h>1000±4.0截面寬度〔b〕±3.0腹板中心偏移2.0翼緣板垂直度(Δ)b/1003.0彎曲矢高l/10005.0扭曲h/2505.0腹板局部平面度〔f〕t<143.0t≥142.0局部H型鋼的生產(chǎn)設(shè)備如圖1-2～1－8所示。圖1－2ESAB六米數(shù)控切割機(jī)圖1－3W43-24*1000板條矯平機(jī)圖1－4HG-1500組立焊圖1－5ME-1-1000門(mén)型自動(dòng)埋弧焊圖1－6精工-Ⅲ型矯正機(jī)圖1－7美國(guó)邦八拋頭拋丸機(jī)在H型鋼的制做過(guò)程中，板材切割下料、矯正整平，拼裝點(diǎn)焊、焊接及焊后翼緣矯正，按常規(guī)工藝是由多臺(tái)設(shè)備來(lái)完成的。將以上工序集于一身的H型鋼生產(chǎn)線具有構(gòu)造緊湊、占地省、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。下面介紹兩條生產(chǎn)線：?jiǎn)蚊婧干a(chǎn)線〔見(jiàn)圖1-8〕和通用H型鋼生產(chǎn)線。單面焊H型鋼生產(chǎn)線采用低合金高強(qiáng)度鋼板以臥式焊接機(jī)單面焊接，采用美國(guó)林肯公司的單弧雙自動(dòng)埋弧焊機(jī)。該生產(chǎn)線包含目前鋼構(gòu)造行業(yè)中規(guī)格最大的12m×8m大型剪板機(jī)，H型鋼的腹板和翼緣板可用此剪板機(jī)一次性剪切下料，超過(guò)12mm厚的鋼板采用等離子切割機(jī)進(jìn)展切割。對(duì)于平整度不符合要求的鋼板用9輥矯平機(jī)整平。整平后的翼緣板進(jìn)入翼緣板生產(chǎn)線，經(jīng)過(guò)對(duì)接、沖孔、切斷而成為翼緣板半成品，進(jìn)入焊接生產(chǎn)線。半成品經(jīng)組立及頭部定位焊后進(jìn)入臥式焊接機(jī)，一次性焊接完成。通用H型鋼生產(chǎn)線由直條火焰切割機(jī)和12m×8m剪板機(jī)將鋼板切割下料成腹板和翼緣板，經(jīng)組立機(jī)到門(mén)型自動(dòng)埋弧焊機(jī)焊接，再經(jīng)翼緣矯正機(jī)矯正后成為焊接H型鋼。矯正后的H型鋼通過(guò)拋丸除銹處理后，涂底漆、編號(hào)發(fā)運(yùn)。圖1－8美國(guó)林肯單面焊生產(chǎn)線鋼構(gòu)造的主剛架制作加工中，工作量最大的是節(jié)點(diǎn)的加工制作，包括節(jié)點(diǎn)處的開(kāi)孔、端板的定位焊接、加勁板的定位焊接等工作。對(duì)梁柱上四個(gè)面都有加勁板的情況，梁柱還需要翻轉(zhuǎn)焊接，構(gòu)件的翻轉(zhuǎn)需要采用特殊的翻轉(zhuǎn)設(shè)備。翻轉(zhuǎn)機(jī)如圖1－9所示。圖1－9鋼構(gòu)造節(jié)點(diǎn)加工用的翻轉(zhuǎn)機(jī)第二節(jié)圍護(hù)系統(tǒng)的制作及其設(shè)備輕鋼構(gòu)造的圍護(hù)系統(tǒng)包括檁條、墻梁、墻面及屋面彩板、樓面板、通風(fēng)采光系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和收邊系統(tǒng)等。圍護(hù)系統(tǒng)的制造是輕鋼構(gòu)造加工制造術(shù)含量最高的一局部，它直接決定了整個(gè)建筑的產(chǎn)品質(zhì)量。下面通過(guò)相關(guān)設(shè)備來(lái)介紹圍護(hù)系統(tǒng)的加工制造過(guò)程。一、冷彎薄壁型鋼檁條的加工制造在輕型門(mén)式剛架構(gòu)造中，檁條和墻梁通常采用卷邊槽形〔或稱(chēng)C型〕和帶斜卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼。冷彎薄壁型鋼一般由薄鋼板通過(guò)檁條機(jī)冷彎輥壓成型而成。對(duì)Z、C型冷彎薄壁型鋼，鋼板厚度一般為1.5～3mm，材質(zhì)為Q235鋼板、Q345鋼板或G450高力連續(xù)熱浸鍍鋅鋼板三種。檁條上的孔可采用沖孔。冷彎薄壁型鋼檁條的制作偏差應(yīng)符合表1－2。圖1-11為眾多檁條機(jī)中的一種。表1－2檁條尺寸的允許偏差工程符號(hào)允許偏差〔mm〕工程符號(hào)允許偏差〔mm〕截面高度h±５翼緣孔中心至腹板外緣距離A5±3翼緣高度b±５-２腹板橫向孔中心線距離S1±1.5斜卷邊或直卷邊長(zhǎng)度A1＋6-3腹板縱向孔中心線距離S2±1.5翼緣不平度θ１±3o兩端螺栓群中心距離S3±3斜卷邊角度θ２±5o檁條構(gòu)件的長(zhǎng)度l±3腹板孔中心至構(gòu)件邊緣距離A2±3彎曲矢高cL/500腹板孔中心至構(gòu)件端部距離A3±3最小厚度t設(shè)計(jì)值t的0.95倍翼緣孔中心至構(gòu)件端部距離A4±3注：符號(hào)含義見(jiàn)圖1-10。圖1－10檁條的尺寸偏差圖1－11HG-Ⅲ型檁條機(jī)二、壓型金屬板的制作彩色鋼板建筑制品分為單層彩色壓型鋼板和復(fù)合夾芯板兩類(lèi)輕型建筑預(yù)制板材。單層彩色壓型鋼板和復(fù)合夾芯板的原材料普通的彩色鋼板〔鋼帶〕是由金屬基材經(jīng)過(guò)外表處理〔熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁及電鍍鋅和熱鍍鋅合金化鋼板〕，再在其上覆蓋彩色涂層〔聚酯涂料、有機(jī)硅改性聚酯涂料、聚偏氟乙烯涂料，也可無(wú)涂層〕制成。彩色鋼板按其基板的用途不同、鍍層不同、涂層不同可分為假設(shè)干類(lèi)別，彩板的選擇要對(duì)金屬基材、鍍層、涂層分別進(jìn)展確定。比擬高級(jí)的彩板有以鋁鎂合金材料為基板的鋁鎂板。單層彩色壓型鋼板的制作是采用壓型機(jī)將彩鋼卷通過(guò)連續(xù)完成的開(kāi)卷、輥壓、剪切而成的。復(fù)合夾芯板的制作是采用兩層彩板做面層，中間注入液體聚氨脂(PU)、聚苯乙烯〔EPS〕或巖棉，再固化加壓一次成型制成。這種復(fù)合板具有承力、保溫、裝修、防水的綜合功能。成型后的壓型鋼板及泛水板、包角板的基板不得有裂紋；漆膜應(yīng)無(wú)裂紋、剝落和擦痕等現(xiàn)象。表1－3為壓型金屬板的尺寸偏差工程。表1－3壓型金屬板的尺寸偏差工程項(xiàng)目尺寸偏差〔mm〕波距±2.0波高壓型鋼板h≤70mm±1.5h>70mm±2.0壓型鋁板±2.0側(cè)向彎曲在測(cè)量長(zhǎng)度l的圍壓型鋼板20.0壓型鋁板25.0注：〔1〕h為壓型金屬板截面高度。〔2〕l為測(cè)量長(zhǎng)度，系指板長(zhǎng)扣除兩端0.5m后的實(shí)際長(zhǎng)度〔小于10m〕或扣除后人選的10m長(zhǎng)度。單層彩色鋼板壓型機(jī)是采用多道成型輥將彩色鋼板連續(xù)冷彎成型的原理設(shè)計(jì)的。它由開(kāi)卷機(jī)〔架〕、送料臺(tái)、成型機(jī)、切斷機(jī)和成品輥架五局部組成，當(dāng)加工曲板時(shí)還需曲面沖壓機(jī)。圖1－12～1－13列出了一些彩色壓型鋼板的生產(chǎn)設(shè)備。