钢结构厚型防腐防火施工技术应用.pdf

Intelligent Building and Construction Machinery智能建筑与工程机械2024年 2月Feb.2024第6卷 第2期Vol.6 No.20引言钢结构工程的建构筑物主要具有强度高、自重轻、便于运输和吊装、施工速度快、抗风性好、抗震性好等优点。钢结构构件选用的钢材是一种不燃材料，存在着易腐蚀、其耐热不耐火性能差等缺点。研究表明，钢材超过 250 时，强度逐步降低，在 500 时失去静态平衡稳定性，而达到 700 时基本失去承载力，其强度几乎为零。而一般火场的温度为 800 1 000，因此做好钢结构构件厂内防腐施工技术、场内低碳厚型喷抹防火涂料施工技术、过程质量管控作业人员和检查等措施尤为重要。1工程案例成都天府国际机场某生产辅助区二期工程，项目总建筑面积 59 465.75 m2，地下一层为钢筋混凝土框架结构，地上 9 层为钢框架结构，建筑最大高度 35.850 m。抗震设防烈度为 6 度，其地下水对钢结构具有微腐蚀性，地上耐火等级为二级，钢柱耐火 2.5 h，钢梁耐火 1.5 h。钢结构防锈防腐涂层选用的油漆配套要求，在正常使用和维护情况下，其耐久性需满足大于 15 年的使用年限，钢结构构件耐火时间选用应根据施工部位和防火涂料的种类进行确定。2厚型防腐防火涂料简述钢结构建筑设计耐火极限要求在 2.5 h 以上。因此采用厚涂型防火涂料时（又称非膨胀型防火涂料）涂层厚度要求控制在 15 45 mm。其涂层特性为遇火不膨胀，通过自身的隔热性能提高被保护构件的耐火时间，收稿日期：2023-10-28作者简介：杨晓晖（1977），男，甘肃兰州人，本科，高级工程师，研究方向：工程技术。钢结构厚型防腐防火施工技术应用杨晓晖，李铜辉（北京建工集团有限责任公司，北京 100055）摘 要：为使钢结构工程能在大跨度场馆、厂房、高层住宅等重要建筑工程中高效应用，提高钢结构工程在建筑构筑物中防腐和防火性能的要求，通过钢结构构件加工厂进行防锈防腐特殊处理、施工现场钢柱机械喷涂加抹涂低碳环保性能厚涂防火涂料的方法，研究了钢结构工程在实际案例中防腐与防火施工技术，阐述钢结构工程防腐防火施工工艺以及施工质量管控措施。结果表明：应用该技术可有效提升钢构件工厂化生产的成品质量，增强钢结构在环境中的防腐蚀能力，减少漆料对大气环境污染度，充分保证钢结构工程的安全性、耐久性、健康性。关键词：厚型防火涂料；防腐防火施工；质量控制中图分类号：TU998文献标识码：A文章编号：2096-6903(2024)02-0010-03由特制膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、无机胶结材料、石膏等绝热骨料制作而成。厚型防腐防火涂料是一种预发泡高效能的防火涂料，具有很强的防火隔热性质，其材质为低碳环保性能石膏基防火涂料，通过防火材料吸热延缓钢材升温。现场施工时，根据防火涂料材料进场耐火试验性能报告确定钢构件的涂刷厚度1。与常规的防腐防火涂料施工技术相比，厚型防腐防火涂料有着颇多优点。常规水泥基防火涂料受火灾高温影响，水泥基产品表现出低粘接性、成品自重大、易固化收缩、变形等缺点，导致的空鼓、脱落、开裂等质量问题。石膏基防火涂料则具有粘接性强、成型快、成品自重轻、不易产生空鼓、脱落、开裂等优势。传统水泥基防火涂料高压喷涂时，会将水泥、防火添加剂、耐高温材料复合化学助剂等颗粒物，喷到空气中、撒落到地面会造成空气污染、材料浪费等现象。而石膏基防火涂料通过喷抹结合的方式，并利用铝合金刮杠器具控制厚度及方正度，减少空气污染、降低了材料易耗，有着施工方便、资源节约、环保、装饰性美观等优点。3施工技术3.1 防腐涂料涂装技术在涂装前，要做好对钢构件表面的除锈工作。钢结构表面基层清理采用喷砂的方式进行除锈，以使钢构件表面无油污、无锈渣、无湿渍、无残留物痕迹，除锈程度达到 Sa2.5 级。现场部分补漆区域可配合人工手动打磨彻底除锈，使其表面洁净有金属光泽，除锈程度达到St3 级，并达到 40 65 m 的粗糙度。在质检员检验钢构件除锈等级合格后，便及时喷涂底漆完成封闭。在工厂加工车间涂装作业或者相对湿度较低的晴天，应控制在 12 h 之内。若是在现场部分区域涂装，作业间隔时间小于 4 h。智能建筑与设计施工2024年 第2期 11 防腐涂料涂层有底漆、中间漆、面漆 3 层结构形式。