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        淺談鋼結(jié)構防火和防腐

        2010-04-09 00:45:45劉淑華梁韓菊
        河南建材 2010年4期
        關鍵詞:聚硅氧烷面漆底漆

        劉淑華, 梁韓菊

        新鄉(xiāng)天豐鋼板開發(fā)有限公司(453000)

        0 引言

        鋼結(jié)構建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架,它們都是鋼結(jié)構構件,它們的安全性直接關系到整幢建筑的安全。鋼材雖然是不燃材料,但隨著溫度的變化,其力學指標會發(fā)生很大的改變,承載力和平衡穩(wěn)定性會隨溫度升高而大幅度下降。鋼結(jié)構在溫度達到350℃、500℃、600℃時,其強度分別下降 1/3、1/2、2/3, 在高溫條件下其內(nèi)部應力也會發(fā)生改變,使鋼結(jié)構承重體系出現(xiàn)問題。在一般情況下,一個空間起火且無外來干涉,大約燃燒7min就可達到500℃的高溫。所以無保護的鋼結(jié)構,其耐火倒塌的時間大致15min左右。而對于鋼結(jié)構而言,防腐處理不當也會大大折減使用壽命。為此鋼結(jié)構的腐蝕防護也是結(jié)構設計中必須認真考慮的問題。下面將就鋼結(jié)構的防火與防腐問題作一專門的論述。

        1 鋼結(jié)構防火

        1.1 根據(jù)建筑物的火災危險性和重要性,合理確定建筑的耐火等級

        各種建筑由于其使用功能和重要性的不同,火災危險性存在差異,我們設計時要根據(jù)業(yè)主提供的建筑要求,根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》,確定建筑物的火災危險性,再根據(jù)火災危險性,確定建筑的耐火等級。如果我們在設計時沒有正確核定耐火等級,確定的耐火等級過高或過低,都會造成我們設計失誤,過高造成浪費,過低則造成不安全。

        1.2 設計時考慮涂刷防火涂料

        目前對鋼結(jié)構防火保護采用三個方法。1)噴涂防火涂料:優(yōu)點是現(xiàn)場施工方便,不受構件形狀的影響,可選擇性大;缺點是粘結(jié)及防火性的耐久問題,噴涂溫、濕環(huán)境問題,鋼基材處理問題。2)防火板材包裹:優(yōu)點為耐火強度較高,性能穩(wěn)定、持久,耐侯性好,施工環(huán)境無特殊要求;缺點有施工技能要求比較高,接縫處理要好。3)水淋冷卻法是在鋼結(jié)構上部布置自動噴淋系統(tǒng),發(fā)生火災時,啟動噴淋在鋼結(jié)構表面形成一層連續(xù)的水膜,達到保護作用。我們在設計時,要根據(jù)不同建筑對構件耐火極限的要求,通過科學比較,選出最恰當?shù)姆阑鸨Wo方法,達到經(jīng)濟和安全要求。

        1.3鋼結(jié)構建筑設計時要充分考慮人員疏散問題

        我們應該嚴格按照國家現(xiàn)行的建筑防火規(guī)范來考慮人員疏散,將人員密度指標和鋼結(jié)構建筑的特點綜合起來考慮,加強對安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設計要求,保證人員疏散時間小于建筑構件的耐火極限,確?;馂臅r人員能安全逃生,避免群死群傷火災事故的發(fā)生。

        2 鋼結(jié)構防腐

        在鋼結(jié)構表面涂覆防腐涂料是腐蝕防護的一種重要手段。高性能的防腐涂料通常為三道漆體系:底漆、中間漆和面漆。在腐蝕性強的環(huán)境中,底漆的選擇通常為富鋅底漆;在腐蝕性較弱的環(huán)境中,通常為磷酸鋅底漆。環(huán)氧富鋅底漆與無機硅酸鋅底漆相比具有以下優(yōu)點:

        1)在底漆與中間漆之間,不需要封閉漆。對空氣濕度不敏感,因為環(huán)氧富鋅底漆一般是基于環(huán)氧樹脂/聚酰胺或聚胺的固化機制。不需要空氣中的水分固化。

        2)可用自身進行修補,且具有較強的結(jié)合力。目前,環(huán)氧富鋅底漆已被廣泛地應用于鋼結(jié)構的重防腐。

        高性能涂裝體系的中間漆通常為環(huán)氧云鐵漆,其中相互交錯的層片狀的云鐵(MIO)會有效地阻滯水分、氧分子及電解質(zhì)的滲透,從而使環(huán)氧中間漆具有更好的阻隔保護功能,另外,環(huán)氧中間漆中的云鐵能夠延長涂覆面漆的時間窗口,改善其涂覆的性能。

        由于大多數(shù)鋼結(jié)構建筑有防止光澤度喪失以及褪色等要求,所以采用保光性和保色性好的高性能面漆可以節(jié)約大量的后期維修費用。聚硅氧烷面漆具有更優(yōu)異的光澤、色彩耐久度,同時還具有一定的抗腐蝕性能。聚硅氧烷面漆是近幾年研發(fā)的高性能面漆,它經(jīng)歷了兩代產(chǎn)品:環(huán)氧改性聚硅氧烷面漆和丙烯酸改性聚硅氧烷面漆。

        3 防腐涂料與防火涂料配合使用需要注意的問題

        處理鋼結(jié)構表面要噴砂除銹,除銹等級不低于sa2.5,除銹質(zhì)量符合《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923-88的有關要求規(guī)定,表面粗糙度達到40~70微米。結(jié)合性問題由于水性無機富底漆特殊的固化機理,表面孔隙比較大,大大影響了與防火涂料的結(jié)合性能,所以盡量不要在有防火要求的鋼結(jié)構上面使用水性無機富底漆,因為其防腐性能與大廠家的環(huán)氧富鋅底漆是相似的,但是施工性能卻不如環(huán)氧富鋅底漆,如果必須要使用水性無機富底漆,則必須要多加一道環(huán)氧封閉漆來增加結(jié)合性,然后再施工防火涂料。國內(nèi)一些鋼結(jié)構工程由于在膨脹型防火涂料表面施工了氟碳面漆,而在表面出現(xiàn)了嚴重的“咬漆”現(xiàn)象,說明了氟碳面漆的特殊的原料成分與膨脹型防火涂料中原料成分發(fā)生了不相容的化學反應。而聚硅氧烷面漆具有比氟碳涂料更好的高保光/高保色/抗老化的優(yōu)越性能,而且與眾多的膨脹型防火涂料兼容。

        4 結(jié)束語

        21世紀將是鋼結(jié)構快速發(fā)展時期,鋼結(jié)構在我國的發(fā)展形勢很好,我們在設計和施工中充分利用鋼結(jié)構的優(yōu)點,克服鋼結(jié)構防腐、防火差的缺點,它會逐步替代傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構、砌體結(jié)構,普遍運用在民用和工業(yè)建筑中。

        [1]50016-2006,建筑設計防火規(guī)范[S]

        [2]CECS102:2002,門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構技術規(guī)程[S]

        [3]GB50045-95,高層民用建筑設計防火規(guī)范[S]

        [4]GB50046-95工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范[S]

        [5]輕鋼結(jié)構設計手冊

        [6]魏明鐘.鋼結(jié)構[M].武漢理工大學,第二版

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