圖1－12HV-450壓型機(jī)圖1－13HV-475壓型機(jī)三、排水和收邊系統(tǒng)輕型鋼建筑中，天溝、落水管、包邊板等的制造質(zhì)量對(duì)于防水功能至關(guān)重要。很多輕型鋼建筑在這些地方都存在泛水、滲水現(xiàn)象，其中一個(gè)重要原因就是其包邊板是手工折成而不是采用機(jī)械加工的，這些對(duì)建筑的排水效果及建筑外觀效果都不利，而采用折彎?rùn)C(jī)折彎的收邊板產(chǎn)品質(zhì)量較好。以下圖的折邊機(jī)可以針對(duì)一定形狀的包邊，適應(yīng)不同的彩色壓型鋼板的板型，對(duì)包邊板進(jìn)展折彎加工。這樣加工出來(lái)的包邊板與彩色壓型鋼板貼合嚴(yán)密，防水性能好。圖1－14為精工科技開(kāi)發(fā)研制的JZW800折邊機(jī)。圖1－14JZW800折邊機(jī)四、通風(fēng)采光系統(tǒng)衡量輕型鋼建筑質(zhì)量好壞的另一很重要的標(biāo)準(zhǔn)就是其屋面采光通風(fēng)及防水系統(tǒng)產(chǎn)品的質(zhì)量，它直接關(guān)系到輕型鋼建筑的使用性能。這局部產(chǎn)品大多為專(zhuān)利產(chǎn)品，由鋼構(gòu)造公司或各相關(guān)專(zhuān)業(yè)廠家開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。(a)采光天棚(b)防水細(xì)部(c)通風(fēng)氣樓圖1－15屋面采光通風(fēng)及防水圖1－15所示分別為采光天棚、防水細(xì)部做法和通風(fēng)氣樓，一般通風(fēng)氣樓或通風(fēng)器有主動(dòng)和被動(dòng)排風(fēng)兩種形式，其型號(hào)、布置位置和布置數(shù)量與建筑的具體通風(fēng)要求有關(guān)，可以根據(jù)通風(fēng)器的排風(fēng)能力進(jìn)展計(jì)算。鋼構(gòu)造的防腐處理由于建筑鋼材強(qiáng)度高、塑性韌性好、自重輕，加上鋼構(gòu)造具有制作簡(jiǎn)便、施工工期短，適用于跨度大、高度高、承載重的構(gòu)造等優(yōu)點(diǎn)，使鋼材在建筑業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差。據(jù)興旺國(guó)家的不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的４％。鋼構(gòu)造的腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也給構(gòu)造的平安帶來(lái)隱患，由于鋼銹蝕而導(dǎo)致的工程事故也屢見(jiàn)不鮮。因此鋼構(gòu)造〔特別是薄壁鋼構(gòu)件〕的防腐處理具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。鋼構(gòu)造防銹與涂裝的一般規(guī)定１、鋼構(gòu)造的防銹及涂裝設(shè)計(jì)應(yīng)遵守"工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)"GB500046與"鋼構(gòu)造管道涂裝技術(shù)規(guī)程"YB/T9256的有關(guān)規(guī)定；凡在鋼構(gòu)造工程設(shè)計(jì)中，均應(yīng)有防銹涂裝設(shè)計(jì)的容。２、鋼構(gòu)造防銹及涂裝設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮構(gòu)造的重要性、環(huán)境侵蝕條件、維護(hù)條件及使用壽命，以及施工條件與工程造價(jià)等因素，合理的選用或確定鋼材外表原始銹蝕等級(jí)、除銹方法與等級(jí)〔"涂裝前鋼材外表銹蝕等級(jí)和涂裝等級(jí)"GB8923〕、涂料與涂裝要求以及涂裝施工的質(zhì)量檢驗(yàn)要求〔"鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)"GB50205〕等。３、輕型鋼構(gòu)造構(gòu)件應(yīng)按表1-4所示外界條件對(duì)構(gòu)造的侵蝕作用分類(lèi)選擇外表處理方法及配套涂料。表１－４外界條件對(duì)輕型鋼構(gòu)造的侵蝕作用分類(lèi)序號(hào)地區(qū)相對(duì)濕度〔％〕對(duì)構(gòu)造的侵蝕作用分類(lèi)室〔采暖房屋〕室〔非采暖房屋〕露天１農(nóng)村，一般城市的商業(yè)區(qū)及住宅區(qū)枯燥，＜60無(wú)侵蝕作用無(wú)侵蝕作用弱侵蝕作用２普通，60～70無(wú)侵蝕作用弱侵蝕作用中等侵蝕作用３潮濕，＞７５弱侵蝕作用弱侵蝕作用中等侵蝕作用４工業(yè)區(qū)，沿海地區(qū)枯燥，＜60弱侵蝕作用中等侵蝕作用中等侵蝕作用５普通，60～70弱侵蝕作用中等侵蝕作用中等侵蝕作用６潮濕，＞７５中等侵蝕作用中等侵蝕作用中等侵蝕作用注：１表中的相對(duì)濕度系指當(dāng)?shù)氐哪昶骄鄬?duì)濕度，對(duì)于恒溫恒濕或有相對(duì)濕度指標(biāo)的建筑物，則按室相對(duì)濕度采用。２一般城市的商業(yè)區(qū)及住宅區(qū)泛指無(wú)侵蝕性介質(zhì)的地區(qū)，工業(yè)區(qū)則包括受侵蝕介質(zhì)影響及散發(fā)輕微侵蝕性介質(zhì)的地區(qū)。鋼構(gòu)造腐蝕的主要原因防止鋼構(gòu)造腐蝕首先要了解鋼材腐蝕的原因。常溫下〔100℃以下〕鋼材的腐蝕機(jī)理常溫下鋼鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。鋼構(gòu)造在常溫大氣環(huán)境中使用，鋼材受大氣中水分、氧和其他污染物〔未清理干凈的焊渣、銹層、外表污物〕的作用而被腐蝕。大氣的相對(duì)濕度在60％以下時(shí)，鋼材的腐蝕是很輕微的；但當(dāng)相對(duì)濕度增加到*一數(shù)值時(shí)，鋼材的腐蝕速度突然升高，這一數(shù)值稱(chēng)為臨界濕度。常溫下，一般鋼材的臨界濕度為60％～70％。當(dāng)空氣被污染或在沿海地區(qū)空氣中含鹽時(shí)，臨界濕度都很低，鋼材外表容易形成水膜。此時(shí)焊渣和未處理干凈的銹層〔氧化鐵皮〕作為陰極，鋼構(gòu)造構(gòu)件〔母材〕作為陽(yáng)極在水膜中發(fā)生電化學(xué)腐蝕。大氣中的水分吸附在鋼材外表形成的水膜是造成鋼材腐蝕的決定因素；大氣的相對(duì)濕度和污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素。高溫下〔100℃以上〕鋼材的腐蝕機(jī)理高溫下鋼鐵的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕。高溫狀態(tài)下，水以氣態(tài)存在，電化學(xué)作用很小，降為次要因素。