鋼結構技術論文
中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
摘 要：廣州南站建成后將成為全國四大客運中心，同時也是亞洲最大的客運站之一。工程鋼結構用量約8萬噸，是鳥巢的1.7倍，其防腐面積近60萬平方米。8萬噸鋼結構作為建筑的主體之一，其防腐涂裝工程質量的好壞．將直接影響鋼結構工程的耐久性能、外觀質量和使用安全性能。在以往鋼結構施工過程中．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．給工程帶來了很大的質量隱患。本文從以下幾方面進行敘述對鋼結構防腐的質量控制。
關鍵詞：防腐技術；施工質量控制；涂層性能；涂裝
1 廣州南站鋼結構防腐
鋼結構防腐技術對于鋼結構的安全性能與耐久性起著極為重要的作用。鋼結構防腐涂裝應是一個科學的系統鋼結構工程，合理的鋼結構防腐涂層設計是創建優質防腐工程的基礎。
1.1鋼結構防腐技術對于廣州南站鋼結構的安全性能與耐久性起著極為重要的作用。
廣州南站的鋼結構防腐涂裝應是一個科學的系統鋼結構工程，合理的鋼結構防腐涂層設計是創建優質防腐工程的基礎。一個科學合理的涂裝方案能大大提高鋼結構防腐涂裝質量，延長防腐年限及維修間隔，降低防腐成本。科學合理的鋼結構防腐
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境分析：
廣州氣候概括及腐蝕環境分析：廣州屬亞熱帶季風氣候，由于背山面水，具有溫暖多雨、光熱充足、夏季長、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。廣州市工業化城市，周邊東莞、佛山、中山也是工業化城市，因此該地區的空氣污染相對較為嚴重，存在著一定的酸雨。
潮濕、受污染的空氣、酸雨等都會對鋼結構產生較大腐蝕作用，但考慮到大部分鋼結構在屋面板下面，可避免雨霧陽光等，按ISO 12944 分類，可將廣州南站鋼結構的腐蝕環境分類應屬于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及技術要求：
1）作為“百年大計”的一個標志性的建筑物其鋼結構需要一個長效的保護期。
2）涂裝維修非常困難，基于以下原因：
維修需高空作業（鋼結構距地面20-50米），施工難度大。
有些鋼結構表面的不能噴砂處理。
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量，造成經濟損失。加上高空作業，施工困難，其人力、物力成本高。
1．4涂裝設計方案
針對上述環境條件，設計院也進行了周密的考慮提出了以下涂裝方案見表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量。
2 廣州南站施工質量控制
2.1保證措施
1）建立質量管理網絡，成立以項目經理為組長的質量領導小組，技術負責人為副組長，成員為質檢員和各工序組組長，做到縱向到底，橫向到邊的質量管理網絡。
2）組織全體參施人員認真學習相關規范和設計要求，使職工明確各自的工作標準和要達到的目標。
3）及時了解掌握天氣變化情況，選擇良好天氣進行防腐施工，避免在雨、雪、霧天進行作業，當環境溫度超出5℃～38℃范圍且濕度超過85%時，應及時停止施工，保證噴涂材料的固化和附著。
2.2表面預處理的質量控制
要提高防腐層的質量，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，經檢驗后合格。表面的不規則度不應超過2mm，深度超過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，須及時進行防腐噴涂層施工，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間控制在潮濕天氣狀況下不超過4h、氣候較好狀況下不超過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行修補。
2.3施工單位環境控制的要求
環境溫度和相對濕度須符合涂料產品說明書的要求，當產品說明書無要求時，環境溫度宜在5～38℃之間，相對濕度不應大于85%，鋼材表面溫度應高于露點溫度3℃，且鋼材表面溫度不超過40℃。遇雨、霧、雪、強風天氣應停止露天涂裝，盡量避免在強烈陽光照射下施工。涂裝后4小時內應保護，避免淋雨和沙塵侵襲。
注意潮濕天氣環境：廣州3-8月份是多雨天氣，濕度很大。在雨霧及濕度超過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陽光暴曬，鋼材表面溫度會非常高，應避開酷熱的中午施工，施工時鋼板溫度通常不超過40℃，否則施工油漆極易產生氣泡等缺陷。
2.4. 材料質量控制的要求
選擇優質的涂料及涂料供應商、保證優良的技術服務
1）目前市場涂料生產廠家參差不齊，因此在選擇涂料廠家和品牌時，總承包，業主，監理都非常重視，對所有備選廠家進行了考查。選擇優質的涂料和供應商，象底漆選用門普來公司的高科牌，中間漆海虹的老人牌，面漆采用佐敦和蘭陵等國際、國內名牌產品。