底漆主要作用为附着粘接牢固和防锈。中间漆的作用为增加漆膜总厚度，使腐蚀电池效应无法形成，最外面一层面漆对前两层底漆和中漆起着防护作用，并有着耐腐蚀、耐老化、美化装饰、减少维修的作用。底漆与基材应有良好的粘结性，与防火涂料相结合的油漆应有良好的相容性（通过相容性试验确定）。涂刷施工时，基材表面温度控制在 5 35，相对湿度小于 80%，涂装后 4 h 内不得遭受雨淋、水冲、机械碰撞、污染等2。根据防腐耐久性的要求，防腐漆材料优先选用环氧富锌底漆（干膜中金属锌含量 70%）、环氧云铁中间漆，前两道漆干膜厚度均为 80 m，且都在工厂内喷涂完成。但聚氨酯面漆需在现场施工完成，其干膜厚度40 m，钢支撑柱有防火涂料喷涂时可不要面漆。防腐漆漆膜的涂装外观成型效果无褶皱、平整、均匀、色泽清晰，不允许出现露底、起皮脱落、裂纹、孔隙等质量缺陷。钢构件进场时，质检员使用漆膜测厚仪对防腐厚度进行抽查实测，其厚度符合设计规定要求方可进场安装，防腐厚度达不到要求的需退场补漆处理。防腐涂装施工选用高压无气喷涂的方法，即依靠涂料自身液压瞬时喷射形成雾状。调和环氧富锌底漆，充分搅拌使油漆的色泽、黏度均匀、稠度适中后，进行第一遍喷涂作业。喷束是呈扇形射向构件的，所以边缘区涂料落点少，涂层较薄。可采用后一枪喷涂压前一枪的喷涂方法确保涂层厚度相同，无气喷枪的喷涂距离控制在距离钢构件 300 mm 为准，始终与被喷雾保持垂直状态。喷枪移动的速度应稳定不变，约为 10 m/min，每次喷涂的长度为 1.5 m。施工过程中避免涂层麻点、橘纹、流坠现象。中间漆喷涂施工时，按照底漆施工方式进行喷涂作业。钢结构构件防腐处理在加工工厂完成涂装工作，运输现场避免不了磕碰、油漆破坏现象，为此现场钢结构构件安装后，需对节点焊接区域、受损区域等做二次涂装工作。进行二次涂装前，先对二次涂装的表面进行处理打磨，达到图纸要求的除锈等级，然后对其损害部位进行补漆喷涂施工，再进行现场防火涂装作业。3.2 防火涂料涂装技术薄涂型涂料又称为膨胀型防火涂料，涂层厚度薄，一般为 2 7 mm。在持续受到高温作用时，薄型防火涂料涂层所含材质发生热化学反应迅速膨胀，以此来保护钢材不受破坏，但其耐火极限小于 1.5 h，所以用在耐火等级要求低的钢结构构件上面。厚涂型防火涂料通过改变涂层厚度满足不同耐火极限的要求，适用性较为广泛。本工程采用的防火材料名称型号为室内非膨胀型钢结构防火涂料（GT-NSF-Fp2.50-H）。经材料封样完成后，提前安排具有资质合格的第三方检测机构现场抽样送检。第三方检测机构出具的质量检验报告汇总表检验结果得出：粘结强度达0.07 MPa，涂层厚度达 27 mm 时，该产品的耐火性能试验时间为 2.97 h，故钢支撑柱涂层厚度按照 27 mm进行喷涂作业，大大提升了钢柱耐火极限能力。防火涂料质量保证要求：防火涂料涂于中间漆之上，防火涂料与钢结构中间漆、面漆应具有相容性。防火涂料材料进场，应带有国家检测机构的耐火性能检测报告和理化性能检测报告，并与所选用的防锈漆的相容性进行检测，并得到消防部门认可，有消防监督机关（公安部消防产品合格评定中心）出具的 3C 认证证书，有生产厂家合格证、防火涂料名称、技术参数、储存期限和使用说明书等质保资料。质检员同专业监理工程师进行材料进场验收，做好检查记录，留取影像资料。涂料搅拌要根据工厂提供的使用说明书和配合比进行操作。以干粉料为主，利用便携式搅拌器搅拌均匀，第一遍按水:涂料=1:1 进行涂料拌和打底，混合搅拌至均匀，稠度适中，边配边用，每次搅拌好的涂料应在3 h 内用完。3.3 防火涂料涂装工艺涂装流程为：基层处理第一次喷涂第二次喷涂（抹）第三次抹涂（压入钢丝网）养护。基层处理需要清除基层表面污物、灰层、泥沙等，基层经验收合格后进入喷涂涂装工序。界面剂喷涂是在钢结构表面基层处理完成后，开始在钢结构表面均匀的喷涂界面剂，厚度为 1 2 mm左右，压缩空气的压力调节到最佳状态。喷涂界面剂24 h 后，待表面全部干燥后方可喷抹防火涂料。喷涂应分 3 次完成：第一次喷涂方式采用空气压缩机器喷涂施工以盖住钢结构构件基层面 7 mm 为标准，增加其表面的附着性能、粘结性能。待干燥后进行第二次抹涂为 10 mm，干燥后进行第三次抹涂 10 mm，才能达到防火设计要求厚度。