鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火

1.劉松林 2.歐向杰

1.中國石油集團工程技術(shù)研究院 2.中國石油集團渤海裝備第一機械廠

鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火

1.劉松林 2.歐向杰

1.中國石油集團工程技術(shù)研究院 2.中國石油集團渤海裝備第一機械廠

鋼結(jié)構(gòu)是主要建筑結(jié)構(gòu)之一。鋼結(jié)構(gòu)強度高、自重輕、制造簡便、施工速度快、塑性和韌性好，可隨心所欲地設(shè)計成各種形狀，在我國工業(yè)與民用建筑中被廣泛采用。但是鋼結(jié)構(gòu)材料易導(dǎo)熱，高溫下會迅速受熱失去強度并變形。因此，必須采取措施對鋼結(jié)構(gòu)進行防火保護。在前期防火涂層施工完成后，采用鋁合金保溫釘、掛設(shè)抗裂金屬網(wǎng)、進行后期防火涂層施工的方法，可改善一般涂料早期產(chǎn)生硬化的弊病，提高涂層耐火性、抗沖擊性、抗裂性等。

鋼結(jié)構(gòu)建筑；防火設(shè)計；防腐設(shè)計

目前，我國鋼結(jié)構(gòu)類型建筑較之以往有了較大的提升，如：被稱為“水立方”的我國國家游泳中心，就是典型的鋼結(jié)構(gòu)建筑，其總用鋼量達到了6900噸，此外被稱為“鳥巢”的我國國家體育場，僅外部鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量就達到4.2萬噸，這些都是我國鋼結(jié)構(gòu)的標志性建筑，但由于鋼結(jié)構(gòu)長時間與空氣、雨水等進行接觸，會發(fā)生腐爛等現(xiàn)象，并且，鋼結(jié)構(gòu)建筑較之鋼混結(jié)構(gòu)建筑的耐火性，有不小的差距，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)必須進行有效的防腐及耐火處理，唯有如此，才能使鋼結(jié)構(gòu)建筑更加的美觀、安全、耐用。因此，對于“建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐及耐火處理”的研究，就具有極大的現(xiàn)實意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)的特點

1.1 鋼結(jié)構(gòu)功能優(yōu)越

鋼結(jié)構(gòu)的外部形態(tài)、布置設(shè)計、尺寸大小對于機車的外觀和性能起著重要作用，在機車設(shè)計中，要把握好鋼結(jié)構(gòu)的特性，將鋼結(jié)構(gòu)的特點和機車的特點相結(jié)合，才能將鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性發(fā)揮出來，使實用性與美觀性得到有效的結(jié)合。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)環(huán)保

從長遠的角度來看，生態(tài)環(huán)保是交通業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。鋼結(jié)構(gòu)在機車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的大量應(yīng)用，作為機車設(shè)計中的重要結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具有環(huán)保的優(yōu)勢，其能夠循環(huán)反復(fù)利用，生態(tài)污染性低，效能高，有效節(jié)約了能源和資源。同時，鋼結(jié)構(gòu)強度大、耐用性高，邊角廢料也有很大的利用價值，便于回收。從這些方面可以看出，鋼結(jié)構(gòu)環(huán)保性優(yōu)異。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越

(1)鋼結(jié)構(gòu)有利于進行工廠生產(chǎn)，節(jié)約了制作過程中人力資源的消耗，使工程周期縮短；(2)鋼材料自身凈重較輕，結(jié)構(gòu)負荷較小，節(jié)省了制作商的開銷。同時鋼結(jié)構(gòu)強度高、穩(wěn)定性好、抗震性能高，結(jié)構(gòu)不容易出現(xiàn)斷面，有效提高了設(shè)計質(zhì)量，有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)成本低，便于安裝

鋼結(jié)構(gòu)的另一明顯優(yōu)勢在于其成本較低，鋼結(jié)構(gòu)耗材少。鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中性能好，結(jié)構(gòu)的組合靈活簡單，安裝結(jié)構(gòu)簡便，鋼結(jié)構(gòu)的工期能縮短一半，降低了人力成本。如果機車鋼結(jié)構(gòu)施工過程中使用大規(guī)模集約化生產(chǎn)，那么還會進一步縮短工期節(jié)約成本。鋼結(jié)構(gòu)的運用給交通業(yè)帶來了很大方便，提高企業(yè)效益。

