鋼結構技術(shù)論文
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
摘 要：廣州南站建成后將成為全國四大客運中心，同時(shí)也是亞洲最大的客運站之一。工程鋼結構用量約8萬(wàn)噸，是鳥(niǎo)巢的1.7倍，其防腐面積近60萬(wàn)平方米。8萬(wàn)噸鋼結構作為建筑的主體之一，其防腐涂裝工程質(zhì)量的好壞．將直接影響鋼結構工程的耐久性能、外觀(guān)質(zhì)量和使用安全性能。在以往鋼結構施工過(guò)程中．注重于對鋼結構涂層性能和采用標準以及使用和維護．而忽視鋼結構的防腐處理．給工程帶來(lái)了很大的質(zhì)量隱患。本文從以下幾方面進(jìn)行敘述對鋼結構防腐的質(zhì)量控制。
關(guān)鍵詞：防腐技術(shù)；施工質(zhì)量控制；涂層性能；涂裝
1 廣州南站鋼結構防腐
鋼結構防腐技術(shù)對于鋼結構的安全性能與耐久性起著(zhù)極為重要的作用。鋼結構防腐涂裝應是一個(gè)科學(xué)的系統鋼結構工程，合理的鋼結構防腐涂層設計是創(chuàng )建優(yōu)質(zhì)防腐工程的基礎。
1.1鋼結構防腐技術(shù)對于廣州南站鋼結構的安全性能與耐久性起著(zhù)極為重要的作用。
廣州南站的鋼結構防腐涂裝應是一個(gè)科學(xué)的系統鋼結構工程，合理的鋼結構防腐涂層設計是創(chuàng )建優(yōu)質(zhì)防腐工程的基礎。一個(gè)科學(xué)合理的涂裝方案能大大提高鋼結構防腐涂裝質(zhì)量，延長(cháng)防腐年限及維修間隔，降低防腐成本?？茖W(xué)合理的鋼結構防腐
涂層設計應考慮到以下因素：
防腐涂裝要求：包括防腐年限、裝飾性要求、保光保色性要求、是否易于維修等等。
1.2廣州南站鋼結構腐蝕環(huán)境分析：
廣州氣候概括及腐蝕環(huán)境分析：廣州屬亞熱帶季風(fēng)氣候，由于背山面水，具有溫暖多雨、光熱充足、夏季長(cháng)、霜期短等特征。年均降雨量為1982.7毫米，平均相對濕度為68%。全年中，4至6月為雨季，8至9月天氣炎熱，多臺風(fēng)。廣州市工業(yè)化城市，周邊東莞、佛山、中山也是工業(yè)化城市，因此該地區的空氣污染相對較為嚴重，存在著(zhù)一定的酸雨。
潮濕、受污染的空氣、酸雨等都會(huì )對鋼結構產(chǎn)生較大腐蝕作用，但考慮到大部分鋼結構在屋面板下面，可避免雨霧陽(yáng)光等，按ISO 12944 分類(lèi)，可將廣州南站鋼結構的腐蝕環(huán)境分類(lèi)應屬于C3-C4級別，屬于等腐蝕強度。
1.3廣州南站鋼結構防腐涂裝的特點(diǎn)及技術(shù)要求：
1）作為“百年大計”的一個(gè)標志性的建筑物其鋼結構需要一個(gè)長(cháng)效的保護期。
2）涂裝維修非常困難，基于以下原因：
維修需高空作業(yè)（鋼結構距地面20-50米），施工難度大。
有些鋼結構表面的不能?chē)娚疤幚怼?/span>
噴涂施工困難，輥刷的涂裝效果不佳。
有許多施工死角，諸如貼近天花板、墻壁及其它部分的鋼結構幾乎無(wú)法維修
3）涂裝維修效果差：由于維修困難，維修后的下一次涂裝使用壽命常常遠不如第一次涂裝的保護壽命，這將造成日后的維修間隔縮短和次數頻繁。
4）涂裝維修成本高，通常需要停止或減少建筑運營(yíng)量，造成經(jīng)濟損失。加上高空作業(yè)，施工困難，其人力、物力成本高。
1．4涂裝設計方案
針對上述環(huán)境條件，設計院也進(jìn)行了周密的考慮提出了以下涂裝方案見(jiàn)表1、表2；
表 1 A 不需要防火涂料的部位
表 2 B、需要防火涂料（薄型）且無(wú)外飾的部位
因此從方案上分析，比較合理，從設計方面保證了新客站的涂裝質(zhì)量。
2 廣州南站施工質(zhì)量控制
