探討建筑工程中輕鋼結構的防腐及防火技術

■王華勇 ■武漢嘉華新地物流有限公司，湖北 武漢 437000

1 引 言

鋼結構是我國現(xiàn)代建筑工程中最為普通的結構形式之一。其中，于20世紀80年代引進我國的輕鋼結構則是鋼結構體系中極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N。它多用于小型民用建筑、一般商業(yè)，服務性建筑、廠房建筑以及低、多層住宅建筑等方面;近年來在地震災區(qū)等運輸不便地區(qū)的應急住房、對舊房進行加固，增層、活動式可拆遷建筑等領域得到了越來越廣泛的應用。這主要歸因于輕鋼結構具有諸多的優(yōu)勢:構造較為簡單，能夠做到設計標準化與定型化、多采用薄壁構造，重量輕，有效地節(jié)約鋼材與成本、干作業(yè)施工，現(xiàn)場安裝簡單快速、節(jié)能環(huán)保，材料可以回收、結構抗震性能強等。但另一方面，因鋼材料自身有著耐腐蝕性差、怕火的缺陷，所以在建筑工程輕鋼結構受到越來越廣泛的應用的同時，更應加強對其防腐及防火技術的研究。

2 輕鋼結構的防腐與防火的必要性

鋼材料在潮濕的空氣中極易發(fā)生腐蝕，而且建筑工程鋼結構要承受極大的荷載作用，更加促進了輕鋼結構的疲勞，使其強度大大降低，甚至出現(xiàn)脆性斷裂。另外，鋼材料的耐火性能較差，實驗證明鋼的受熱后強度也會下降很快。在全負荷的情況下，普通建筑用鋼受熱為300℃后，剛體強度開始急劇下降;鋼材料將會失去穩(wěn)定性的臨界溫度大約為540℃。所以鋼材一旦受熱，其諸多力學性能如屈服強度、彈性模量、抗壓能力以及荷載能力都會明顯降低。當鋼材火燒十幾分鐘后，其力學性能會低于建筑工程結構的承載許用應力，甚至軟落下來，就會發(fā)生重大的事故，造成慘重損失。因此，在建筑工程中，一定要做好輕鋼結構的防腐及防火工作，這樣才能確保輕鋼結構的設計壽命，保證工程的質(zhì)量，增加其安全性和耐久性，減少事故的發(fā)生。

3 輕鋼結構的防腐技術

3．1 表面處理

對鋼材料進行必要的表面處理是非常重要，主要是清除掉鋼鐵表面的鐵銹層與油污等污物，對鋼鐵表面殘留的黑氧化皮尤其要清除干凈。因為這些污物可以說是鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的陰極，當鋼材處于潮濕環(huán)境中，就會發(fā)生腐蝕，除去后可減少腐蝕的可能。表面處理質(zhì)量需確保鋼構件表面露出金屬光澤，具體參照相應的涂裝前鋼材表面預處理規(guī)范。

3．2 常用方法

目前，對鋼結構防腐的主要手段是在其表面涂刷防腐漆，也稱為涂層法。在進行防腐涂料的涂裝時，一定要確保涂層厚度均勻且適度、粘結牢固、無脫層、不可空鼓和漏涂。施工具體要求如下。

(1)要能夠選擇合理的涂層結構和涂刷方式。能夠考慮到輕鋼結構的裝飾要求、使用年限以及在涂裝施工時的具體情況，配套使用底漆、面漆、中漆，發(fā)揮其最佳作用。涂層結構就是由這三種防腐漆組合而成的復合涂層。簡單來說，底漆在內(nèi)側，起到附著與防銹作用;中漆在底漆與面漆之間，增加了漆膜厚度;而面漆在最外側，主要起防腐蝕與老化作用。合理的涂層結構有利于提高鋼材防腐性能，延長輕鋼結構的使用壽命。另外，涂刷方式的選擇對提高涂裝施工進度與質(zhì)量、節(jié)約成本就有重大影響。涂刷方式主要有手工刷涂或滾涂法、空氣噴涂法與浸涂法。

(2)涂裝施工的質(zhì)量控制。主要是對涂裝施工的環(huán)境及過程、干漆膜的厚度進行質(zhì)量控制。涂裝施工的環(huán)境為5℃ ～38℃的溫度與不大于85%的相對濕度;另外，還要求施工現(xiàn)場不能有太多的粉塵。在涂裝前，輕鋼結構表面不能有露珠存在;涂裝之后，五天內(nèi)不能淋雨。在刷漆時，必須等第一遍涂料干透后，才能刷下一遍。干漆膜的厚度要使用測厚儀進行檢測，一般要求室內(nèi)為125μm，室外為150μm，偏差為±25μm。