第二次抹涂和第三次抹涂方法使用了铝合金刮杠配合 F 卡件固定在钢柱两侧，分两面进行有序施工，这充分保证了防火涂料喷涂的厚度，提高了对平整度、垂直度、阳角方正度的控制，还能进一步提升毛坯交房的观感质量，起到一定性的装饰效果。第一次涂抹防火涂料与第二次涂抹防火涂料间隔时间为 24 h（气温为 20时）环境温湿度不同其间隔时间应作相应的调整，搅拌出来的防火涂料要求在 1 h内全部用完，抹涂最后一层防火涂料时应做到无明显凹凸现象，表面平整且平整误差不大于 10 mm/m。涂料施工至厚度为 17 mm 时，铺设一层钢丝网，网孔尺寸 15 mm15 mm0.9 mm，采用方法为压杨晓晖，李铜辉：钢结构厚型防腐防火施工技术应用智能建筑与工程机械 12 第6卷入式，固定在钢结构第三层涂装表层上，防止开裂、空鼓、脱落等质量问题。施工过程中，工人可以随时用钢卷尺从两侧面测量防火涂料每层的喷涂厚度，每个钢构件从上到下每隔500 mm 抽测一次，并累计原始数据做好施工记录，应满足每次喷（抹）涂涂层厚度，否则不得停止喷涂。但为了精确化和质量验收标准，第三方机构的防火涂料现场厚度检测，必须采用测厚仪（测厚针）检测涂层厚度，并出具相应的合格检测报告。涂料的养护要采用喷雾器适量洒水，防止因失水引起涂层裂缝、松散、粉化。4施工质量控制4.1 控制要点4.1.1 材料控制要点防火涂料在使用前，要按进场次数和批量进行复检，复检合格后，才能在施工现场使用。选用的材料无毒、无味、不燃、不爆，但易受潮，储放应避免潮湿环境。防火涂料的储存超过其储存期的，则应该进行常规指标检测后再决定能否继续使用3。4.1.2 防腐控制要点钢结构构件在现场安装后，构件连接处的焊缝区域、受焊接热影响区域则是涂层防腐防火保护最薄弱的环节之一，也是主要防腐控制点。在钢结构工程安装焊接工作和焊缝探伤完成后，对钢构件焊接区域和损坏区域进行补漆处理，关注天气预报实时动态，可在百叶箱中放置温湿度计，控制温湿度，对有返锈的部位开始打磨除锈。由专业油漆工进行环氧富锌底漆和环氧云铁中间漆喷涂，最后防火涂料涂装作业。4.1.3 防火控制要点防火涂料涂装施工主要控制要点在于各涂层之间的配套性能，即涂层间的相容性。因此，在防火涂料涂装开始前，应具备完善的涂层体系相容性的检测试验数据，作为涂装工程的原始依据。此外，底涂层表面的清洁情况也是关系到整个涂层体系及防火涂层质量和耐久性的重要一环，保持底层表面的清洁，是防火涂层质量的重要环节。在本工程钢结构构件防腐防火施工技术应用中，拟采取样板先行的管理制度。经各参建单位认可后，方可大面积涂装作业，以提高施工过程中的质量控制，有效提升作业工人的技术操作能力，做到整个涂装工程质量有保证。其具体做法为：在每道工序间增加一道“标识和记录”辅助工序作为过程控制的主要手段，严格控制标识记录卡的记录和传递，从而保证施工的整个过程是受控的和严密的。以此对整个工程形成完善的具有可追溯性的过程记录和控制程序，从而保证施工过程质量处于可受控状态。4.2 施工质量控制体系事前控制方法是成立项目质量管理机构小组，熟悉施工图纸和相关规范，编制施工方案，做好质量风险预控和质量隐患纠偏措施，组织施工人员学习施工图交底及施工安全技术交底内容。事中控制即过程控制检查，根据事前控制要求对实际施工质量做好原始记录。事后控制要完善施工过程的质量文件记录及管理，保证完成的各项质量目标的可追溯性，按照质量管理体系、建筑工程竣工资料的有关归档管理要求实施，做好工程竣工资料的归档工作，为后续的工程使用管理及售后服务做好文件记录保证。5结束语对钢结构构件防腐防火施工过程进行严格的质量控制，充分利用防火涂料喷涂加抹涂技术施工工艺，防腐和防火材料与基层粘接牢固，涂层厚度控制得当，节能环保，表面美观，取得了较好的施工效果，受到各参建单位一致好评，并一次性通过验收。在实际应用中提高了钢结构大空间或者厂房中钢柱防火涂料涂层的装饰性效果，避免材料浪费，节约成本，钢结构防腐防火施工技术应用在未来钢结构建筑构筑物是可观的，可以充分展现其适用性、耐久性和安全性。参考文献1 刘明霆.关于钢结构防腐防火涂料工程施工技术及其应用研究J.建筑工程与管理,2020(6):34-35.2 杨添淇.刍议钢结构防腐防火施工技术J.工程技术,2021(1):214-215.3 周梅君.某工程钢结构框架防腐、防火脱落原因分析J.新型建筑材料,2022,49(6):145-148.