2 鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計

(1)設(shè)計時應(yīng)選用恰當?shù)姆阑鸨Ｗo措施將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到規(guī)范規(guī)定的數(shù)值從而對鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有效的保護，防止構(gòu)件遇火發(fā)生變形破壞?，F(xiàn)如今，對鋼構(gòu)件的防火保護最常用的措施是在其表面涂抹防火涂料，讓其形成一層耐火隔熱保護層，使其在火災(zāi)作用下有效地提高鋼構(gòu)件的耐火極限，從而達到保護鋼構(gòu)件的目的。但是在防火涂料的使用過程中，我們還要注意防火涂料與底層防腐涂料之間的匹配性，所選用的兩種材料之間不能產(chǎn)生化學反應(yīng)，以免影響二者各自的功能發(fā)揮。由于不同的結(jié)構(gòu)對構(gòu)件耐火極限的要求不一樣，設(shè)計時，我們要通過科學比較，選出最好的防火保護措施來達到防火設(shè)計的目的。

(2)合理劃分建筑物的防火分區(qū)，嚴格控制防火分區(qū)的面積，從而達到鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的目的。在具體設(shè)計中，每個分區(qū)應(yīng)設(shè)計足夠的安全出口以及嚴格控制疏散距離。防火規(guī)范對安全出口給了明確的定義，是指符合規(guī)定的疏散樓梯、直通室外地平面或安全區(qū)域的門。安全出口的設(shè)計一定要符合防火規(guī)范的要求，保證火災(zāi)時達到疏散人群的目的。另外，要充分考慮人員疏散的特點，將人員密度指標和鋼結(jié)構(gòu)建筑的特征結(jié)合起來，加強對安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設(shè)計，合理設(shè)置疏散指示標志，使人員能夠快速地疏散到安全地帶，從而減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理措施

(1)熱噴涂防腐處理。熱噴涂防腐技術(shù)分為很多類型，較為熟知的主要有：較為常用的電弧噴涂法、爆炸型噴涂法、等離子噴涂法、激光噴涂法和最具經(jīng)濟性的火焰噴涂法。熱噴涂防腐技術(shù)的工作原理為：將含有鋅、鋁、或鋅鋁合金的涂層材料，經(jīng)過高溫加熱，形成熔融的粒子狀態(tài)，再將此種熔融的粒子采用霧化或噴射的方法，使其附著并進一步沉積到鋼結(jié)構(gòu)表面，進而在鋼結(jié)構(gòu)表面形成厚度約為1cm的涂層，由于噴射于鋼結(jié)構(gòu)表面的涂層，其中含有鋅、鋁或鋅鋁合金等元素，會使鋼結(jié)構(gòu)的物理隔離性和電化學性均有大幅提升，進而起到很好的保護作用。為了進一步驗證此種防腐技術(shù)的可靠性，將鋼材分別噴涂鋅鋁合金涂層和傳統(tǒng)鋅、鋁分離型涂層，隨后，將兩種涂層放置于海水、淡水、和空氣之下，一段時間后進行對比，發(fā)現(xiàn)鋅鋁合金涂層的鋼材不但擁有電化學保護，還具有較高的防腐隔離性能，適合作為防腐和電化學材料使用。

(2)涂刷油漆防腐處理涂刷油漆進行防腐的工作原理為：首先，對鋼結(jié)構(gòu)進行除油污和除銹處理，隨后，在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷一層具有防止生銹功能的底漆，此類底漆含粉量大于基料含量，對鋼結(jié)構(gòu)有很好的粘附力，但成膜較為粗糙。其次，在底漆之上涂刷起增加漆膜厚度的中間漆，中間漆所形成的漆膜較為細膩，對鋼材形成雙層保護。最后，在鋼材最外層涂刷起到美化和裝飾作用的面漆，面漆具有成膜光滑、抗風化性強、以及能夠有效的阻止腐蝕性的介質(zhì)滲透進鋼材之中的特點。

人們雖鐘愛鋼結(jié)構(gòu)建筑，但對于建筑材料本身的安全性能也提高了警惕，因此，只有對建筑鋼結(jié)構(gòu)進行有效的防腐及耐火處理，能夠使鋼結(jié)構(gòu)更加的耐久和穩(wěn)定，也才能使鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用于更為廣泛的領(lǐng)域，也唯有如此，才能使建筑鋼結(jié)構(gòu)獲得更為有利的發(fā)展空間。

[1] 胡楠楠，戚燕.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐及耐火處理[J].廣州化工，2012，11(09)19：185-186.

[2] 王芳.建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐處理及耐火處理的現(xiàn)狀及研究進展[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，04(06)10：8.