4 輕鋼結構的防火技術

輕鋼結構的防火最常用的方法為防火涂料保護法。

4．1 防火涂料的選擇

輕鋼結構的防火涂料主要按燃燒性能特點、噴涂對象環(huán)境或噴涂厚度的不同分類。在這里，只討論根據(jù)其噴涂厚度不同的分類，具體性能特點如下。

(1)厚型8～50。缺陷:①厚型防火涂料的涂層厚、有較大的自重、當涂料的黏結力差時極易剝落。另外，在涂裝施工時，需要使用金屬絲網(wǎng)加固施工，易造成施工成本的增加和施工周期的延長;②涂層的表面也較為粗糙，美觀性差;③需養(yǎng)護水泥基涂料。優(yōu)勢:①厚型防火涂料具有較高的耐火極限，實驗證明可達3h;②因其主要組分為無機材料，所以具有相對較好的耐久性。而且，無機材料易得、來源廣、價格便宜，涂料價格比其他的低;③涂料遇火后，不會放出任何損害人體健康的有毒煙氣;④涂料運輸方便，為袋裝出廠。

(2)薄型4～7。缺陷:①涂料的耐火極限比厚型涂料的低，最高可達2h;②因其主要組成為有機材料，耐老化和耐久性較差。涂料遇火時，可能會釋放出有害煙氣，需改進;③涂料大多用于室內(nèi)鋼結構，需向室外的產(chǎn)品研究開發(fā)。優(yōu)勢:①薄型防火涂料的涂層薄、自重小、黏結力好、不易剝落、涂裝施工較為簡單，無需金屬絲網(wǎng)加固，干燥較快;②涂層的表面光滑、裝飾性好、可調(diào)配出多種顏色，;③單位面積消耗涂料的量少，施工成本低;④涂料的抗震性能與抗撓曲性強。

(3)超薄型≤3。缺陷:①超薄型防火涂料與薄型涂料具有相同的缺陷;②超薄型防火涂料未能應用于室外鋼結構，目前無此類產(chǎn)品。優(yōu)勢:①超薄型防火涂料的涂層更薄，裝飾性更好，可調(diào)配顏色更豐富;②具備薄型涂料的所有優(yōu)點。

4．2 基層處理

在噴涂防火涂料前，必須做好基層處理。在輕鋼結構的表面應根據(jù)使用要求，做好防銹工作。對大多數(shù)建筑工程中輕鋼結構而言，需要噴涂不與防火涂料發(fā)生化學反應的防銹底漆。另外，如果試驗證明選用的防火涂料也具有一定的防銹功能，可不做防銹處理。

4．3 涂裝施工

由經(jīng)過培訓且合格的專業(yè)施工人員進行防火涂料的涂裝施工;還需遵循廠家的說明書進行防火涂料的調(diào)配，并及時攪拌使調(diào)配好的涂料稠度適中，確保在涂料噴涂后不發(fā)生剝落與流淌現(xiàn)象。目前常使用的涂刷方式為噴涂法、手工刷涂法等。

5 耐候鋼的應用

建筑工程中輕鋼結構采用耐火耐候鋼，可有效做到防腐與防火。因為耐火耐候鋼具有優(yōu)良的耐大氣腐蝕性與防火性。目前在建筑工程中，耐火耐候鋼是使用較多的Q235與Q345鋼的替代鋼種。在力學性能上，它與普通建筑用鋼具備相差無幾的焊接性能、屈服強度、抗壓能力等室溫力學性能。在施工時，耐火耐候鋼的應用可以避免或減少防腐涂料與防火涂料的涂裝，有效地節(jié)約成本，也可以減少涂料的環(huán)境污染。另外，在輕鋼結構中采用耐火耐候鋼，可有效減薄鋼材厚度，能節(jié)約一大部分成本。同時，耐火耐候鋼自身還具備永久性和自愈性能，也就是說此類鋼材在在使用過程中，無論受到擠壓、表面擦撞或火災，都會保持其耐火耐候性不變，這從根本上做到了建筑工程中輕鋼結構的防腐及防火工作。

6 結束語

輕鋼結構是我國建筑工程鋼結構體系中極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N，具有諸多優(yōu)勢:構造較為簡單、重量輕、有效地節(jié)約鋼材與成本、現(xiàn)場安裝簡單快速、節(jié)能環(huán)保，材料可以回收、結構抗震性能強等。但因鋼材料自身有著耐腐蝕性差、怕火的缺陷，所以加強對建筑工程輕鋼結構的防腐及防火技術的研究十分必要。本文分別介紹了涂層法、防火涂料保護法這兩種常用的防腐防火技術以及一些注意事項，另外還論述了耐候鋼的應用。做好防腐防火技術工作，可有效提高輕鋼結構的使用性能，使之有更廣闊的發(fā)展空間。

［1］張輝．鋼結構防腐技術在建筑工程中的應用問題探討［J］．中國新技術新產(chǎn)品，2011(23)．

［2］段方琪．建筑結構中輕鋼結構應用技術探討［J］．河南科技，2013(01)．

［3］楊洪敏．建筑鋼結構防腐及防火涂裝質(zhì)量問題的預防［J］．江蘇建材，2010(01)．