金屬和枯燥氣體〔如O2、H2S、SO2、Cl2等〕相接觸，外表生成相應(yīng)的化合物〔氯化物、硫化物、氧化物〕，形成對(duì)鋼材的化學(xué)腐蝕。鋼構(gòu)造腐蝕的防護(hù)方法根據(jù)鋼材腐蝕的電化學(xué)原理，只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強(qiáng)烈阻滯陰、陽(yáng)極過(guò)程的進(jìn)展，就可防止鋼材的腐蝕。采用防護(hù)層方法防止鋼構(gòu)造腐蝕是目前通用的方法，常用的保護(hù)層有以下幾種：１、金屬保護(hù)層：金屬保護(hù)層是用具有陰極或陽(yáng)極保護(hù)作用的金屬或合金，通過(guò)電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、熱鍍和滲鍍等方法，在需要防護(hù)的金屬外表形成金屬保護(hù)層〔膜〕來(lái)隔離金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，或利用電化學(xué)的保護(hù)作用使金屬得到保護(hù)，從而防止腐蝕。２、化學(xué)保護(hù)層：通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)方法使鋼材外表生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，來(lái)防止對(duì)金屬的腐蝕。３、非金屬保護(hù)層：用涂料、塑料、搪瓷等材料，通過(guò)涂刷和噴涂等方法，在金屬外表形成保護(hù)膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止金屬的腐蝕。鋼材外表處理鋼材加工后到出廠之前，構(gòu)件外表會(huì)不可防止的沾有油污、水分、灰塵等污染物以及存在毛刺、氧化鐵皮、銹層等外表缺陷。由前面鋼構(gòu)造腐蝕的主要原因我們知道，污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素，且外表污物會(huì)嚴(yán)重影響涂料在鋼材外表的附著力，并使漆膜下的銹蝕繼續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致涂層失效或破壞，無(wú)法到達(dá)預(yù)期的防護(hù)效果。因此，鋼材外表處理質(zhì)量的好壞對(duì)涂層的防護(hù)效果及壽命的影響，有時(shí)甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大，應(yīng)予以重視。日本"防蝕技術(shù)"中認(rèn)為影響涂裝質(zhì)量的諸多因素所占的比例見(jiàn)表1-5。表１－５防腐涂裝個(gè)因素對(duì)涂層質(zhì)量的影響影響質(zhì)量的因素影響程度〔％〕外表處理〔除銹質(zhì)量〕49.5涂層厚度〔涂裝道數(shù)〕19.1涂料品種4.9其他〔施工與管理等〕26.5鋼構(gòu)造外表處理方法：手工工具除銹、滾動(dòng)鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂〔丸〕除銹、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、熱浸鍍、電鍍、外表合金化以及射流控制真空除銹、激光除銹等。在中等侵蝕作用環(huán)境中的承重鋼構(gòu)件，當(dāng)其形狀較復(fù)雜或體型較特殊時(shí)，可選用酸洗除銹方法。酸洗應(yīng)有專(zhuān)門(mén)的工藝控制保證〔不宜用鹽酸〕，應(yīng)附加緩蝕劑，并清洗到位，確保角、凹部位不致積酸，引起材質(zhì)氫脆變異。各類(lèi)構(gòu)件的物理除銹方法與等級(jí)可按表1-6選用。表１－６各類(lèi)構(gòu)件的物理除銹方法與等級(jí)構(gòu)件種類(lèi)除銹方法除銹等級(jí)無(wú)侵蝕作用的一般構(gòu)件手工及動(dòng)力工具除銹〔徹底〕級(jí)或級(jí)〔非常徹底〕弱侵蝕作用的承重構(gòu)件噴射〔丸、砂〕除銹〔徹底〕級(jí)或級(jí)〔非常徹底〕中等侵蝕作用的承重構(gòu)件噴射〔丸、砂〕除銹級(jí)〔非常徹底〕注：１對(duì)使用期很難維修的承重構(gòu)件，其除銹等級(jí)宜適當(dāng)提高〔最高不超過(guò)級(jí)〕。２除銹前后應(yīng)仔細(xì)消除油垢、毛刺、藥皮、飛濺物及氧化鐵皮等。３除銹及涂裝工程的質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合"鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)"GB50205的規(guī)定。防腐涂料鋼構(gòu)件的防腐涂層可根據(jù)具體情況采用不同的方式,如金屬保護(hù)層(鍍鋅等)、油漆涂層、復(fù)合保護(hù)層〔即一、二項(xiàng)同時(shí)使用〕。目前通常的鋼構(gòu)造防腐做法就是刷防腐涂料。涂料是一種含油的或不含油的膠體溶液，將它涂敷在鋼材外表上，可結(jié)成一層薄膜來(lái)保護(hù)鋼構(gòu)造。防腐涂料一般由底漆和面漆組成。底漆中粉料多，基料少，成膜粗糙，底漆的功能是使漆膜與基層和面漆結(jié)合結(jié)實(shí)，即就是要有好的附著力；底漆有阻蝕性顏料，可以阻止銹蝕的發(fā)生，有的還能對(duì)金屬起鈍化和電化學(xué)保護(hù)作用，防止金屬生銹。而面漆則粉料少，基料多，成膜后有光澤，主要功能是保護(hù)下層底漆，故要對(duì)大氣和濕度具有不滲透性，要能抵抗由風(fēng)化引起的物理和化學(xué)分解。目前的趨勢(shì)是使用合成樹(shù)脂來(lái)提高介質(zhì)的抗風(fēng)化性能。耐大氣性能的防腐涂料一般只能耐大氣中的氣相腐蝕。對(duì)于受酸堿等介質(zhì)侵蝕的地方，必須用耐酸堿的涂料。防腐漆按保護(hù)功能可分為底漆，中層漆和面漆，各層油漆均有其特性，各負(fù)其責(zé)，各層組合起來(lái)，形成復(fù)合涂層，提高防腐性能，延長(zhǎng)使用壽命。1、底漆底漆層常用的防腐涂料有富鋅底漆和環(huán)氧鐵紅底漆，富鋅漆是由大量的微細(xì)鋅粉與少量的成膜機(jī)料組成。鋅的電化學(xué)性比鋼鐵高，在受到腐蝕時(shí)，有“自我犧牲〞的作用，使鋼鐵被保護(hù)。腐蝕產(chǎn)物氧化鋅又填充了孔隙，使涂層更加致密。常用的富鋅底漆有以下三種：水玻璃無(wú)機(jī)富鋅底漆，它是以水玻璃為基料，參加鋅粉，混合后涂刷，固化后要用水沖洗，施工工藝復(fù)雜，工藝條件苛刻，外表處理必須在Sa2.5以上，另外對(duì)環(huán)境溫度、濕度都有要求，形成的涂膜易開(kāi)裂、脫皮、目前已很少采用。(2)溶性無(wú)機(jī)富鋅底漆，該底漆是以正硅酸乙酯為基料，以酒精為溶劑，經(jīng)局部水解聚合，參加鋅粉混合均勻后涂覆成膜。(3)富鋅底漆，它是以環(huán)氧樹(shù)脂為成膜基料，參加鋅粉，固化形成涂層。