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山西快乐十分彩开奖结果查询结果:淺析建筑鋼結構涂層的應用

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發布人:中國涂裝   瀏覽   次【字號 】 發布時間:2012年9月1日 打印本頁

山西快乐十分前三预测 www.cxclik.com.cn 隨著我國鋼結構技術的發展,鋼結構在建筑上的應用亦日益廣泛。但鋼結構容易銹蝕,所以,鋼結構防銹成為鋼結構工程中不可缺少的重要一環。而鋼結構涂層對鋼結構建筑的防銹防腐,以及維護鋼結構的強度和使用起著重要的作用。目前常用于鋼結構防腐防銹的涂層有紅丹防銹類漆、環氧富鋅類、氟碳類等。這些涂層在使用過程中各有優勢和缺陷,我們力圖通過研究不同涂層在鋼結構使用過程中的銹蝕影響,而找出維護鋼結構的有效方法。

1 鋼結構的銹蝕機理

根據鋼結構建筑周圍的環境、空氣中的有害成分(如酸、鹽等)及水會對鋼結構造成銹蝕等情況,鋼結構的銹蝕可分為兩類:化學銹蝕和電化學銹蝕。

1.1 化學銹蝕

化學銹蝕鋼結構表面與周圍介質直接起化學反應而產生的銹蝕。如鋼在高溫中與干燥的O2、NO2、SO2、H2S等氣體以及非電解質的液體發生化學反應,在鋼結構的表面生成鈍化能力很弱的氧化?;け∧?/span>FeO、FeS等,其腐蝕的程度隨時間和溫度的增加而增加,這種情況在鋼結構建筑中一般發生在特殊環境下。

1.2 電化學銹蝕

呈活化態的鋼筋表面有水分存在時,有電勢差,就發生鐵電離的陽極反應和溶液態氧還原的陰極反應,相互以等速度進行,其反應式如下:

陽極反應2Fe-4e-2Fe2+

陰極反應O2+2H2O+4e-4OH-

腐蝕過程的全反應是陽極反應和陰極反應的組合,在鋼筋表面析出氫氧化鐵,其反應式為:

2Fe+O2+2H2O2Fe2++4OH-2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

該化合物被溶解氧化后生成氫氧化鐵Fe(OH) 3,并進一步生成nFe3O3·mH2O(紅銹),一部分氧化不完全的變成Fe3O4(黑銹),在鋼筋表面形成銹層。紅銹體積可大到原來體積的4倍,黑銹體積可大到原來的2倍。鐵銹體積膨脹,對周圍產生壓力,使?;げ憧鴉蟯崖?,而裂縫及?;げ愕陌溆紙徊降賈賂紙罡緦業母?,從而大幅降低鋼結構的強度,造成坍塌和事故。

鋼結構用鋼材產生電化學作用銹蝕須具備4個條件:①鋼筋表面要有電勢差;②陰極和陽極之間要有電介質聯系;③在陽極金屬表面要處于活化狀態;④在陰極,鋼筋表面要有足夠數量的氧和水分。

金屬常用的防銹防腐?;せ?/span>3個基本原理:①屏障?;?,利用涂層膜形成屏障,將鋼鐵表面和環境中的電解質隔離,在鋼鐵表面形成一道對空氣中的水蒸氣和氧氣等的?;て琳?;②化學抑制,在涂料中添加的有效化學成分,能抑制金屬陽極或陰極反應;③電流(陰極)?;?,利用涂料中的大量金屬(鋅、鋁等)粒子積聚對鋼鐵產生電流?;?,如同在鋼鐵表面上形成鋅()陽極。鋼結構實際使用中防護主要是應用陰極?;ず推琳媳;?。根據鋼結構的銹蝕原理和鋼結構建筑的使用情況選用不同的防護和維護涂層,還要根據建筑結構所處的環境、使用功能、經濟性和耐久性、穩定性等因素來選用合適的防銹防腐涂料,這樣就要對不同的涂層作詳細的了解。