2.1保證措施
1）建立質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò )，成立以項目經(jīng)理為組長(cháng)的質(zhì)量領(lǐng)導小組，技術(shù)負責人為副組長(cháng)，成員為質(zhì)檢員和各工序組組長(cháng)，做到縱向到底，橫向到邊的質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò )。
2）組織全體參施人員認真學(xué)習相關(guān)規范和設計要求，使職工明確各自的工作標準和要達到的目標。
3）及時(shí)了解掌握天氣變化情況，選擇良好天氣進(jìn)行防腐施工，避免在雨、雪、霧天進(jìn)行作業(yè)，當環(huán)境溫度超出5℃～38℃范圍且濕度超過(guò)85%時(shí)，應及時(shí)停止施工，保證噴涂材料的固化和附著(zhù)。
2.2表面預處理的質(zhì)量控制
要提高防腐層的質(zhì)量，涂裝前必須徹底的清除基體表面的油污、氧化皮、鐵銹等，否則防腐層會(huì )很快出現起泡、脫落、泛銹等不良現象，嚴重影響防腐層的附著(zhù)力和壽命。
鋼結構的表面處理的要求
1）材表面缺陷處理：除去焊渣、起鱗、割孔、焊孔等表面缺陷，打磨圓順所有銳邊、尖角（Rf2mm）和毛刺，經(jīng)檢驗后合格。表面的不規則度不應超過(guò)2mm，深度超過(guò)0.8mm和寬度小于深度的咬邊須打磨和補焊；焊縫氣孔需補焊；
2）噴砂工藝要求
噴砂除銹等級須達到GB8923（或ISO8501-1：1988）的Sa2.5級；
粗糙度：按GB/T13288標準規定，須達到Rz40-70um之間粗糙度要求，或參照底漆要求。
一旦構件基體表面處理完畢，須及時(shí)進(jìn)行防腐噴涂層施工，以保證防腐層與構件基體或層與層之間的良好結合；對超時(shí)或被再次污染的構件基體表面一律重新處理，確保構件基體除銹后的噴鋅時(shí)間控制在潮濕天氣狀況下不超過(guò)4h、氣候較好狀況下不超過(guò)12h。
3）防火涂料表面處理
防火涂料厚度達到要求、內部徹底干燥后需對防火涂料表面進(jìn)行打磨處理，要求對防火涂料涂層凹凸不平處打磨平整，保證防火涂料表面具有良好的裝飾性；打磨時(shí)只需將防火涂料表面顆粒打磨平整即可，切勿將防火涂料層打磨掉，以保證其防火性能。對局部有缺陷的部位不能打磨平整的需用防火涂料進(jìn)行修補。
2.3施工單位環(huán)境控制的要求
環(huán)境溫度和相對濕度須符合涂料產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的要求，當產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)無(wú)要求時(shí)，環(huán)境溫度宜在5～38℃之間，相對濕度不應大于85%，鋼材表面溫度應高于露點(diǎn)溫度3℃，且鋼材表面溫度不超過(guò)40℃。遇雨、霧、雪、強風(fēng)天氣應停止露天涂裝，盡量避免在強烈陽(yáng)光照射下施工。涂裝后4小時(shí)內應保護，避免淋雨和沙塵侵襲。
注意潮濕天氣環(huán)境：廣州3-8月份是多雨天氣，濕度很大。在雨霧及濕度超過(guò)85%的天氣，必須避免施工。
注意鋼材表面溫度：在夏季施工的構件經(jīng)陽(yáng)光暴曬，鋼材表面溫度會(huì )非常高，應避開(kāi)酷熱的中午施工，施工時(shí)鋼板溫度通常不超過(guò)40℃，否則施工油漆極易產(chǎn)生氣泡等缺陷。
2.4. 材料質(zhì)量控制的要求
選擇優(yōu)質(zhì)的涂料及涂料供應商、保證優(yōu)良的技術(shù)服務(wù)
