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工业钢结构厂房防腐防火的对措分析毕文龙

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：毕文龙

[导读] 摘要：在工业结构建筑过程中，钢结构具有强度高、重量轻、施工进度快的特点，被广泛使用到建筑行业中，但由于钢材存在耐磨性差和不耐热的情况，如果处理不妥当，会出现重大的安全事故。

        山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100
        摘要：在工业结构建筑过程中，钢结构具有强度高、重量轻、施工进度快的特点，被广泛使用到建筑行业中，但由于钢材存在耐磨性差和不耐热的情况，如果处理不妥当，会出现重大的安全事故。其中最为严重的是防火和防腐问题，直接影响到整个工程的进度和安全，因此，为保障在钢结构使用过程中的安全性和耐久性，要加强钢结构的防火和防腐作业。本文结合钢结构厂房设计防火防腐的重要性，对钢结构设计过程存在的问题进行分析总结，分析腐蚀和火灾对钢结构的危害，对钢结构厂房的防腐防火进行探讨提出参考，为建筑发展提供参考。
        关键词：钢结构；防腐；防火；重要性；对措
        随着我国炼钢技术的逐渐成熟，钢铁产量的不断增长，钢结构在我国的建筑结构中越来越重要，被广泛应用到各个建筑行业中。与混凝土相比，钢结构强度高、重量轻、承载力强、施工工期短、使用寿命长，而且可实现大跨度结构，为建筑内部提供无柱设计，特别适合工业厂房。但由于钢结构自身存在耐腐蚀性差和防火效果差等问题，对钢结构的防火和防腐行提出很高的要求。
        1 建筑钢结构厂房防腐、防火的重要性
        随着国民经济的飞速发展，钢结构被广泛运用到社会生活各个领域，工业厂房普遍采用钢结构制作安装建设，尤其是轻型钢结构厂房，造价低、施工速度快。但钢材的耐腐蚀性差和不耐热的缺陷随之显现，防腐、防火设计不合理、施工不到位造成安全事故时有发生。给国民经济和人民群众生命财产造成重大损失。国家相关规范、标准也随之不断地更新完善。如《建筑设计防火规范》中，旧版中钢梁、钢柱在设置自动灭火系统的单层丙类厂房和丁、戊类厂房（仓库）不需要防火保护，到新版规范的需要防火保护，新版《工业建筑防腐设计标准》也相应增加了构件防护层的设计使用年限和单位质量损失值和厚度损失值、对钢材腐蚀等级的判定等规范条文的修改补充。以上无一不在说明在钢结构设计施工中，防腐、防火工作的重要。
        2 分析腐蚀的机理和危害
        2.1 分析腐蚀机理
        一是电化学的腐蚀。在建筑结构内部中，金属材料如果不同成分之间出现电位差，那么会导致其金属结构存在着较为严重的电化学腐蚀问题，如果在建筑物附近环境中存在一些水分，那么这些水分会慢慢的吸附在建筑的金属表面上，同时在电位差的作用下会出现多个原电池，导致其建筑钢结构的材料会出现电化学反应问题，进而导致金属出现腐蚀问题。二是化学腐蚀。对于建筑结构来说，由于受到周围环境温度和湿度等方面的影响，导致其金属材料在水分以及空气中的氧气在相互作用下，将会出现氧化方面的作用。在此之外，在空气中存在着大量的二氧化碳以及二氧化硫等物质，对于这些物质来说，在和金属进行混合后将会导致其出现硫化方面的反应，从而使其金属材料会形成结构疏松的铁氧化物水合物，发生严重腐蚀。
        2.2 分析腐蚀的危害
        对于建筑钢结构而言，在出现腐蚀后表面会存在着腐蚀坑点，这些位置会导致其应力出现集中情况，从而使其腐蚀问题出现加剧。伴随着腐蚀面积进行扩散，导致其建筑结构承载力出现下降，低温脆性也会随之增加，建筑在实际运行中会承受较大的荷载，建筑在荷载作用下会出现疲劳，进而使其钢结构受到一定的破坏，导致建筑的整体质量会受到直接的影响，同时也会影响到人们的居住安全。
        3 防腐处理措施
        3.1 做好防腐蚀方案的设计
        在对建筑钢结构进行防腐设计的过程中，要充分结合钢结构实际使用环境，同时根据防腐涂层的施工工艺和维护保养条件等对其进行合理的设计，在对防腐蚀方案设计的过程中，如果没有严格的根据其施工技术，仅仅根据个人经验进行设计，那么必然会导致防腐蚀施工工艺和材料选择不合理等问题，进而导致其钢结构出现腐蚀的问题。
        3.2 防腐蚀材料选择
        3.2.1 防腐蚀的涂料
        对于防腐蚀涂料来说，一般情况下主要分底漆、中漆和面漆等施工流程进行防腐蚀施工，在进行具体施工的过程中，要充分保证这几种漆面之间具有着良好的融合性。