環(huán)氧富鋅底漆不但防腐性能優(yōu)良，而且附著力強(qiáng)，并與下道涂層環(huán)氧云鐵中層漆均有良好的粘結(jié)型。主要用于一般大氣中的鋼架構(gòu)造和石油化工設(shè)備的防腐。環(huán)氧鐵紅底漆是分罐裝的雙組份涂料，甲組份〔涂料〕由環(huán)氧樹(shù)脂、氧化鐵紅等防銹顏料增韌劑、防沉劑等制成，乙組份為固化劑，施工時(shí)按比例調(diào)配。氧化鐵紅是一種物理性防銹顏料，其性質(zhì)穩(wěn)定、遮蓋力強(qiáng)、顆粒細(xì)微、能在漆膜中起到很好的屏蔽作用，有很好的防銹性能。環(huán)氧鐵紅底漆對(duì)鋼板及上層環(huán)氧面漆均有很好的粘結(jié)力，常溫枯燥快，對(duì)上層面漆不滲色，較普遍的用于鋼質(zhì)管道、貯罐、鋼構(gòu)造防腐工程，作防銹底漆使用。2、中涂層中涂層一般為環(huán)氧云鐵和環(huán)氧玻璃鱗片漆或環(huán)氧厚漿漆。環(huán)氧云鐵漆是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料參加云母氧化鐵制成，云母氧化鐵的微觀構(gòu)造像片狀云母，其厚度僅為數(shù)微米，而直徑為數(shù)十微米到一百微米。它耐高溫、耐堿、耐酸性、無(wú)毒，片狀構(gòu)造可阻止介質(zhì)滲透，增強(qiáng)了防腐性能，而且收縮率低，外表有粗糙度，是一種優(yōu)良的中層防腐漆。環(huán)氧玻璃鱗片漆是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料，以薄片狀的玻璃鱗片為骨料，再加各種添加劑組成的厚槳型防腐漆。玻璃鱗片厚度僅為2～5微米。由于鱗片在涂層中上下多層排列，形成獨(dú)特的屏蔽構(gòu)造。3、面漆用于面漆的涂料按其價(jià)位可劃分為三種等級(jí)：(1)普通級(jí)為環(huán)氧漆、氯化橡膠漆、氯磺化聚乙烯其等；中等級(jí)為聚氨酯漆；高等漆為有機(jī)硅改性聚氨酯漆、有機(jī)硅改性丙烯酸面漆、氟涂料等。環(huán)氧漆經(jīng)化學(xué)固化后，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，涂層致密，有很強(qiáng)的粘結(jié)力，很高的機(jī)械性,它耐酸、堿、鹽，能抵抗多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。氯化橡膠漆以氯化橡膠為成膜物，氯化橡膠是用天然橡膠與氯氣反響制成，他屬惰性樹(shù)脂，成膜后密封性能非常好，水汽、氧氣對(duì)漆膜的滲透率極低，而且耐酸、耐堿、耐水、耐氧化劑、耐各種腐蝕性氣體的腐蝕，在用醇酸樹(shù)脂改性后，耐候性好，在使用過(guò)程中，漆膜理化性能變化很小，可以說(shuō)是一種經(jīng)濟(jì)耐用的防腐材料。其它面涂層材料因價(jià)格較高，使用很不普遍，本文不再詳述。防腐油漆〔涂料〕的選擇一般的涂料選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1、要考慮構(gòu)造所處的使用條件及選用涂料的圍的一致性，根據(jù)腐蝕介質(zhì)的情況〔種類(lèi)、溫度和濃度〕氣相或液相，濕熱地區(qū)或枯燥地區(qū)等條件進(jìn)展選用。對(duì)于有酸性介質(zhì)，可采用耐酸性能較好的酚醛樹(shù)脂漆，而對(duì)于堿性介質(zhì)，則應(yīng)采用耐堿性較好的環(huán)氧樹(shù)脂漆。2、要考慮施工條件的可能性。有的宜刷涂，有的宜噴涂，有的自然枯燥成膜等等。對(duì)于一般情況，宜用枯燥、便于噴刷的冷固型涂料。3、要考慮涂料的正確配套。由于大局部涂料是有機(jī)膠狀物質(zhì)為基料，涂料每涂一層結(jié)成薄膜后，難免有許多異常細(xì)小的微孔，腐蝕介質(zhì)仍有可能滲入侵蝕鋼鐵。因此，目前涂料的施工都不是涂單層，而是涂多層，目的在于將微孔減少到最低限度。底漆和面漆之間應(yīng)有良好的適應(yīng)性。如過(guò)氯乙烯漆與磷化底漆或鐵紅醇酸底漆配套使用，才能得到很好的效果，而不能與油性底漆〔如油性紅丹漆〕配套使用。因?yàn)檫^(guò)氯乙烯漆中含有強(qiáng)溶劑，會(huì)破壞底漆漆膜。防腐涂料底漆、中間漆、面漆必須配套。選用面漆時(shí)，除遵守底漆說(shuō)明書(shū)的要求外，一般底漆、中間漆、面漆配套組合要求可參照下表1-7進(jìn)展。表１－７鋼構(gòu)造用底漆、中間漆與面漆的配套組合序號(hào)底漆與中間漆面漆最低除銹底漆適用環(huán)境構(gòu)建１紅丹系列〔油性防銹漆、醇酸或酚醛防銹漆〕底漆２遍鐵紅系列〔油性防銹漆、醇酸底漆、酚醛防銹漆〕底漆２遍云鐵醇酸防銹漆底漆２遍各色醇酸磁漆２～３遍無(wú)侵蝕作用構(gòu)件２氯化橡膠底漆1遍氯化橡膠面漆２～４遍１、室、外弱侵蝕作用的重要構(gòu)件；２、中等侵蝕環(huán)境的各類(lèi)承重構(gòu)造３氯磺化聚乙烯底漆2遍＋氯磺化聚乙烯中間漆１～２遍氯磺化聚乙烯面漆２～３遍４鐵紅環(huán)氧酯底漆１遍＋環(huán)氧防銹漆２～３遍環(huán)氧清〔彩〕漆１～２遍５鐵紅環(huán)氧底漆１遍＋環(huán)氧云鐵中間漆１～２遍氯化橡膠漆２遍６聚氨酯底漆１遍＋聚氨酯磁漆２～３遍聚氨酯清漆１～３遍７環(huán)氧富鋅底漆１遍＋環(huán)氧云鐵中間漆２遍氯化橡膠面漆２遍８無(wú)機(jī)富鋅底漆１遍＋環(huán)氧云鐵中間漆１遍氯化橡膠面漆２遍需特別加強(qiáng)防銹蝕的重要構(gòu)造９無(wú)機(jī)富鋅底漆２遍＋環(huán)氧中間漆２～３遍〔７５～100μm〕～〔７５～125μm〕脂肪族聚氨酯面漆２遍〔50μm〕注：１第４項(xiàng)匹配組合〔環(huán)氧清漆面漆〕不適用于室外爆曬環(huán)境。２當(dāng)要求較厚的涂層厚度〔總厚度＞150μm〕時(shí)，第２、５及６項(xiàng)組合的中間漆和面漆宜采用厚漿型涂料。３第８、９項(xiàng)無(wú)機(jī)富鋅底漆要求除銹等級(jí)及施工條件更為嚴(yán)格，一般較少采用。4、要考慮構(gòu)造的主次關(guān)系。即根據(jù)構(gòu)件的重要性，是主要承重構(gòu)件還是次要承重構(gòu)件來(lái)進(jìn)展考慮，分別選用不同的涂料，或用一樣的涂料而對(duì)涂層厚度加以區(qū)別。選擇涂料時(shí)，除考慮構(gòu)造使用功能、經(jīng)濟(jì)性和耐久性外，還應(yīng)考慮施工過(guò)程中的穩(wěn)定性、枯燥、速度、毒性以及需要的溫度條件等。要到達(dá)良好的防腐效果，在選擇恰當(dāng)、高性能涂料的同時(shí)，對(duì)于涂料的厚度亦有一定的要求。如果涂層厚度薄或不均勻，鋼材外表毛刺的頂峰會(huì)露出涂層，涂層就會(huì)有針孔，這時(shí)水中的氧、氯離子、水分子等會(huì)穿過(guò)這些薄弱的地方，使鋼鐵生銹腐蝕，腐蝕產(chǎn)物體積膨脹，形成銹包，逐漸擴(kuò)大，最后涂層起泡脫落。如果涂層過(guò)厚，雖然可增強(qiáng)防護(hù)能力，但附著力和機(jī)械性能都要降低，而且要增加費(fèi)用。