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超薄型鋼結構防火涂料施工技術研究

 摘要:超薄型鋼結構防火涂料的防火涂層厚度不大于3mm,主要以溶劑型為主,具有很好的裝飾和理化性能。重點研究鋼結構表面處理方法、防火涂料施工環境以及防火涂料的施工工藝對防火涂料涂裝效果的影響,以期對超薄型防火涂料最佳施工工藝的選擇提供參考。

   關鍵詞:超薄型;防火涂料;施工技術;鋼結構

   0 引言

   現代建筑物的主要承重構件大多采用堅固又輕便的鋼材,在火的作用下,鋼材不會燃燒,但是在高溫火焰的直接灼燒下,強度會隨著溫度的上升而降低,當達到一個極限臨界點時,強度就會顯著地降低而失去承載力。一般鋼材失去強度的臨界溫度為500℃,而纖維質火焰下灼燒5min溫度就可達到556℃,因此鋼結構的防火措施對于火災發生時挽救生命和減少財產損失起著至關重要的作用[1]。

   采用防火涂料進行鋼結構防火保護是有效的防火措施之一,而超薄型防火涂料由于涂層超薄,工程使用量較厚型、薄型鋼結構防火涂料大大減少,從而降低了工程費用,在滿足鋼結構防火要求的同時,也能滿足人們高裝飾性要求,是目前消防部門大力推廣的產品?;谀稠椖渴┕がF場超薄型鋼結構防火涂料(以下簡稱防火涂料)現場涂裝經驗,對防火涂料施工工藝進行了表面處理方法、施工環境及施工方法對防火涂料涂裝效果影響的研究。

   1·鋼結構表面處理方法的研究

   為了充分發揮防火涂料對基材的保護特性,除材料本身的質量外,基材的表面處理質量直接影響涂裝工程的質量。鋼結構表面處理的目的主要有三個:

   1)結構處理:首先進行一定的結構處理,如銳邊的打磨、倒角的磨圓、飛濺的去除、焊孔的補焊及磨平等;

   2)表面清潔:除去表面上對涂料有損害的物質,特別是氧化皮、鐵銹、可溶性鹽、油脂、水分等;

   3)表面粗糙度:表面粗糙度增大了涂層的接觸表面,并有機械吻合作用,提高了涂層對底材的附著力。

   表面處理的方法多種多樣,應根據被涂基材的表面狀態、污染程度以及涂料的施工性能來選擇。表面處理按處理方式可分為:溶劑清理、化學清理和機械清理。

 1.1溶劑清理

   溶劑清理主要目的是對附著在基材表面的油脂進行清除,油脂的存在會嚴重影響涂裝工程質量,造成涂層脫落。溶劑清洗常用的材料有堿液、有機溶劑、乳化劑等。清除基材表面油脂時應根據油脂情況,選用適合的溶劑。有機溶劑是最常選用的清洗溶劑,例如汽油、石油、松節油、石腦油、松香水、甲苯、二甲苯、含氯溶劑等。常用的油脂清洗方法主要有:擦拭、浸泡、噴射、火焰、蒸汽和超聲波等。在一般鋼結構的制作過程中,擦拭除油是最為便捷有效的方法之一。

   1.2化學處理

   化學處理常見的為酸洗。酸洗是利用無機酸或有機酸與鋼鐵表面的氧化皮、鐵銹進行反應,生成可溶性鐵鹽,然后將其從鋼鐵表面清除。常采用浸漬、噴淋和刷涂3種處理方式。酸洗可以處理小型構件、6mm以下的薄板和管材等。酸洗的缺點是會造成一定的鐵損、無法提供令人滿意的表面粗糙度,對于防火涂裝工程而言,滿足設計要求的表面粗糙度對于最終的防火工程質量至關重要。

   1.3機械處理

   目前機械處理的方法主要有:動力工具清理、拋丸清理及噴砂清理。

   1)動力工具清理可以清除鋼鐵表面松散的氧化皮、鐵銹、舊漆膜和其他有害物質,但是不能除去附著牢固的氧化皮、鐵銹和舊漆膜。動力工具清理的常用工具有砂輪、砂紙盤、旋轉鋼絲盤、錐形小砂輪等。

   2)拋丸清理是利用拋丸機拋頭上的葉輪在高速旋轉時所產生的離心力,把磨料以很高的線速度射向被處理的鋼材表面,從而達到清理表面的目的。拋丸清理的效率很高,可以在密閉的環境下進行,有吸塵裝置,可以減小對環境的污染,是目前鋼結構表面處理過程中應用最為廣泛的方式。

   3)噴砂清理是以壓縮空氣為動力,將磨料以一定速度噴向被處理表面,以除去氧化皮、鐵銹等污物的一種表面處理方式。噴砂清理以鋼丸、鋼砂、石英砂、銅礦砂等作為磨料,多用于大型結構件的表面處理。

