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文摘:钢结构超薄防火涂料厚度不大于3mm,以溶剂型为主,具有良好的装饰性和理化性能。主要研究钢结构表面处理方法、防火涂料施工环境和防火涂料施工工艺对防火涂料涂装效果的影响,为超薄型防火涂料最佳施工工艺的选择提供参考。
现代建筑的主要承重构件大多由强钢和轻钢制成。在火的作用下,钢不会燃烧,但在高温火焰的直接燃烧下,钢的强度会随着温度的升高而降低。当达到临界点时,强度将显著降低,失去承载力。一般情况下,钢的失强临界温度为500℃,在纤维火焰下燃烧5min,失强临界温度可达556℃。因此,钢结构的防火措施在火灾发生时对挽救生命、减少财产损失具有重要作用[1]。
防火涂料是钢结构防火的有效措施之一,超薄型防火涂料由于其超薄型防火涂料的应用,大大降低了钢结构防火涂料的工程造价,它既能满足钢结构防火的要求,又能满足人们高装饰性的要求,是目前消防部门大力推广的产品。根据某工程施工现场超薄钢结构防火涂料(以下简称防火涂料)的现场涂装经验,研究了超薄钢结构防火涂料的表面处理方法、施工环境及施工方法对防火涂料涂装效果的影响。
为了充分发挥基材防火涂料的防护特性,除了材料本身的质量外,基材的表面处理质量直接影响涂料工程的质量。钢结构表面处理有三个主要目的:
1) 结构处理:首先进行一定的结构处理,如锐边打磨、倒角倒圆、飞溅物清除、补焊、焊孔打磨等
2) 表面清洁:清除表面损坏油漆的物质,特别是氧化皮、铁锈、可溶性盐、油脂、水等
3) 表面粗糙度:表面粗糙度增加了涂层的接触面,具有机械重合的作用,提高了涂层与基体的结合力。
表面处理方法有多种,应根据表面状态、污染程度和涂层性能来选择。表面处理可分为溶剂清洗、化学清洗和机械清洗。
溶剂清洗的主要目的是去除附着在基材表面的油脂。油脂的存在会严重影响涂装工程的质量,导致涂层脱落。溶剂清洗常用的材料有碱溶液、有机溶剂、乳化剂等,在去除基材表面的油脂时,应根据油脂状况选择合适的溶剂。有机溶剂是最常用的清洗溶剂,如汽油、石油、松节油、石脑油、松香水、甲苯、二甲苯、氯化溶剂等。常用的清洗方法有:擦拭、浸泡、喷雾、火焰、蒸汽和超声波等。在一般钢结构的制造过程中,擦拭和脱脂是最方便有效的方法之一。
1) 电动工具清洗可去除钢材表面疏松的氧化皮、铁锈、旧漆膜等有害物质,但不能去除氧化皮、铁锈和旧漆膜牢固附着。常用的电动工具有砂轮、砂纸盘、旋转钢丝盘、锥形小砂轮等
2) 抛丸是利用抛丸机头部叶轮高速旋转时产生的离心力,将磨料以高速线速度喷射到待处理的钢材表面,达到清理表面的目的。抛丸清理效率很高,可以在封闭的环境中进行,有集尘装置,可以减少对环境的污染,是目前钢结构表面处理中应用最广泛的方法。
3) 喷砂是以压缩空气为动力,以一定的速度将磨料喷到处理过的表面,去除氧化皮、铁锈等污垢的一种表面处理方法。喷砂清理采用钢丸、钢砂、石英砂和铜矿石作为磨料,主要用于大型结构件的表面处理。
实践表明,在钢结构表面处理过程中,溶剂清洗与喷砂/抛丸相结合,可以最大限度地提高表面处理质量,保证后续的涂装质量。喷砂/抛丸的理想磨料是钢丸和钢砂的混合物,直径为0.8-1.5mm。
施工环境对防火涂料的涂装效果有着相当大的影响。一般要求施工现场为室内环境,温湿度适宜,采光通风条件良好。实践表明,环境温度为5-40℃,相对湿度低于80%,温度过高或过低,不利于防火涂料的施工。温度过高,涂料会开裂脱落;温度过低,防火涂料固化速度慢,工期延长。同时,防火涂料的施工不能在室外环境中进行。防火涂料的特性决定了涂料会有一定的缝隙。如遇雨雾,水蒸气会进入涂层,导致涂层起泡脱落。因此,良好的施工环境对防火涂料的施工至关重要。
刷涂是最简单的手工涂刷方法,具有很强的渗透性,它能渗透到毛孔和毛孔中,并能大大提高涂膜的附着力,主要用于小面积涂刷施工。实践表明:由于防火涂料粘度高、流平性能差,涂刷效率低,难以形成较厚的涂膜厚度,容易产生明显的刷痕。一般情况下,不建议在施工防火涂料时使用刷涂。
辊涂是以辊为载体的涂料。涂层在滚筒表面形成一定厚度的湿膜。然后,在滚筒转动过程中,通过与涂层表面接触,在涂层表面施涂涂层。辊涂适用于大面积涂装,其效率高于刷涂。在防火涂料施工中,采用辊涂法,容易获得较厚的涂料厚度,节省施工时间。但由于防火涂料粘度高,滚涂后的涂料表面不光滑,外观较差。
1) 空气喷涂是利用压缩空气从容器的枪口对涂层进行喷涂,使涂层迅速扩散形成雾状,并喷涂到表面得到均匀的涂层。受喷涂压力的限制,空气喷涂一般适用于低粘度涂外墙保温施工技术要求料,但不适用于高粘度防火涂料。
在防火涂料的施工过程中,发现采用单辊涂料或无气喷涂,不能达到满意的施工效果。单辊喷涂会造成最终涂层表面不均匀,影响最终涂层外观,如图1所示;而单辊无气喷涂会使涂层成本增加3-5倍,大大降低经济效益。
实践证明,辊涂与无气喷涂相结合,能达到满意的施工效果,如图2所示。钢结构防火工程中,设计要求的防火涂料厚度为2100m,涂料生产厂家要求单道防火涂料干膜不超过300m,采用滚涂无气喷涂施工方法。钢结构表面处理完成后,应先喷防锈底漆。底漆完全固化后,采用滚涂防火涂料,并进行罩面施工,每层涂料厚度为300米。涂层厚度达到1500m后,用砂轮或砂纸盘打磨不平整表面。打磨后,继续进行无气喷涂防火涂料施工,直至防火涂料厚度达到设计要求。最后,按设计要求喷涂面层涂料。这种操作不仅可以获得满意的涂层外观,而且可以降低涂层损耗和成本。
随着钢结构在建筑业中的广泛应用,钢结构防火涂料得到了越来越多的应用。超薄型防火涂料自1995年问世以来,以其不可替代的优势成为钢结构防火产品的首选[2]。在实际应用中,如何进一步改进施工工艺,降低防火涂料成本,解决环境条件对防火涂料施工的诸多限制,将是今后钢结构防火涂料施工技术的研究方向之一。
[2] 胡旭东、罗永国、邵德金。超薄型钢结构防火涂料施工方法及质量控制[J]。华润综合利用,2009(4):31-32