2 不同建筑鋼結構涂層的特點及適用環境

2.1 醇酸涂層

醇酸系列漆有醇酸紅丹防銹底漆、醇酸鐵紅防銹底漆、醇酸云鐵防銹底漆或中間漆、醇酸磁漆。

在一般的鋼結構工程中,可以選用防銹能力強,有較好的堅韌性、防水性和附著力的油性紅丹防銹漆作為防銹底漆,或環氧漆為面漆。紅丹防銹漆的原理是采用處于晶格外層的鉛離子與腐蝕初始階段的鐵離子產生離子置換生成難溶物質,紅丹在水和氧的存在下與油基漆生成鉛皂,其裂解的單羥酸鉛、二羥酸鉛鹽具有緩蝕作用。鉛離子與許多腐蝕介質生成如硫酸鉛等不溶性鹽,鉛皂的封閉作用隨時間生成致密和結實涂層,具有較好的附著力、光澤性、保色性較好,但耐酸堿、耐水性差,只能用于室內,不能用于室外,其使用年限約35年。生產紅丹漆需要大量的有色金屬鉛,雖然價格低廉為810/m2、10/kg,但為保證工人身體健康,許多科研和制造單位正積極研制替代紅丹防銹底漆的漆料。

2.2 酚醛涂層

酚醛涂層防腐蝕性、耐磨性、耐水性、絕緣性好,但耐老化差,涂膜硬脆,不適合室外用,建筑上用得較少,主要用于門窗,家具。有酚醛紅丹防銹底漆、酚醛鋅黃防銹漆、酚醛云鐵防銹底漆。

2.3 富鋅涂層

鋼結構富鋅涂層分無機富鋅漆和有機富鋅漆:有機環氧富鋅漆由鋅粉、環氧樹脂和固化劑配制而成,主要用于鋼結構的重防腐涂裝體系作長效通用底漆,也可用作鍍鋅件的防銹漆,其應用的適宜溫度為1035℃,并避免在雨、霧、雪天施工涂刷;無機富鋅漆主要以水玻璃為基料,加入鋅粉、漂浮劑和固化劑等配制而成,此漆具有與鍍鋅層相同的陰極?;ぷ饔?,為可焊漆,其耐候性及耐老化性能良好,可耐450℃的溫度,但耐酸堿度差。這種涂料對鋼結構表面處理要求較高,一般規定應達到Sa2.5級標準。在低溫、高溫情況下,該涂料不可施工。它與鋼結構表面之間有優異的物理、力學性。漆膜中富含鋅,在機械加工及運輸和安裝過程中漆膜劃傷處鐵銹不蔓延,在鹽水浸漬下劃傷,能保持劃痕處鐵金屬的光澤。同時,作為保養底漆,室內或露天均能達到半年以上的防銹效果。切割、焊接加工時燒傷面積小,帶漆焊接后,焊接強度不受影響。由于防護效果及可焊性均佳,將其用于鋼結構出廠前的防腐底漆涂刷,可?;じ紙峁乖讜聳涔討脅恢灤饈?,又不影響工地現場的焊接和安裝。富鋅涂層價格一般在2535/m2、15/kg,富鋅涂層的使用年限約510年。

2.4 環氧涂層

鋼結構環氧涂層有環氧紅丹漆、環氧富鋅漆、環氧鐵紅漆、環氧磷酸漆環氧云鐵漆等,不耐紫外線,附著力、耐堿、耐鹽水、絕緣性、防腐蝕性好。

2.5 氟碳涂層

氟碳漆是由氟碳樹脂、顏料、助劑等加工而成,是目前綜合性能最優異的涂料之一。由于樹脂分子內含有機物中鍵能最高的CF鍵,使得氟碳漆涂料具有許多優異于普通涂料的特殊性能。主要表現在耐候性、耐鹽性、耐洗性、不粘附性等方面。其性能指標均數倍優于普通涂料,故氟碳漆有“涂料王”的譽稱。

氟碳漆科用于各種環境下建筑表面的裝飾與?;?。氟碳漆特點:高檔裝飾,超長耐久,不粘塵,有自潔功能;施工溫度在535為宜,相對濕度小于80%。其與傳統涂料比較,具有更加出色的耐光、耐侯性;操作更簡易,翻新容易,不受建筑物形狀的限制,可任由設計者發揮想象力;價格在70150/m2、150/kg左右,使用年限2050年,綜合性能優異。

