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Scientific Research

防腐涂装技术在钢结构建筑中的应用

作者

徐小刚 许学峰 薛家宇

华业钢构核电装备有限公司 浙江嘉兴314300

引言:随着我国城镇化建设的不断推进,以及建筑领域的不断发展,钢结构建筑凭借其所体现出的抗震性高、施工周期短、空间利用率高等优势,逐渐成为主流。但由于材料性质的原因,钢结构建筑在腐蚀环境下,其性能将会受到严重影响,不仅会缩短其服役年限,甚至还会各种质量事故。因此,针对钢结构建筑的防腐处理,是现阶段我国建筑领域高度关注的课题。

1 钢材表面处理方法

1.1 钢材表面处理的必要性

对于钢结构建筑而言,其热轧钢板在通过热处理后,会在表面形成一层均匀的氧化层,若不及时加以清除,将会导致涂层粘附性大幅下降,进而影响防腐涂层的耐久性。实践证明,涂装过程中,油漆表面除锈、除污情况,直接关系到后续涂装施工质量[1]。表1 为影响涂装质量的因素。

表 1 影响涂装质量因素分析表

1.2 钢构件表面处理的方法

钢结构建筑的除锈技术众多,目前常用的技术手段主要有动力或手工工具除锈、喷砂除锈、自动抛丸除锈三种,具体如表2 所示。

表 2 除锈方式工艺比较表

2 工程案例

本工程一个综合性大型会展中心,为地上两层、地下一层的钢结构组合建筑,其建筑面积达到4200.00m2,高度达到 15.80m,整体呈不规则多边形,屋顶为轻型拱形结构,最大跨度 24.50m,同样以钢结构桁架作为支撑结构,以最大程度确保内部空间的开阔性。就建材而言,本工程主体结构为钢筋混凝土框架结构,而屋面、部分梁柱和二楼平台位置,则为Q355B 型钢板,整体用钢量为185.70t。

本项目地处我国季风气候区,年均温度仅为 8.60℃,年均降雨量 250.50mm,虽然光照条件好,然而冬季干冷,夏季炎热,且土壤盐碱化程度严重,对钢结构的抗腐性提出了更高的要求。

3 防腐涂装技术在钢结构建筑中的应用

3.1 表面预处理

在实际施工前,为确保钢结构建筑防腐效果,在进行防腐涂装施工前,应先开展表面预处理,以此提高涂层的粘附性及耐用性,具体流程如图1 所示。

图 1 表面预处理流程

级的同时,确保表面粗糙度在 5070 μm 范围内,进而达到增强涂层机械咬合力的目的。在实际作业过程中,通常利用粒径为 0.5~1.0mm 的钢砂,并将喷涂压力控制在 8MPa 范围内,并重视作业期间的温度和湿度变化,正常情况下,表面湿度不得小于 70%,温度应维持在 5~40℃范围内,并在完成处理后的 4h 内开展涂装作业,如此才能避免发生二次氧化情况。

3.2 涂装试验

(1)根据施工单位人员专业水平 决定具体作业工人 并及时开展技术交底、安全交底等工作,以确保施工人员能够严格按照技术规范 所需的钢板及型钢,并组织选定的喷装工人,开展钢材和型钢涂 需进行一次涂膜厚度测量,并做好相应的记录工作。随后计 并对误差数值超出标准的进行标注。同时,还应重视油漆配制和涂装 人员的作业习惯和测试结果,分别制订相应的作业计划[2]。

3.3 底漆和中间涂装施工

为达到预期的阴极保护和屏蔽效果,该项目以环氧富锌作为底漆,并将涂装厚度控制在 60 μm 。与此同时,待底漆完成干燥后,即:干膜厚度达到相关标准,利用环氧云铁进行中间涂装,并将涂装厚度控制在100 μm ,以改善钢结构的防腐效果,并降低涂膜厚度。为确保涂装的均匀性、完整性,该项目引入了高压无气喷涂技术,将喷途压力控制在 20-25MPa 范围内。此外,还应严格按照产品规范要求控制涂装间隔时间,一般为4~8h,进而确保每层涂料均能完全固化,以此充分发挥涂料的粘结性。在进行涂装时,还应对湿度进行严格管理,如此才能最大程度避免凝结水等情况对施工质量的影响。

3.4 面漆施工

为进一步提高钢结构的耐候性、抗紫外线性,在完成底漆和中间涂层后,还应进一步开展面漆施工。本项目的面漆为高耐候性聚氨酯涂料,并将涂装厚度控制在 6080 μm 范围内。在涂装过程中,依旧采用高压无气喷涂技术,并将各道喷涂厚度控制在 40 μm 以下,喷涂间隔控制在 6~12h 范围内,环境温度控制在10~35℃,以此确保涂层的均匀性、粘结性。此外,为防止出现流挂、起泡等质量问题,还应对喷涂速度和角度给予高度重视,采用湿膜厚度测量仪对涂层厚度进行严格管理,确保每平方米的涂料用量在规定范围内,通常为 350400g 范围内。

3.5 涂层检验与养护

本项目采取的处理技术为喷砂处理,通过去除钢材表面锈蚀、氧化皮等附着物质,在确保清洁度达到 Sa2.5

在完成涂装施工后,应及时利用超声波测厚仪对涂层厚度进行检查,保证涂装总厚度在220 μm 以上,每道涂层厚度误差,应控制在 ±10% 范围内。对出现问题的位置及时进行修补,随后再进行检测。在硬化过程里,要确保周围环境良好,避免遭受污染,同时还要将养护温度控制在 15~30℃范围内,同时,将相对湿度控制在 70%以下,养护周期一般为 7~10d,具体需依据涂漆的干燥情况和相应技术标准而定。采用盐雾试验进行终结防腐性检测,盐雾试验时间应保持在 720h 以上,如果没有出现明显锈蚀,则表明该涂装具有良好耐用性、抗腐性。

4 防腐涂装施工质量控制策略

4.1 防腐材料进场验收

该工程要求在防腐材料进场时,应严格依据相关技术标准进行验收。其中,漆类材料包括环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、聚氨酯面漆等,主要性能指标参数如固体含量、粘接力、抗气候性能等应符合相应规范要求,对其抽检样品的性能指标参数值进行检查,其中环氧富锌底漆中锌粉含量不小于 80.00%,环氧云铁中间漆干膜厚度的偏差不得超过 ±5.0% ,聚氨脂面漆500h 紫外照射无明显褪色现象等。

4.2 防腐施工过程检查

对于防腐涂装施工过程中的主要检查内容包括:施工环境、施工工艺、涂层质量等。现场管理人员应对现场环境进行严格控制,确保温度在5~40℃范围内、相对湿度≤85%,以防涂层产生鼓泡或者脱落等情况;同时进行完毕预处理的钢材,还应进行粗糙度检测,通常需要将粗糙度控制在50~70m 范围内。

结束语

综上所述,钢结构建筑在我国城镇化建设中有着不可忽视的地位,通过改善其防腐涂装技术,能够最大程度解决钢结构抗腐性能不足等问题,因此,应根据工程具体情况,进行针对分析,如此才能在确保施工效率、质量的基础上,为传统工艺的改进提供参考。

参考文献

[1]刘嵩,马志恒,沈卫东,杨昆鹏,汪伟,何勇,杜昌华,汪志勇,赵学军.基于防火防腐涂装的钢结构建筑安全问题研究[J].工程与建设,2023,37(06):1828-1831.

[2]黄昌磊,张贵弟,万平,韩升升,董毓庆,姜海洋.民用建筑钢结构防腐涂装及涂层修补技术[J].建筑技术开发,2023,50(04):11-14.