2）材料進場嚴格把關
所有油漆進場都必須履行材料進場報驗手續。進場的材料采購供應，嚴格執行《顧客提供產品控制程序》、《產品標識和可追溯性程序》、《進貨檢驗和試驗程序》、《采購程序》；實行材料供應“四驗”（即驗規格、驗品種、驗質量、驗數量）“三把關”（材料人員把關、技術人員把關、施工操作者把關）制度；確保只有檢驗合格的原材料才能進入下一道工序，給提高工程質量打下一個良好的基礎。無產品質量合格證和進場復驗報告，不允許進場。
2. 5.施工過程質量控制
1）在涂刷第二層防銹底漆時，第一道防銹底漆必須徹底干燥；否則會產生漆層脫離。
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，噴槍嘴直徑不宜過大，噴槍距地面不能過近，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多，產生外層干、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）防止油漆發黏。底層要認真處理，避免物體上沾有油質、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（樹脂漆例外）或加入過多的催干劑和不干性油，防止物面過潮、氣溫太低或不通氣等都會影響漆膜的干結時間；
5）防止油漆粗糙。施工時要避免塵灰沾在漆面上，漆料中有污物、漆皮等未經過過濾不得刷涂；清除漆刷上有殘漆的顆粒和砂子，保證噴漆時工具干凈整潔,噴槍離物面不能太遠、氣壓不能過大。
6）防止油漆脫皮、漏底。施工時要避免物面沾有油質、蠟質、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，按要求進行配比，防止加入過量的稀釋劑，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行施工，采用人工輥涂、噴涂相結合進行施工，防火涂料應分次涂裝，第一道涂裝干膜厚度不得超過300μm，以后每道涂裝干膜厚度不超過500μm，每道間隔24小時。
在表面處理中已談到防火涂料表面處理完成之后接著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顆粒，表面整體均勻無凹凸感。膩子批刮應盡量薄。
b.打磨
采用手工打磨的方式進行，用240#的砂紙進行打磨，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,手握刮板與平面成45°～60°，同時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，忌在同一部位來回刮以防原子灰起卷。原子灰批刮應盡量薄，以防止面漆開裂。
e. 打磨
待批刮的原子灰干固后，采用手工打磨的方式進行原子灰打磨，打磨時先重后輕，先慢后快，先粗后精，先用240#的砂紙進行打磨，然后再用360#的砂紙進行打光，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，兩次涂裝的間隔時間不少于2h。面漆涂飾均勻，粘接牢固，無漏涂、透底、流墜和起皮等現象。
總之，施工的過程控制非常重要，涂料施工時，應先進行試涂。每涂覆一道，要進行檢查，發現不符合質量要求（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。以保證外表美觀顏色一致，無碰撞、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/T9780-2005或HG/T3793-2005、鋼結構施工質量驗收規范GB50205-2001。
常規設計中，鋼結構在50年內出現因荷載過大而破壞的概率極小。但鋼結構一旦銹蝕，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4～5年、6～8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。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100年。因此要盡量延長涂裝維修的周期，鋼結構的第一次涂裝必須做好！
4.結 語：
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的國內外旅客，鋼結構的外觀形象很重要，其涂裝應著重考慮它的耐老化性、保光、保色性。
2)涂裝工程不但是一個建筑的面子工程,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，涂裝工程的質量和安全尤其重要。
參考文獻
專著:葛光旭.鋼結構工程施工監理實用手冊.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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