2.6 氯化橡膠涂層

以含氯量達65%的氯化橡膠為主要成膜物質的涂料。通過溶劑揮發干燥成膜,涂膜堅硬、耐候性、保光性和穩定性優良。一般用25%70%酯類增塑劑、植物油、樹脂、氯化石蠟等進行增塑。特點是常溫快干,一天內可涂34次,膜厚可達200300μm,可在-1045℃寬范圍下施工。耐腐蝕性、耐海洋大氣性、抗水蒸氣滲透性好。氯化橡膠漆價格1520/m2、15/kg。

1 常用鋼結構涂層的特點及適用環境

序號

種類

特點

適用環境

1 醇酸系列

紅丹防銹漆2+醇酸底漆2+醇酸磁漆23

致密和結實涂層,具有較好的附著力、光澤性、堅韌性、防水性

和附著力、保色性,但耐酸堿、耐水性差,只能用于室內,不能用于室外。

無侵蝕作用環境

鐵紅防銹漆2+醇酸底漆2+醇酸磁漆23

醇酸云鐵防銹漆2+醇酸磁漆23

2 環氧系列

鐵紅環氧底漆+環氧云鐵中漆+環氧面漆

與鋼結構表面之間有優異的物理、力學性,不耐紫外線,附著力、耐堿、耐鹽水、絕緣性、防腐蝕性好

室內、外弱侵蝕環境或中等侵蝕環境及承重部位

鐵紅環氧底漆+環氧防腐漆+環氧面漆

環氧富鋅底漆1+環氧云鐵中漆2

3 聚氨酯系列

聚氨酯底漆1+聚氨酯磁漆23+聚氨酯清漆13)

不耐紫外線,附著力、耐堿、、防腐蝕性好

 

4 氯化橡膠系列

氯磺化聚乙烯底漆1+氯磺化聚乙烯中間漆12+氯磺化聚乙烯面漆23

涂膜堅硬,耐候性、保光性和穩定性優良

室內、外弱侵蝕環境或中等侵蝕環境及承重部位

5 氟碳涂層

富鋅底漆1+環氧鐵紅封閉漆2+環氧云鐵中涂2+氟碳面漆2

其性能指標均數倍優于普通涂料高檔裝飾,超長耐久,不粘塵,有自潔功能,具有優異的耐光、耐侯性、耐鹽性、耐洗性、不粘附性;操作更簡易,翻新容易,不受建筑物形狀的限制,可任由設計者發揮想象力

室內、外弱侵蝕環境或中等侵蝕環境及承重部位

6 有機硅涂層

富鋅底漆1+環氧鐵紅封閉漆2+環氧云鐵中涂2+有機硅涂層2

優異的耐候性、耐高溫、耐低溫、電絕緣性能、疏水性

室內、外弱侵蝕環境或中等侵蝕環境及承重部位

7 防火涂層

超薄型

外觀平整,與基材結合力強,耐沖擊、抗震性好??膳渲貧嘀盅丈?、裝飾效果好等特點。涂料刷在鋼結構表面時可起到防火、防腐、裝飾作用

工業與民用建筑

薄涂型

厚涂型

氯化橡膠漆常用于特殊的化學防腐場合,日常民用建筑較少或不用。特別是因其含有放射性元素污染環境,對人體有害,而漸被淘汰。

2.7 防火涂層

鋼結構防火涂料分膨脹型和非膨脹型,有薄型、超薄型、厚型,由新型阻燃樹脂及多種高效阻燃隔熱材料、發泡劑、助劑等組成。性能特點外觀平整,與基材結合力強,耐沖擊、抗震性好。

可配制多種顏色、裝飾效果好等特點。涂料刷在鋼結構表面時可起到防火、防腐、裝飾作用,遇火時涂層表面迅速膨脹,形成均勻致密的防火隔熱層,從而達到鋼結構防火?;ぷ饔?。大跨度重型鋼結構建筑的承重鋼結構件的防火涂覆?;?。該涂層低密度、低導熱率、高機械強度,可抗長達3h以上的強熱氣流剪切。價格710/m2、15/kg左右,使用年限1015年。

2.8 有機硅涂層

有機硅涂層的主鏈為-Si-O-,無雙鍵存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年,有優異的耐候性;其化學鍵高低溫下不斷裂、不分解,不但可耐高溫,而且也耐低溫,可在一個很寬的溫度范圍內使用。另外,有機硅涂層還具有良好的電絕緣性能、疏水性,在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。