對(duì)于一般涂裝要求的構(gòu)件，并采用手工及動(dòng)力工具除銹時(shí)，可采用兩道底漆、兩道面漆的做法；對(duì)涂裝要求較高的構(gòu)件，并采用噴射除銹時(shí)，宜采用2遍底漆，1～2遍中間漆及2遍面漆的做法。涂層干漆膜總厚度不宜小于120μm〔弱侵蝕〕及150μm〔中等侵蝕〕、200μm〔較強(qiáng)侵蝕的重要構(gòu)件〕。需加重防腐的部位，可適當(dāng)增加涂層厚度20～60μm。厚度要均勻、連續(xù)完整、無(wú)針孔，方可取得良好的防腐效果。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，鋼構(gòu)造涂層厚度可參考表１－８。表１－8鋼構(gòu)造涂裝涂層厚度基本涂層和防護(hù)涂層附加涂層城鎮(zhèn)大氣工業(yè)大氣海洋大氣化工大氣高溫大氣醇酸漆100～150125～17525～50瀝青漆180～240150～21030～60環(huán)氧漆175～225150～200150～20025～50過(guò)氯乙烯漆160～20020～40丙烯酸漆100～140140～180120～16020～40聚氨酯漆100～140140～180120～16020～40氯化橡膠漆120～160160～200140～18020～40氯磺化聚乙烯漆120～160160～200140～180120～16020～40有機(jī)硅漆100～14020～40表１－9常用防銹底漆名稱(chēng)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)性能用途涂施方法配套要求紅丹油性防銹漆Y53-1HG2-581-74防銹性能好，漆膜鞏固，附著力強(qiáng)，但枯燥較慢適用于鋼構(gòu)造外表防銹打底，但不能用于鋁、鋅外表，因紅丹與鋁、鋅起電化學(xué)作用刷涂為主與酯膠磁漆、酚醛磁漆、醇酸磁漆配套使用鐵紅油性防銹漆Y53-2HG780-74附著力強(qiáng)，防銹性較好，但次于紅丹油性防銹漆適用于防銹要求不高的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂為主與酯膠磁漆、酚醛磁漆配套使用紅丹酚醛防銹漆F53-1HG2-782-74防銹性能好，漆膜鞏固，附著力強(qiáng)，枯燥較快同紅丹油性防銹漆刷涂為主與酚醛磁漆、醇酸磁漆配套使用鐵紅酚醛防銹漆F53-3HG2-583-74附著力強(qiáng)，漆膜較軟，耐磨性差，防銹性能次于紅丹酚醛防銹漆適用于防銹要求不甚高的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與酚醛磁漆配套使用鐵紅、灰酚醛底漆F06-8HG2-579-74漆膜有良好的附著力和一定的防銹性能適用于防銹要求不甚高的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與醇酸磁漆純酚醛磁漆配套使用鐵紅純酚醛底漆F06-9HG2-580-74有一定的防銹性能，耐水性好適用于防銹要求不甚高的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與醇酸磁漆純酚醛磁漆配套使用各色硼鋇酚醛防銹漆F53-9HG2-1020-77具有良好的抗大氣銹蝕性能，枯燥快，施工方便。逐步代替一局部紅丹防銹漆使用，節(jié)約鉛、無(wú)毒適用于鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與酚醛磁漆、醇酸磁漆配套使用鐵紅灰酯膠底漆T06-5HG2-570-74漆膜堅(jiān)硬，易打磨，并有良好的附著力適用于防銹要求不甚高的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與調(diào)和漆、酚醛磁漆配套使用紅丹醇酸防銹漆C53-1HG2-25-74防銹性能好，漆膜堅(jiān)硬，附著力強(qiáng)，枯燥較快同紅丹油性防銹漆刷涂或噴涂與醇酸磁漆、酚醛磁漆、酯膠磁漆配套使用鐵紅醇酸底漆C06-1HG2-113-74具有良好的附著力和一定的防銹能力，在一般氣候條件下耐久性好，但在濕熱帶氣候和潮濕條件下耐久性差一些適用于一般鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與醇酸磁漆、硝基磁漆、瀝青漆、過(guò)氯乙烯漆配套使用乙烯磷化底漆*06-1HG2-27-74對(duì)鋼材外表附著力極強(qiáng)，漆料中的磷酸鹽可使鋼材外表形成磷化膜，延長(zhǎng)有機(jī)涂層的壽命適用于鋼構(gòu)造外表防銹打底，可省去磷化或鈍化處理，但不能代替一般底漆，不適用于堿性介質(zhì)環(huán)境中刷涂或噴涂其它防銹漆、底漆和面漆配套使用鐵紅過(guò)氯乙烯底漆G06-4HG2-263-74有一定的防銹性及耐化學(xué)性，但對(duì)鋼材的附著力不太好，假設(shè)與磷化底漆配套使用，能耐海洋性及濕熱帶氣候適用于沿海地區(qū)和濕熱帶氣候的鋼構(gòu)造外表打底刷涂或噴涂與磷化底漆和過(guò)氯乙烯防銹漆配套使用鐵紅環(huán)氧酯底漆H06-2H06-19HG2-605-74HG2-789-75漆膜堅(jiān)硬耐久，附著力良好，假設(shè)與磷化底漆配套使用時(shí)，可提高漆膜的耐潮、耐鹽霧和防銹性能適用于沿海地區(qū)和濕熱帶氣候的鋼構(gòu)造外表打底刷涂或噴涂與磷化底漆和環(huán)氧磁漆、環(huán)氧防銹漆配套使用云母氧化鐵底漆具有良好的熱穩(wěn)定性、耐堿性，防銹性能超過(guò)紅丹和硼鋇防銹漆，無(wú)毒，而且價(jià)廉和原料來(lái)源豐富適用于熱帶氣候和濕熱條件下的鋼構(gòu)造外表防銹打底刷涂或噴涂與各類(lèi)面漆配套使用無(wú)機(jī)富鋅底漆具有較好的耐水性、耐油性、耐溶劑性、耐熱性及耐干濕交替的鹽霧的性能，有陰極保護(hù)作用，長(zhǎng)期曝曬不老化適用于水塔、水槽、油罐及海洋鋼構(gòu)筑物外表防銹打底刷涂或噴涂可兼作面漆，如與環(huán)氧磁漆、乙烯磁漆配套使用，效果更好表１－10常用面漆名稱(chēng)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)性能用途涂施方法配套要求各色油性調(diào)和漆Y03-1HG2-567-74耐候性較酯膠調(diào)和漆好，但枯燥時(shí)間較長(zhǎng)，漆膜較軟適用作室一般鋼構(gòu)造面漆刷涂為主各色酯膠調(diào)和漆T03-1HG2-781-80枯燥性能比油性調(diào)和漆好，漆膜較硬，有一定的耐水性適用作一般鋼構(gòu)造面漆刷涂或噴涂各色酚醛磁漆F04-1HG2-575-80漆膜堅(jiān)硬、光澤、附著力較好，但耐候性差適用作室一般鋼構(gòu)造面漆刷涂或噴涂與酯膠底漆、紅丹防銹漆、灰防銹漆和鐵紅防銹漆配套使用各色純酚醛磁漆F04-11HG2-578-74漆膜堅(jiān)硬，耐水性好、耐候性較好適用作防潮和干濕交替的鋼構(gòu)造面漆刷涂或噴涂與各種防銹漆、酚醛底漆配套使用各色醇酸磁漆C04-42HG2-591-74具有良好的耐候性和較好的附著力，但枯燥較慢適用作鋼構(gòu)造的面漆刷涂或噴涂先涂1～2道C06-1鐵紅醇酸底漆，再涂C06-10醇酸兩道底漆，最后涂該漆灰酚醛防銹漆F53-2HG2-582-74耐候性較好，有一定的防水性和防銹性能適用作鋼構(gòu)造的面漆刷涂或噴涂與紅丹或鐵紅類(lèi)防銹漆配套使用表１－11常用防腐蝕面漆名稱(chēng)型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)性能用途涂施方法配套要求各色過(guò)氯乙烯G52-1HG2-625-74具有良好的耐腐蝕性和耐潮性。