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另外，要充分结合建筑钢结构的实际运行环境和腐蚀介质等因素，在此基础上作出综合的选择。如果建筑结构附近存在着一些大量的腐蚀介质，那么要严格进行防腐试验后才能进行防腐施工。
        3.2.2 金属保护层
        通过合理的应用热浸镀锌技术以及有机涂层钢板技术等，使其可以在建筑外表面形成比较良好的涂层，这样能够起到良好的防腐作用。
        4防火设计内容及措施
        4.1钢结构厂房防火设计，首先依据工厂的生产性质、工艺、原料和产品类型确定车间的火灾危险性类别，合理的确定厂房平面布局、防火分区、防烟分区、耐火等级和构件的耐火极限，进行必要的防火分隔，设置合理的安全疏散和防排烟等设施，设计内容有建筑设计、结构设计和设备设计。
        4.2钢结构防火保护措施有以下几种方式：喷涂（涂抹）防水涂料、包覆防火板和柔性毡状隔热材料、外包混凝土金属网抹砂浆或砌筑砌体。其中防火涂料是目前工业钢结构厂房普遍采用的方法。
        钢结构防火涂料的分类按使用对象分普通钢结构防火涂料（用于一般工业与民用建筑）和特种钢结构防火涂料（用于特殊工程）;按场所分为室外钢结构防火涂料和室内防火涂料;按分散介质分为水基性和溶剂型钢结构防火涂料;按火灾机理分为膨胀型和非膨胀型钢结构防火涂料，膨胀型防火涂料又分为薄型和超薄型。
        薄型防火涂料是涂层厚度在3-7mm的防火涂料，一般为水基性，当火灾发生时，环境温度升高，钢构件表面涂层膨胀发泡（膨胀系数≥5），从而形成一层较厚实的防火隔热层，延缓钢材温升，使钢结构受到隔热保护，一般采用喷涂施工。
        超薄型防火涂料是指涂层厚度≤3mm，且>1.5mm的防火涂料，一般为溶剂性，粘结强度，耐候、耐水性能好、有装饰性效果。受热膨胀发泡形成致密的防火隔热层（膨胀系数≥10），延缓钢材升温，保护钢构件，施工可采用喷涂、刷涂和辊涂。
        非膨胀型又称厚型防火涂料，是指厚度为7-45mm的防火涂料。涂层受热不膨胀，利用材料的不燃性和低导热性，阻止火灾热量向钢材传递，并在高温下形成一种结构致密的“釉膜层”，有效隔绝氧气，延缓钢结构升温，起到保护作用。
        钢结构防火涂料种类的选择，要依据厂房所处的环境状况、火灾类别、耐火等级和构件的耐火极限。对防火涂料的理化性能指标：耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性、耐冷热循环、耐干燥抗裂性等指标做出适用性判断，选择合理的防火涂料。在有强腐蚀的生产车间，防火涂料面层无法满足防腐蚀要求时，需在防火涂料面层的基础上再覆涂一层防腐蚀面层加以保护。防火涂料与防腐蚀涂料之间要有相容性，不应互溶，产生化学反应或咬底现象。裸露的钢结构厂房梁柱件耐火极限为15分钟，对室内钢结构、轻型屋盖钢结构以及有装饰要求的钢结构一般采用薄型钢结构涂料。耐火极限宜小于1.5h，且不大于2h。对室内隐蔽钢结构以及多层钢结构厂房，应选用厚涂型钢结构防火涂料，耐火极限小于3h。露天钢结构应选用合适的室外钢结构防火涂料。无论那种结构形式，结构节点处的防腐、防火做法都要加强。
        5总结
        钢结构在我国工业建设中已被广泛应用，尤其薄壁类轻型钢结构，占据工业建设产业中非常重要的一部分，加强钢结构厂房的防腐、防火工作，对提高厂房筑物的耐久性、安全性、延长其使用年限有着重要意义。
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