钢结构涂装工程
钢结构在常温大气环境中安装、使用,易受大气中水分、氧和其它污染物的作用而被腐蚀。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失,还直接影响到结构安全。另外,钢材由于其导热快,比热小,虽是一种不燃烧材料,但极不耐火。未加防火处理的钢结构构件在火灾温度作用下,温度上升很快,只需十几分钟,自身温度就可达540℃以上,此时钢材的力学性能如屈服点、抗拉强度、弹性模量及载荷能力等都将急剧下降;达到600℃时,强度则几乎为零,钢构件不可避免地扭曲变形,最终导致整个结构的垮塌毁坏。
因此,根据钢结构所处的环境及工作性能采取相应的防腐与防火措施,是钢结构设计与施工的重要内容。目前国内外主要采用涂料涂装的方法进行钢结构的防腐与防火。
6.5.1 钢结构防腐涂装工程
1.钢材表面除锈等级与除锈方法
钢结构构件制作完毕,经质量检验合格后应进行防腐涂料涂装。涂装前钢材表面应进行除锈处理,以提高底漆的附着力,保证涂层质量。除锈处理后,钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。
国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923—88)将除锈等级分成喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈三种类型。
(1) 喷射或抛射除锈 用字母“Sa”表示,分四个等级:
Sa1 轻度的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂或污垢,没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
Sa2 彻底地喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢,氧化皮、铁锈等附着物已基本消除,其残留物应是牢固附着的。
非常彻底地喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅是点状或条状的轻微色斑。
Sa3 使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,该表面应显示均匀的金属光泽。
(2) 手工和动力工具除锈 用字母“St”表示,分两个等级:
St2 彻底手工和动力工具除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢,没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。
St3 非常彻底手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底,底材显露部分的表面应具有金属光泽。
(3) 火焰除锈 以字母“F1”表示,它包括在火焰加热作业后,以动力钢丝刷清除加热后附着在钢材表面的产物。只有一个等级:
F1 钢材表面应无氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹应仅为表面变色(不同颜色的暗影)。
喷射或抛射除锈采用的设备有空气压缩机、喷射或抛射机、油水分离器等,该方法能控制除锈质量、获得不同要求的表面粗糙度,但设备复杂、费用高、污染环境。手工和动力工具除锈采用的工具有砂布、钢丝刷、铲刀、尖锤、平面砂轮机、动力钢丝刷等,该方法工具简单、操作方便、费用低,但劳动强度大、效率低、质量差。
《钢结构工程施工质量验收规范》(50205—2001)规定,钢材表面的除锈方法和除锈等级应与设计文件采用的涂料相适应。当设计无要求时,钢材表面除锈等级应符合表6.6的规定。
表6.6 各种底漆或防锈漆要求最低的除锈等级
涂料品种 |
除锈等级 |
油性酚醛、醇酸等底漆或防锈漆 |
St2 |
高氯化聚乙烯、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、聚氨酯等底漆或防锈漆 |