1）目前市場(chǎng)涂料生產(chǎn)廠(chǎng)家參差不齊，因此在選擇涂料廠(chǎng)家和品牌時(shí)，總承包，業(yè)主，監理都非常重視，對所有備選廠(chǎng)家進(jìn)行了考查。選擇優(yōu)質(zhì)的涂料和供應商，象底漆選用門(mén)普來(lái)公司的高科牌，中間漆海虹的老人牌，面漆采用佐敦和蘭陵等國際、國內名牌產(chǎn)品。
2）材料進(jìn)場(chǎng)嚴格把關(guān)
所有油漆進(jìn)場(chǎng)都必須履行材料進(jìn)場(chǎng)報驗手續。進(jìn)場(chǎng)的材料采購供應，嚴格執行《顧客提供產(chǎn)品控制程序》、《產(chǎn)品標識和可追溯性程序》、《進(jìn)貨檢驗和試驗程序》、《采購程序》；實(shí)行材料供應“四驗”（即驗規格、驗品種、驗質(zhì)量、驗數量）“三把關(guān)”（材料人員把關(guān)、技術(shù)人員把關(guān)、施工操作者把關(guān)）制度；確保只有檢驗合格的原材料才能進(jìn)入下一道工序，給提高工程質(zhì)量打下一個(gè)良好的基礎。無(wú)產(chǎn)品質(zhì)量合格證和進(jìn)場(chǎng)復驗報告，不允許進(jìn)場(chǎng)。
2. 5.施工過(guò)程質(zhì)量控制
1）在涂刷第二層防銹底漆時(shí)，第一道防銹底漆必須徹底干燥；否則會(huì )產(chǎn)生漆層脫離。
2）注意防止油漆流掛。選擇適當厚度的漆料和干性較快的稀釋劑外，在操作時(shí)做到少蘸油、勤蘸油、刷均勻、多檢查、多理順。漆刷應選硬一些的。噴漆時(shí)，噴槍嘴直徑不宜過(guò)大，噴槍距地面不能過(guò)近，壓力大小要均勻。
3）防止漆膜干燥后表面出現的不平滑，收縮成皺紋。其因而要避免漆膜刷得過(guò)厚或刷油不勻；干性快和干性慢的油漆摻合使用或是催干劑加得過(guò)多，產(chǎn)生外層干、里層濕；防止涂漆后在烈日下暴曬或驟冷驟熱以及底漆未干透，造成皺皮。
4）防止油漆發(fā)黏。底層要認真處理，避免物體上沾有油質(zhì)、松脂、蠟、酸、堿、鹽、肥皂等殘跡。此外，不能在底漆未干透便涂面漆（樹(shù)脂漆例外）或加入過(guò)多的催干劑和不干性油，防止物面過(guò)潮、氣溫太低或不通氣等都會(huì )影響漆膜的干結時(shí)間；
5）防止油漆粗糙。施工時(shí)要避免塵灰沾在漆面上，漆料中有污物、漆皮等未經(jīng)過(guò)過(guò)濾不得刷涂；清除漆刷上有殘漆的顆粒和砂子，保證噴漆時(shí)工具干凈整潔,噴槍離物面不能太遠、氣壓不能過(guò)大。
6）防止油漆脫皮、漏底。施工時(shí)要避免物面沾有油質(zhì)、蠟質(zhì)、水汽，在保證底漆充分干燥后才上中間漆、面漆。保證涂料的用量，按要求進(jìn)行配比，防止加入過(guò)量的稀釋劑，涂料沉淀要充分攪拌。
7）防火涂料涂裝：
根據工程范圍內確定的防火涂料品種及耐火極限進(jìn)行施工，采用人工輥涂、噴涂相結合進(jìn)行施工，防火涂料應分次涂裝，第一道涂裝干膜厚度不得超過(guò)300μm，以后每道涂裝干膜厚度不超過(guò)500μm，每道間隔24小時(shí)。
在表面處理中已談到防火涂料表面處理完成之后接著(zhù)要做好如下的工作才能表層油漆的施工：
a.批刮膩子
將防火涂料表面用膩子批刮平整，要求批刮后表面平整無(wú)顆粒，表面整體均勻無(wú)凹凸感。膩子批刮應盡量薄。
b.打磨
采用手工打磨的方式進(jìn)行，用240#的砂紙進(jìn)行打磨，要求打磨后整體表面光滑均勻。
c. 批刮原子灰
批刮原子灰的厚度以鋼結構基層面最高點(diǎn)為準，在基層較大面積上批刮原子灰，將原子灰敷在平面上方邊緣堆成一條線(xiàn),手握刮板與平面成45°～60°，同時(shí)把刮板握得斜轉與邊緣夾角70°左右，把原子灰向前批刮，刮板的前端少碰原子灰，用力于后端，從右往左直接批刮到邊緣處斜轉。批刮原子灰應從上到下、從左到右，先平面后陰角，用力均勻，收刮輕巧，忌在同一部位來(lái)回刮以防原子灰起卷。原子灰批刮應盡量薄，以防止面漆開(kāi)裂。