但附著力較差，如配套的好，可以彌補(bǔ)。假設(shè)經(jīng)60～65C0烘烤1～3小時(shí)，其各種機(jī)械性能比硝基漆優(yōu)越適用于鋼構(gòu)造防酸霧介質(zhì)腐蝕的面漆刷涂或噴涂與*06-1乙烯磷化底漆、G06-4鐵紅過(guò)氯乙烯底漆配套使用各色環(huán)氧硝基防腐漆H04-2HG2-603-75耐候性良好，有較好的物理機(jī)械強(qiáng)度，耐油性良好適用于濕熱氣候的鋼構(gòu)造防工業(yè)大氣腐蝕的面漆刷涂或噴涂與環(huán)氧底漆配套使用瀝青清漆L01-6HG2-584-74具有良好的耐水、耐潮、耐腐蝕性能，但機(jī)械性能差，耐候性不好適用于鋼構(gòu)造防酸氣腐蝕的打底和作面漆刷涂或噴涂底漆兼作面漆，一般涂?jī)傻罏r青耐酸漆L50-1HG2-587-74具有耐硫酸腐蝕的性能，并有良好的附著力適用于鋼構(gòu)造室防腐蝕的打底和作面漆刷涂或噴涂底漆兼作面漆，一般涂?jī)傻冷摌?gòu)造的防火處理鋼構(gòu)造具有獨(dú)特的優(yōu)越性，它適用于各種工程構(gòu)造，因而在工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。但鋼構(gòu)造耐火性能差早已為人們所熟知，鋼材雖為非燃燒材料，但卻易導(dǎo)熱、怕火燒，其耐火極限僅為15～20分鐘。在火災(zāi)的溫度下，鋼構(gòu)造的強(qiáng)度是溫度的函數(shù)。未加防火保護(hù)的鋼構(gòu)造，當(dāng)構(gòu)造溫度到達(dá)350℃、500℃、600℃時(shí)，其強(qiáng)度分別下將1/3、1/2、2/3，當(dāng)構(gòu)造溫度到達(dá)600℃以上時(shí)，將完全喪失承載能力。因此，在火災(zāi)作用下，鋼構(gòu)造不可防止地扭曲變形，最終導(dǎo)致垮塌毀壞。鋼構(gòu)造發(fā)生火災(zāi)后，構(gòu)造垮塌快，給消防滅火工作帶來(lái)極大的困難同時(shí)減少了受困人員的逃生時(shí)間；且垮塌后的鋼構(gòu)造變成“麻花狀〞或“面條狀〞的廢物，很難修復(fù)使用，往往帶來(lái)重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)外鋼構(gòu)造遭火災(zāi)倒塌的例子不勝枚舉。如1967年美國(guó)蒙哥馬利市的一個(gè)飯店發(fā)生火災(zāi)，鋼構(gòu)造屋頂被燒塌；1993年我國(guó)一座鋼構(gòu)造冷庫(kù)發(fā)生火災(zāi)，造成3600㎡的庫(kù)房倒塌；2001年的美國(guó)紐約世界貿(mào)易大廈雙塔遭恐懼分子飛機(jī)襲擊，航空煤油爆炸后引發(fā)高溫燃燒，兩幢420m高的鋼構(gòu)造摩天建筑先后轟然倒塌，造成近4000人死亡和1000多億美元的經(jīng)濟(jì)損失。因此鋼構(gòu)造防火的研究、設(shè)計(jì)和運(yùn)用應(yīng)受到特別的重視。鋼構(gòu)造的防火包括構(gòu)造的防火設(shè)計(jì)和構(gòu)造的防火保護(hù)措施。鋼構(gòu)造防火設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是：選定保護(hù)材料及所需厚度，從而使構(gòu)造在火災(zāi)中的升溫不超過(guò)其臨界溫度而確保耐火穩(wěn)定性。防火設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是使構(gòu)造構(gòu)件的實(shí)際耐火時(shí)間大于或等于規(guī)定的耐火極限。一、鋼構(gòu)造防火設(shè)計(jì)的一般規(guī)定1鋼構(gòu)造的防火設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家"建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)"GBJ16、"高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)"GB50045及"石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)"GB50160、"高層民用建筑鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程"JGJ99等的有關(guān)規(guī)定。建筑師應(yīng)慎重并合理地確定工業(yè)建筑的防火類(lèi)別與建筑物的防火等級(jí)，必要時(shí)應(yīng)與消防部門(mén)共同商定設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。２鋼構(gòu)造構(gòu)件的防火設(shè)計(jì)原則，是在設(shè)計(jì)所采用的防火措施的條件下，能保證構(gòu)件在所規(guī)定的耐火極限時(shí)間，其承載力仍不小于各種作用和組合效應(yīng)。建筑物等級(jí)所要求承重構(gòu)件耐火極限如表１－12。表１－12建筑構(gòu)件的耐火時(shí)限〔h〕規(guī)耐火等級(jí)耐火時(shí)限〔h〕柱梁樓板屋頂承重構(gòu)件支撐多層的柱支撐單層的柱建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)一級(jí)3.02.52.01.51.5二級(jí)2.52.01.51.00.5三級(jí)2.52.01.00.5高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)一級(jí)3.02.01.5二級(jí)2.51.51.0二、常用的防火措施單面屏蔽法。在鋼構(gòu)造的迎火面設(shè)置阻火屏障，將構(gòu)件與火焰隔開(kāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，屏障的阻隔使得鋼構(gòu)件防止了急速升溫。如果在鋼構(gòu)造所有的構(gòu)件外外表設(shè)置防火屏障，構(gòu)造造價(jià)勢(shì)必會(huì)大幅度增加，而且這種做法也不現(xiàn)實(shí)，但在特殊部位設(shè)置防火屏障不失一種既方便又較經(jīng)濟(jì)的鋼構(gòu)造防火方法。用耐火輕質(zhì)板作為防火外包層。