3 鋼結構涂層施工工藝

3.1 除銹

鋼結構在涂刷防銹蝕涂料前,必須徹底除銹,將構件表面的毛刺、鐵銹、油污及附著物清除干凈,否則將嚴重影響涂料的附著力,并使漆膜下的金屬表面繼續生銹擴展,使涂層破壞失效,達不到預期的防護效果。目前鋼結構常用的除銹方法在工廠中多為人工除銹噴砂、噴丸,隨著國家標準及相關行業標準的陸續制定,鋼結構表面除銹的質量控制已有相應的規定,如《鋼結構工程施工及驗收規范》(GB50205-1995)對噴射、拋射或手工、動力工具等劃分了相應的等級。手工除銹,盡管其工效低,勞動條件差,除銹不徹底,但因其人工除銹費用低,僅為噴砂除銹的16%19%,在漆種對鋼結構表面處理要求不高的情況下,此種方式仍可采用。但在除銹質量要求較高的情況下,就要采用噴砂除銹。噴砂除銹是一種較為先進的除銹方法,對于同一種油漆,同樣條件下,噴射除銹較手工除銹的漆膜壽命可延長35倍。它不僅除銹較徹底,而且工效高,操作簡便,目前已廣泛采用。酸洗除銹及酸洗磷化處理雖然除銹徹底,工效高,但僅適用于形狀復雜及小型和薄壁型鋼結構件。因酸洗槽設備的限制,目前大型構件尚應用不多。

凡漆層壽命要求在5年以上,必須采用噴砂或拋丸除銹,除銹等級達到Sa2.5級。

3.2  施工工藝流程

基層檢查→基層處理→除銹→防銹底漆施工→中層漆施工→面層漆施工→驗收。

3.3 常用建筑鋼結構除銹等級及涂層厚度(見表2)

2 常用鋼結構涂層的特點及涂層厚度

序號

涂層種類

除銹等級

涂層厚度

1

醇酸漆

St2

100200um

2

環氧漆

Sa2Sa2.5

150200um

3

聚氨酯漆

100200um

4

氯化橡膠漆

120300um

5

有機硅漆

100150um

6

氟碳漆

100150um

7

防火涂層

超薄型

3mm

薄涂型

37mm

厚涂型

850mm

露天用

340mm

4 建筑鋼結構涂層性能及采用標準

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、?;じ痔撓行侄?。但厚度根據涂料品種的不同而不同。涂層太厚,容易引起開裂、剝落,反而降低防腐防銹效果。交工前要用山西快乐十分前三预测電火花檢漏儀檢查。

鋼結構紅丹醇酸防銹漆執行標準為HG3346-1999;富鋅底漆為HG/T3668-2000;鋼結構防火涂料標準為GB14907-2002;應用技術規范為GB/T5464-1999;環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標準為GB/T9780-2005HG/T3793-2005、鋼結構施工質量驗收規范GB50205-2001。常用鋼結構涂層使用年限和價格見表3。

3 常用鋼結構涂層性價比

涂層類型

氟碳漆

環氧富鋅漆

防火涂層

紅丹醇酸漆

使用年限()

2050

510

1015

35

價格

70150/m2、150/kg左右

2535/m2、15/kg

710/m2、15/kg左右

810/m2、10/kg

5 鋼結構涂層使用和維護

常規設計中,鋼結構在50年內出現因荷載過大而破壞的概率極小。國外大型的鋼結構建筑使用年限有的超過100年。但是,由于鋼結構一旦銹蝕,結構的力學性能將很難保證,《鋼結構設計規范》中對使用超過25年的鋼結構要求有較好的防腐措施,鋼結構的廠房、板材等構件,供應商的質量保證一般都為10年左右。因此鋼結構涂層使用年限已從12年、45年、68年延長到25年,從醇酸漆、丙稀酸漆、聚氨酯漆發展到高性能的氟碳漆。超過10年的鋼結構建筑應定期維護和保養。

國家體育場鳥巢鋼結構防腐工程展開面積約為284000m2,招標材料被指定為鋼結構防腐氟碳漆,包括底漆、封閉漆、中間漆、面漆、色漆、罩面漆,其設計使用年限超過100年。

6 結論

鋼結構建筑的使用越來越廣泛,鋼結構的安全和維護越來越重要,根據設計和使用的要求選用合適的涂層至關重要,鋼結構對涂層的質量要求和維護要求正日益完善。

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