   實踐表明,在鋼結構表面處理過程中,采用溶劑清洗與噴砂/拋丸處理相結合的工藝方法,可以最大程度地提高表面處理質量并保證后續的涂裝質量。噴砂/拋丸所用磨料較為理想的是由鋼丸和鋼砂組成的混合磨料,直徑在0.8~1.5mm為宜。

2·施工環境

   施工環境對防火涂料的涂裝效果有著相當大的影響,一般要求施工場所為室內環境,溫度和濕度適宜,具備良好的照明及通風條件。實踐表明:防火涂料施工時,環境溫度以5~40℃為宜,相對濕度要求低于80%,溫度過高或過低,都不利于防火涂料的施工。若溫度過高,將會造成涂層開裂脫落;若溫度過低,防火涂料固化速度緩慢,將會延長施工周期。同時也不能在戶外環境進行防火涂料的施工,防火涂料的特性決定其涂層內部會存在一定的空隙,如遇雨霧天氣,水氣會進入涂層內部,將造成涂層起泡脫落。因此,良好的施工環境對于防火涂料的施工至關重要。

   3·施工方式

   目前防火涂料的施工方式主要有刷涂、輥涂和噴涂。

   3.1刷涂

   刷涂是最簡單的手工涂裝方式,滲透性強,可以深入到細孔、孔隙中,可以大大增強涂層的附著力,主要用于小面積的涂裝施工。實踐表明:由于防火涂料自身的黏稠度較高,流平性能較差,采用刷涂施工效率低下,難以形成較厚的涂層厚度,且易產生明顯刷痕,一般不建議使用刷涂的方式進行防火涂料施工。

   3.2輥涂

   輥涂是以輥筒作涂料的載體,涂料在輥筒表面形成一定厚度的濕膜,然后借助輥筒在轉動過程中與被涂表面接觸,將涂料涂敷在被涂表面。輥涂適用于較大面積的涂裝,效率高于刷涂。防火涂料施工時,采用輥涂的方式,易于獲得較厚的涂層厚度,節省施工時間。但是,由于防火涂料的黏度較高,輥涂后的涂層表面不平整,外觀較差。

   3.3噴涂

   常見的噴涂方式分為空氣噴涂和無氣噴涂。

   1)空氣噴涂是利用壓縮空氣,將涂料從容器的槍口中噴出,并使涂料急速擴散形成霧狀,噴涂到表面得到均勻涂涂層??諝鈬娡渴車娡繅毫Φ南拗?,一般適用于低黏度的涂料,對于防火涂料這種黏度較高的涂料并不適用。

   2)無氣噴涂也稱高壓無氣噴涂,它是利用壓縮空氣作為動力,驅動液壓泵,將涂料直接增壓,通過高壓軟管、噴槍、噴嘴瞬時噴出,形成扇形霧狀,迅速噴向被噴涂表面形成漆膜。防火涂料采用無氣噴涂進行施工,有以下優點:a.施工效率較高;b.涂層的質量好,外觀平整;c.一般不用額外添加稀釋劑。缺點是容易造成較大的涂料損耗,增加施工成本。

 3.4合理選擇施工方式

   在防火涂料施工過程發現,如采用單一的輥涂或無氣噴涂,都無法取得令人滿意的施工效果。采用單一輥涂會造成最后的涂層表面不平整,影響最終的涂層外觀,如圖1所示;而采用單一的無氣噴涂,涂料的成本將會增加3倍~5倍,經濟效益大大降低。

   實踐表明,采用輥涂加無氣噴涂相結合的方式,可以取得令人滿意的施工效果,如圖2所示。在某鋼結構防火工程項目中,設計要求的防火涂層厚度為2100μm,涂料廠家要求防火涂料的單道涂層干膜不能超過300μm。采用輥涂加無氣噴涂相結合的施工方法,在鋼結構完成表面處理后,先進行防銹底漆的噴涂施工,待底漆完全固化后,采用輥涂的方式進行防火涂料的涂覆,以每道300μm的涂層厚度進行疊加施工。待涂層厚度達到1500μm后,采用砂輪或砂紙盤將表面不平整的地方進行磨平處理,磨平后采用無氣噴涂的方式繼續進行防火涂料的施工,直至防火涂層厚度滿足設計要求,最后再按設計要求進行面漆的噴涂施工。如此操作,不但可以得到令人滿意的涂層外觀,還可以降低涂料損耗、節約成本。

4·結語

   隨著鋼結構在建筑業中的廣泛應用,鋼結構防火涂料也得到越來越多的應用。超薄型防火涂料自1995年問世以來,以其不可代替的優勢成為目前鋼結構防火保護的首選產品[2]。在實際應用中,如何進一步完善施工工藝,降低防火涂料成本,解決環境條件對防火涂料施工的諸多限制,將是今后鋼結構防火涂料施工技術的研究方向之一。

   參考文獻

   [1]劉新.防腐蝕涂料與涂裝應用[M].北京:化學工業出版社,2008.

   [2]胡旭東,羅永國,邵德金.鋼結構用超薄型防火涂料的施工方法和質量控制[J].中國資源綜合利用,2009(4):31-32.


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