Sa2 |
无机富锌、有机硅、过氧乙烯等底漆 |
|
目前国内各大、中型钢结构加工企业一般都具备喷、抛射除锈的能力,所以应将喷、抛射除锈作为首选的除锈方法,而手工和电动工具除锈仅作为喷射除锈的补充手段。随着科学技术的不断发展,不少喷、抛射除锈设备已采用微机控制,具有较高的自动化水平,并配有效除尘器,消除粉尘污染。
2.钢结构防腐涂料
钢结构防腐涂料是一种含油或不含油的胶体溶液,涂敷在钢材表面,结成一层薄膜,使钢材与外界腐蚀介质隔绝。涂料分底漆和面漆两种。
底漆是直接涂在钢材表面上的漆。含粉料多,基料少,成膜粗糙,与钢材表面粘结力强,与面漆结合性好。
面漆是涂在底漆上的漆。含粉料少,基料多,成膜后有光泽,主要功能是保护下层底漆。面漆对大气和湿气有高度的不渗透性,并能抵抗有腐蚀介质、阳光紫外线所引起风化分解。
钢结构的防腐涂层,可由几层不同的涂料组合而成。涂料的层数和总厚度是根据使用条件来确定的,一般室内钢结构要求涂层总厚度为125μm,即底漆和面漆各二道。高层建筑钢结构一般处在室内环境中,而且要喷涂防火涂层,所以通常只刷二道防锈底漆。
3.防腐涂装方法
钢结构防腐涂装,常用的施工方法有刷涂法和喷涂法两种。
(1) 刷涂法 应用较广泛,适宜于油性基料刷涂。因为油性基料虽干燥得慢,但渗透性大,流平性好,不论面积大小,刷起来都会平滑流畅。一些形状复杂的构件,使用刷涂法也比较方便。
(2) 喷涂法 施工工效高,适合于大面积施工,对于快干和挥发性强的涂料尤为适合。喷涂的漆膜较薄,为了达到设计要求的厚度,有时需要增加喷涂的次数。喷涂施工比刷涂施工涂料损耗大,一般要增加20%左右。
4.防腐涂装质量要求
1)涂料、涂装遍数、涂层厚应均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时,涂层干漆膜总厚度:室外应为150μm,室内应为125μm,其允许偏差为-25μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5μm。
2)配制好的涂料不宜存放过久,涂料应在使用的当天配制。稀释剂的使用应按说明书的规定执行,不得随意添加。
3)涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求,当产品说明书无要求时,环境温度宜在5~38℃之间,相对湿度不应大于85%。涂装时构件表面不应有结露;涂装后4h内应保护免受雨淋。
4)施工图中注明不涂装的部位不得涂装。焊缝处、高强度螺栓摩擦面处,暂不涂装,待现场安装完后,再对焊缝及高强度螺栓接头处补刷防腐涂料。
5)涂装应均匀,无明显起皱、流挂、针眼和气泡等,附着应良好。
6)涂装完毕后,应在构件上标注构件的编号。大型构件应标明其重量、构件重心位置和定位标记。
6.5.2 钢结构防火涂装工程
钢结构防火涂料能够起到防火作用,主要有三个方面的原因:一是涂层对钢材起屏蔽作用,隔离了火焰,使钢构件不至于直接暴露在火焰或高温之中;二是涂层吸热后,部分物质分解出水蒸汽或其它不燃气体,起到消耗热量,降低火焰温度和燃烧速度,稀释氧气的作用;三是涂层本身多孔轻质或受热膨胀后形成炭化泡沫层,热导率均在0.233W/(m·K)以下,阻止了热量迅速向钢材传递,推迟了钢材受热温升到极限温度的时间,从而提高了钢结构的耐火极限。
1.钢结构防火涂料
1) 防火涂料分类
钢结构防火涂料按涂层的厚度分为两类:
(1) B类,即薄涂型钢结构防火涂料,涂层厚度一般为2~7mm,有一定装饰效果,高温时涂层膨胀增厚,耐火极限一般为0.5~2h,故又称为钢结构膨胀防火涂料。
(2) H类,厚涂型钢结构防火涂料,涂层厚度一般为8~50mm,粒状表面,密度较小,热导率低,耐火极限可达0.5~3h,又称为钢结构防火隔热涂料。
2)防火涂料选用
(1) 室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构,当规定其耐火极限在1.5及以下时,宜选用薄涂型钢结构防火涂料。
