淺談鋼結(jié)構(gòu)防火和防腐

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(gòu)建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它們都是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它們的安全性直接關(guān)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(gòu)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(gòu)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(gòu)，其耐火倒塌的時間大致15min左右。而對于鋼結(jié)構(gòu)而言，防腐處理不當也會大大折減使用壽命。為此鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護也是結(jié)構(gòu)設計中必須認真考慮的問題。下面將就鋼結(jié)構(gòu)的防火與防腐問題作一專門的論述。

1 鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件的耐火極限,確保火災時人員能安全逃生，避免群死群傷火災事故的發(fā)生。

2 鋼結(jié)構(gòu)防腐

在鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(guān)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(gòu)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(gòu)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(gòu)快速發(fā)展時期，鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)的優(yōu)點，克服鋼結(jié)構(gòu)防腐、防火差的缺點，它會逐步替代傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)，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(gòu)技術(shù)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(gòu)設計手冊

[6]魏明鐘.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢理工大學,第二版