淺談鋼結構防火和防腐

劉淑華， 梁韓菊

新鄉天豐鋼板開發有限公司（453000）

0 引言

鋼結構建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它們都是鋼結構構件，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，其力學指標會發生很大的改變，承載力和平衡穩定性會隨溫度升高而大幅度下降。鋼結構在溫度達到350℃、500℃、600℃時，其強度分別下降 1／3、1／2、2／3， 在高溫條件下其內部應力也會發生改變,使鋼結構承重體系出現問題。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。所以無保護的鋼結構，其耐火倒塌的時間大致15min左右。而對于鋼結構而言，防腐處理不當也會大大折減使用壽命。為此鋼結構的腐蝕防護也是結構設計中必須認真考慮的問題。下面將就鋼結構的防火與防腐問題作一專門的論述。

1 鋼結構防火

1.1 根據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,我們設計時要根據業主提供的建筑要求，根據《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》，確定建筑物的火災危險性，再根據火災危險性，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

目前對鋼結構防火保護采用三個方法。1）噴涂防火涂料:優點是現場施工方便，不受構件形狀的影響，可選擇性大;缺點是粘結及防火性的耐久問題，噴涂溫、濕環境問題，鋼基材處理問題。2）防火板材包裹:優點為耐火強度較高，性能穩定、持久，耐侯性好，施工環境無特殊要求；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構上部布置自動噴淋系統，發生火災時，啟動噴淋在鋼結構表面形成一層連續的水膜，達到保護作用。我們在設計時，要根據不同建筑對構件耐火極限的要求，通過科學比較，選出最恰當的防火保護方法，達到經濟和安全要求。

1.3鋼結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行的建筑防火規范來考慮人員疏散,將人員密度指標和鋼結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生。

2 鋼結構防腐

在鋼結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。在腐蝕性強的環境中，底漆的選擇通常為富鋅底漆；在腐蝕性較弱的環境中，通常為磷酸鋅底漆。環氧富鋅底漆與無機硅酸鋅底漆相比具有以下優點:

1）在底漆與中間漆之間,不需要封閉漆。對空氣濕度不敏感，因為環氧富鋅底漆一般是基于環氧樹脂/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，且具有較強的結合力。目前，環氧富鋅底漆已被廣泛地應用于鋼結構的重防腐。

高性能涂裝體系的中間漆通常為環氧云鐵漆，其中相互交錯的層片狀的云鐵（MIO）會有效地阻滯水分、氧分子及電解質的滲透，從而使環氧中間漆具有更好的阻隔保護功能，另外，環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。

由于大多數鋼結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約大量的后期維修費用。聚硅氧烷面漆具有更優異的光澤、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的高性能面漆，它經歷了兩代產品:環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

處理鋼結構表面要噴砂除銹，除銹等級不低于sa2.5，除銹質量符合《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923-88的有關要求規定，表面粗糙度達到40～70微米。結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合性能,所以盡量不要在有防火要求的鋼結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氧富鋅底漆是相似的,但是施工性能卻不如環氧富鋅底漆，如果必須要使用水性無機富底漆，則必須要多加一道環氧封閉漆來增加結合性，然后再施工防火涂料。國內一些鋼結構工程由于在膨脹型防火涂料表面施工了氟碳面漆，而在表面出現了嚴重的“咬漆”現象，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/抗老化的優越性能，而且與眾多的膨脹型防火涂料兼容。

4 結束語

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

[1]50016-2006,建筑設計防火規范[S]

[2]CECS102：2002,門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規程[S]

[3]GB50045-95,高層民用建筑設計防火規范[S]

[4]GB50046-95工業建筑防腐蝕設計規范[S]

[5]輕鋼結構設計手冊

[6]魏明鐘.鋼結構[M].武漢理工大學,第二版