(2) 室内隐蔽钢结构、多层及高层全钢结构、多层厂房钢结构,当规定其耐火极限在2.0及以上时,宜选用厚涂型钢结构防火涂料。
(3) 露天钢结构,如石油化工企业、油(汽)罐支撑、石油钻井平台等钢结构,应选用符合室外钢结构防火涂料产品规定的厚涂型或薄涂型钢结构防火涂料。
选用防火涂料时,应注意不应把薄涂型钢结构防火涂料用于保护2h以上的钢结构;不得将室内钢结构防火涂料,未加改进和采取有效的防火措施,直接用于喷涂保护室外的钢结构。
2.防火涂料涂装的一般规定
(1) 防火涂料的涂装,应在钢结构安装就位,并经验收合格后进行。
(2) 钢结构防火涂料涂装前钢材表面表面应除锈,并根据设计要求涂装防腐底漆。防腐底漆与防火涂料不应发生化学反应。
(3) 防火涂料涂装基层不应有油污、灰尘和泥砂等污垢。钢构件连接处4~12mm宽的缝隙应采用防火涂料或其它防火材料,如硅酸铝纤维棉,防火堵料等填补堵平。
(4) 对大多数防火涂料而言,施工过程中和涂层干燥固化前,环境温度应宜保持在5~38℃之间,相对湿度不应大于85%,空气应流动。涂装时构件表面不应有结露;涂装后4h内应保护免受雨淋。
3.厚涂型防火涂料涂装
1) 施工方法与机具
厚涂型防火涂料一般采用喷涂施工。机具可为压送式喷涂机或挤压泵,配能自动调压的0.6~0.9m3/min的空压机,喷枪口径为6~12mm,空气压力为0.4~0.6MPa。局部修补可采用抹灰刀等工具手工抹涂。
2) 涂料的搅拌与配置
1) 由工厂制造好的单组份湿涂料,现场应采用便携式搅拌器搅拌均匀。
2) 由工厂提供的干粉料,现场加水或用其它稀释剂调配,应按涂料说明书规定配比混合搅拌,边配边用。
3) 由工厂提供的双组分涂料,按配制涂料说明规定的配比混合搅拌,边配边用。特别是化学固化干燥的涂料,配制的涂料必须在规定的时间内用完。
4) 搅拌和调配涂料,使稠度适宜,即能在输送管道中畅通流动,喷涂后不会流淌和下坠。
3) 施工操作
1) 喷涂应分2~5次完成,第一次喷涂以基本盖住钢材表面即可,以后每次喷涂厚度为5~10mm,一般以7mm左右为宜。通常情况下,每天喷涂一遍即可。
2) 喷涂时,应注意移动速度,不能在同一位置久留,以免造成涂料堆积流淌;配料及往挤压泵加料应连续进行,不得停顿。
3) 施工工程中,应采用测厚针检测涂层厚度,直到符合设计规定的厚度,方可停止喷涂。
4) 喷涂后的涂层要适当维修,对明显的乳突,应采用抹灰刀等工具剔除,以确保涂层表面均匀。
4.薄涂型防火涂料涂装
1)施工方法与机具
(1) 喷涂底层、主涂层涂料,宜采用重力(或喷斗)式喷枪,配能自动调压的0.6~0.9m3/min的空压机。喷嘴直径为4~6mm,空气压力为0.4~0.6MPa。
(2) 面层装饰涂料,一般采用喷吐施工,也可以采用刷涂或滚涂的方法。喷涂时,应将喷涂底层的喷嘴直径换为1~2mm,空气压力调为0.4MPa。
(3) 局部修补或小面积施工,可采用抹灰刀等工具手工抹涂。
2)施工操作
(1) 底层及主涂层一般应喷2~3遍,每遍间隔4~24h,待前遍基本干燥后再喷后一遍。头遍喷涂以盖住基底面70%即可,二、三遍喷涂每遍厚度不超过2.5mm为宜。施工工程中应采用测厚针检测涂层厚度,确保各部位涂层达到设计规定的厚度。
(3) 面层涂料一般涂饰1~2遍。若头遍从左至右喷涂,二遍则应从右至左喷涂,以确保全部覆盖住下部主涂层。
5.防火涂装质量要求
(1) 薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。厚涂型防火涂料涂层的厚度,80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求,且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。
(2) 薄涂型防火涂料涂层表面裂纹宽度不应大于0.5mm;厚涂型防火涂料涂层表面裂纹宽度不应大于1mm。
(3) 防火涂料不应有误涂、漏涂,涂层应闭合无脱层、空鼓、明显凹陷、粉化松散和浮浆等外观缺陷。 |