辦公與居住建筑等的鋼構(gòu)造，當(dāng)同時(shí)有防火與裝飾要求時(shí)，可在鋼構(gòu)造外表做除銹及涂底漆〔粘貼面不可涂底漆〕后，采用防火板〔如ALC板〕等專(zhuān)用的、可模制定型的裝飾性板材外包防火構(gòu)造。無(wú)裝飾要求的工業(yè)與民用建筑鋼構(gòu)造，可根據(jù)造價(jià)、施工條件等因素采用防火板材外包防火構(gòu)造。鋼構(gòu)造防火用板材分為兩類(lèi)：一類(lèi)為密度大、強(qiáng)度高的薄板，如短纖維增強(qiáng)的各種水泥壓力板〔包括TK板、FC板等〕、纖維增強(qiáng)普通硅酸鈣板、紙面石膏板、以及各種玻璃布增強(qiáng)的無(wú)機(jī)板〔俗稱(chēng)無(wú)機(jī)玻璃鋼〕；另一類(lèi)是密度較小的厚板，如輕質(zhì)〔或超輕質(zhì)〕硅酸鈣防火板〔如KB板〕及膨脹蛭石防火板。板材不同厚度與不同構(gòu)造的耐火性能、時(shí)限等，均應(yīng)有國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)認(rèn)定。防火板由工廠加工，它的外表平整，裝飾性好，施工為干作業(yè)。用于鋼構(gòu)造防火具有占用空間少、綜合造價(jià)低的特點(diǎn)。各種防火板主要技術(shù)性能指標(biāo)見(jiàn)下表1-13。表１－13各種防火板主要技術(shù)性能工程外形尺寸長(zhǎng)×寬×厚〔mm〕密度〔kg/m3〕標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件試驗(yàn)?zāi)突饦O限小時(shí)〔h〕最高使用溫度〔CO〕導(dǎo)熱系數(shù)〔W/(mk)〕紙面石膏板1800～3600×1200×9～128000.15〔9mm〕0.25(12mm)6000.194TK板1200×3000×800～1200×4～81700＜0.25〔8mm〕6000.35FC板3000×1200×4～61800＜0.25〔6mm〕6000.35纖維增強(qiáng)硅酸鈣板1800×900×6～1010000.25(10mm)6000.28無(wú)機(jī)玻璃鋼板1000×2000×2～121500～1700/6000.24～0.45蛭石板〔英國(guó)vicuclad〕1000×610×20～654301(20mm)2(30mm)3(50mm)10000.113〔250CO時(shí)〕超輕硅酸鈣板〔日本KB板〕1000×610×25～504002(25mm)3(35mm)10000.06超輕硅酸鈣板〔*T板〕600×300×20～604003(40mm)10000.05澆筑混凝土或耐火磚。采用混凝土或耐火磚完全封閉構(gòu)件，這種做法的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐沖擊，但缺點(diǎn)是要占用的空間較大，例如，用200號(hào)混凝土保護(hù)鋼柱，其厚度為5～10cm才能到達(dá)1.5～3小時(shí)的耐火極限。水冷卻法。既在呈空心截面的柱注入水，與設(shè)置的水箱相連，形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，熱量被水吸收，從而保證了鋼柱溫度不會(huì)升溫過(guò)高而喪失承載能力。為了防止鋼柱生銹，需在水中參加專(zhuān)門(mén)的防腐劑。冬天為了防凍還需參加防凍劑，這種方法目前較少采用。涂抹防火涂料。這是目前通常采用的防火措施。將防火涂料涂抹在構(gòu)件外表，這種方法施工方便，重量輕、耐火時(shí)間長(zhǎng)，可以涂抹于構(gòu)件的任何位置，不受截面形狀的限制，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。下面將重點(diǎn)介紹鋼構(gòu)造的防火涂料。三、防火涂料１、鋼構(gòu)造防火涂料的分類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料的類(lèi)型可根據(jù)不同的方法來(lái)定義：從所用溶劑來(lái)分，可分為溶劑型和水基型鋼構(gòu)造防火涂料；從使用圍分，可分為室和室外鋼構(gòu)造防火涂料；根據(jù)防火機(jī)理分，可分為非膨脹型和膨脹型鋼構(gòu)造防火涂料；根據(jù)涂層厚度來(lái)分，可分為厚型、薄型、超薄型鋼構(gòu)造防火涂料。鋼構(gòu)造防火涂料的技術(shù)性能應(yīng)符合下表1－14表１－14鋼構(gòu)造防火涂料技術(shù)性能要求工程指標(biāo)薄型〔B類(lèi)〕厚型〔H類(lèi)〕在容器中的狀態(tài)經(jīng)攪拌后呈均勻液態(tài)或稠厚流體，無(wú)結(jié)塊經(jīng)攪拌后呈均勻稠厚流體，無(wú)結(jié)塊枯燥時(shí)間·表干·h≤12≤24初期枯燥抗裂性一般不應(yīng)出現(xiàn)裂紋。如有1～3條裂紋，其寬度應(yīng)不大于0.5mm一般不應(yīng)出現(xiàn)裂紋。如有1～3條裂紋，其寬度應(yīng)不大于1mm外觀與顏色外觀與顏色同樣品相比應(yīng)無(wú)明顯差異粘結(jié)強(qiáng)度，MPa≥0.15≥0.04抗壓強(qiáng)度，MPa≥0.3干密度，kg/m3≤500熱導(dǎo)率，W／〔m·k〕≤0.116抗振性撓曲l/200，圖層不起層、脫落抗彎性撓曲l/100，圖層不起層、脫落耐水性，h≥24≥24耐凍融循環(huán)性，次≥15≥15耐火性能涂層厚度3.05.57.081520304050標(biāo)準(zhǔn)梁耐火極限不低于，h0.51.01.50.51.01.52.02.53.0注：1本表所列防火涂料性能僅適用于建筑物及構(gòu)筑物室使用的各類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料，不包括室外鋼構(gòu)造防火涂料的技術(shù)要求。2超薄型鋼構(gòu)造防火涂料比普通膨脹性防火涂料涂層更薄，其裝飾性和耐火性能更好，其涂層外觀完全類(lèi)同于一般飾面型涂料，既可噴涂也可手工涂刷。由于國(guó)目前處于起步階段，尚無(wú)正式標(biāo)準(zhǔn)。通常將3mm涂層厚，耐火極限不低于90分鐘的膨脹型防火涂料稱(chēng)之為超薄型鋼構(gòu)造防火涂料。２、幾種常用的鋼構(gòu)造防火涂料厚型鋼構(gòu)造防火涂料：所謂厚型鋼構(gòu)造防火涂料是指涂層厚度在8～50毫米的涂料，這類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料的耐火極限可達(dá)0.5～3小時(shí)。在火災(zāi)中涂層不膨脹，依靠材料的不燃性、低導(dǎo)熱性或涂層中材料的吸熱性，延緩鋼材的溫升，保護(hù)鋼件。這類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料是用適宜的粘結(jié)劑，再配以無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料，增強(qiáng)材料組成。