e. 打磨
待批刮的原子灰干固后，采用手工打磨的方式進(jìn)行原子灰打磨，打磨時(shí)先重后輕，先慢后快，先粗后精，先用240#的砂紙進(jìn)行打磨，然后再用360#的砂紙進(jìn)行打光，打磨后表面手感應光滑、細膩，對局部有缺陷的地方要進(jìn)行修補后再打磨。
8）氟碳面漆的涂裝
鋼柱部分：采用噴涂的方式
其余鋼結構部分：采用噴涂和手工輥涂的方式相結合氟碳防腐面漆要分兩次涂裝完成，兩遍的漆膜總厚度要求達到80μm，兩次涂裝的間隔時(shí)間不少于2h。面漆涂飾均勻，粘接牢固，無(wú)漏涂、透底、流墜和起皮等現象。
總之，施工的過(guò)程控制非常重要，涂料施工時(shí)，應先進(jìn)行試涂。每涂覆一道，要進(jìn)行檢查，發(fā)現不符合質(zhì)量要求（如漏涂，剝落，起泡，透銹等缺陷）。應用砂紙打磨，然后補涂。最后一道面漆，在各種工序完成后噴涂。以保證外表美觀(guān)顏色一致，無(wú)碰撞、脫漆等損壞現象。
3 廣州南站的鋼結構涂層性能和采用標準以及使用和維護
鋼結構涂層使用壽命可用公式表示：T=L2/6D。使用壽命T與涂層厚度L的平方成正比。增加涂層厚度能加強涂層的隔離能力，是提高涂層壽命、保護鋼鐵的有效手段。但厚度根據涂料品種的不同而不同。涂層太厚，容易引起開(kāi)裂、剝落，反而降低防腐防銹效果。交工前要用測厚儀檢查。
富鋅底漆為HG/T3668-2000;鋼結構防火涂料標準為GB14907-2002;應用技術(shù)規范為GB/T5464-1999;環(huán)氧防腐涂層執行標準為HG/T2884-1997;氟碳漆噴涂型材建筑防水材料技術(shù)標準為GB/T9780-2005或HG/T3793-2005、鋼結構施工質(zhì)量驗收規范GB50205-2001。
常規設計中，鋼結構在50年內出現因荷載過(guò)大而破壞的概率極小。但鋼結構一旦銹蝕，結構的力學(xué)性能將很難保證?！?a href="http://www.canada-viagra.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=58" target="_blank" class="keylink">鋼結構設計規范》中對使用超過(guò)25年的鋼結構要求有較好的防腐措施，鋼結構的廠(chǎng)房、板材等構件，供應商的質(zhì)量保證一般都為10年左右。因此鋼結構涂層使用年限已從4～5年、6～8年延長(cháng)到25年，從醇酸漆、丙稀酸漆、聚氨酯漆發(fā)展到高性能的氟碳漆。超過(guò)10年的鋼結構建筑應定期維護和保養。廣州南站的鋼結構涂層為防腐氟碳漆，包括底漆、封閉漆、中間漆、面漆，其建筑使用年限超過(guò)100年。因此要盡量延長(cháng)涂裝維修的周期，鋼結構的第一次涂裝必須做好！
4.結 語(yǔ)：
1)鋼結構涂裝需具備防護和裝飾兩方面功能，由于作為珠三角的交通樞紐，每天要面對成千上萬(wàn)的國內外旅客，鋼結構的外觀(guān)形象很重要，其涂裝應著(zhù)重考慮它的耐老化性、保光、保色性。
2)涂裝工程不但是一個(gè)建筑的面子工程,在一定程度上,它肩負起保護建筑物的使用壽命、結構安全的功能，因此，涂裝工程的質(zhì)量和安全尤其重要。
參考文獻
專(zhuān)著(zhù):葛光旭.鋼結構工程施工監理實(shí)用手冊.北京三里河六號.中國電力出版社.2005年7月第一版.
(廣州建筑工程監理有限公司 廣州 510030)
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