與其他類(lèi)型的鋼構(gòu)造防火涂料相比，它除了具有水溶性防火涂料的一些優(yōu)點(diǎn)之外，由于它從基料到大多數(shù)添加劑都是無(wú)機(jī)物，因此它還具有本錢(qián)低廉這一突出特點(diǎn)。該類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料施工采用噴涂，一般多應(yīng)用在耐火極限要求2小時(shí)以上的室鋼構(gòu)造上。但這類(lèi)產(chǎn)品由于涂層厚，外觀裝飾性相對(duì)較差。薄型鋼構(gòu)造防火涂料：涂層使用厚度在3～7毫米的鋼構(gòu)造防火涂料稱(chēng)為薄型鋼構(gòu)造防火涂料。該類(lèi)涂料受火時(shí)能膨脹發(fā)泡，以膨脹發(fā)泡所形成的耐火隔熱層延緩鋼材的溫升，保護(hù)鋼構(gòu)件。這類(lèi)鋼構(gòu)造涂料一般是用適當(dāng)?shù)娜槟z聚合物作基料，再配以阻燃劑、添加劑等組成。對(duì)這種類(lèi)型防火涂料，要求選用的乳液聚合物必須對(duì)鋼基材具有良好的附著力，耐久性和耐水性好。該類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料在生產(chǎn)過(guò)程中一般都分為三步：第一步先將各種阻燃添加劑分散在水中，然后研磨成規(guī)定細(xì)度的漿料，第二步再用基料(乳液)進(jìn)展配漆，第三步在漿料中配以無(wú)機(jī)輕質(zhì)材料、增強(qiáng)材料等攪拌均勻。該涂料一般分為底層(隔熱層)和面層(裝飾層)，其裝飾性比厚型好，施工采用噴涂，一般使用在耐火極限要求不超過(guò)2小時(shí)的建筑鋼構(gòu)造上。超薄型鋼構(gòu)造防火涂料：超薄型鋼構(gòu)造防火涂料是指涂層厚度不超過(guò)3毫米的鋼構(gòu)造防火涂料，這類(lèi)鋼構(gòu)造防火涂料受火時(shí)膨脹發(fā)泡，形成致密的防火隔熱層，是近幾年開(kāi)展起來(lái)的新品種。它可采用噴涂、刷涂或滾涂施工，一般使用在要求耐火極限2小時(shí)以的建筑鋼構(gòu)造上。與厚涂型和薄涂型鋼構(gòu)造防火涂料相比，超薄型膨脹鋼構(gòu)造防火涂料粘度更細(xì)、涂層更薄、施工方便、裝飾性更好是其突出優(yōu)點(diǎn)。在滿(mǎn)足防火要求的同時(shí)又能滿(mǎn)足高裝飾性要求，特別是對(duì)裸露的鋼構(gòu)造，這類(lèi)涂料是目前備受用戶(hù)青睞的鋼構(gòu)造防火涂料。為了趕上或超過(guò)國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要，研制和開(kāi)發(fā)高耐候性的室外超薄型鋼構(gòu)造防火涂料是今后開(kāi)展的方向。３、鋼構(gòu)造防火涂料的選擇及考前須知(1)實(shí)際工程中選用的防火涂料必須有國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)其耐火性能認(rèn)可的檢測(cè)報(bào)告及生產(chǎn)許可證。(2)民用建筑及大型公用建筑的承重鋼構(gòu)造宜采用防火涂料防火，一般應(yīng)由建筑師與構(gòu)造工程師按建筑物耐火等級(jí)及耐火時(shí)限，根據(jù)"鋼構(gòu)造防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)"CECS24，選用涂料的類(lèi)別〔薄涂型或厚涂型〕及構(gòu)造做法。(3)選用時(shí)宜優(yōu)先選用薄涂型防火涂料，選用厚涂型涂料時(shí)，其外需做裝飾面層隔護(hù)。裝飾要求較高的部位可選用超薄型防火涂料。(4)防火涂料的厚度，宜直接采用實(shí)際構(gòu)件的耐火試驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸或形狀與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件不同時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行"鋼構(gòu)造防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程"CECS24附錄三的方法，推算所需防火涂層厚度。(5)室外環(huán)境的鋼構(gòu)造，一般不考慮防火保護(hù)。但石化企業(yè)的室、外應(yīng)按"石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)"的規(guī)定進(jìn)展防火防護(hù)設(shè)計(jì)。當(dāng)室外鋼構(gòu)造需防火保護(hù)時(shí)，應(yīng)采用專(zhuān)用的露天用防火涂料，并以防銹底漆打底。(6)不得將飾面型防火涂料〔適用于基材為可燃材料的木構(gòu)造〕用于鋼構(gòu)造的的防火保護(hù)。(7)重要的鋼柱構(gòu)件采用防火涂料保護(hù)時(shí)，一般應(yīng)采用厚涂型防火涂料，且節(jié)點(diǎn)部位宜做加厚處理。當(dāng)所用防火涂料的粘接強(qiáng)度小于0.05Mpa時(shí)，涂層應(yīng)設(shè)置與鋼構(gòu)件相連接的鋼絲網(wǎng)。(8)承重鋼梁構(gòu)件采用厚涂型防火涂料時(shí)，其重要節(jié)點(diǎn)部位宜加厚處理。當(dāng)為以下任意中情況時(shí)，涂層應(yīng)設(shè)與鋼梁相連接的鋼絲網(wǎng)。①受振動(dòng)作用的鋼梁；②涂層厚度大于或等于40mm的梁；③梁用防火涂料粘接強(qiáng)度小于或等于0.05Mpa時(shí)；④梁腹板高度超過(guò)1.5m時(shí)。(9)當(dāng)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)依據(jù)時(shí)，重要的承重構(gòu)件可采用耐火鋼外加防火涂料的防火做法，其防火設(shè)計(jì)及對(duì)材料性能、構(gòu)造施工等方面的技術(shù)要求，可參照市地方標(biāo)準(zhǔn)"鋼構(gòu)造防火技術(shù)規(guī)"的規(guī)定。(10)防火涂料的施工應(yīng)由專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍承當(dāng)，并按"鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)"GB50205及"鋼構(gòu)造防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程"CECS24檢查驗(yàn)收。各類(lèi)防火涂料的特性及適用圍見(jiàn)表1-15。表１－15防火涂料的類(lèi)別及適用圍類(lèi)別特型厚度〔mm〕耐火時(shí)限〔h〕