浅谈钢结构防火和防腐

时间：2024-08-31

刘淑华，梁韩菊

新乡天丰钢板开发有限公司（453000）

0 引言

钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它们都是钢结构构件，它们的安全性直接关系到整幢建筑的安全。钢材虽然是不燃材料，但随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别下降 1／3、1／2、2／3，在高温条件下其内部应力也会发生改变,使钢结构承重体系出现问题。在一般情况下，一个空间起火且无外来干涉，大约燃烧7min就可达到500℃的高温。所以无保护的钢结构，其耐火倒塌的时间大致15min左右。而对于钢结构而言，防腐处理不当也会大大折减使用寿命。为此钢结构的腐蚀防护也是结构设计中必须认真考虑的问题。下面将就钢结构的防火与防腐问题作一专门的论述。

1 钢结构防火

1.1 根据建筑物的火灾危险性和重要性，合理确定建筑的耐火等级

各种建筑由于其使用功能和重要性的不同,火灾危险性存在差异,我们设计时要根据业主提供的建筑要求，根据《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，确定建筑物的火灾危险性，再根据火灾危险性，确定建筑的耐火等级。如果我们在设计时没有正确核定耐火等级，确定的耐火等级过高或过低，都会造成我们设计失误，过高造成浪费，过低则造成不安全。

1.2 设计时考虑涂刷防火涂料

目前对钢结构防火保护采用三个方法。1）喷涂防火涂料:优点是现场施工方便，不受构件形状的影响，可选择性大;缺点是粘结及防火性的耐久问题，喷涂温、湿环境问题，钢基材处理问题。2）防火板材包裹:优点为耐火强度较高，性能稳定、持久，耐侯性好，施工环境无特殊要求；缺点有施工技能要求比较高，接缝处理要好。3）水淋冷却法是在钢结构上部布置自动喷淋系统，发生火灾时，启动喷淋在钢结构表面形成一层连续的水膜，达到保护作用。我们在设计时，要根据不同建筑对构件耐火极限的要求，通过科学比较，选出最恰当的防火保护方法，达到经济和安全要求。

1.3钢结构建筑设计时要充分考虑人员疏散问题

我们应该严格按照国家现行的建筑防火规范来考虑人员疏散,将人员密度指标和钢结构建筑的特点综合起来考虑，加强对安全疏散路线、疏散距离、疏散宽度的设计要求，保证人员疏散时间小于建筑构件的耐火极限,确保火灾时人员能安全逃生，避免群死群伤火灾事故的发生。

2 钢结构防腐

在钢结构表面涂覆防腐涂料是腐蚀防护的一种重要手段。高性能的防腐涂料通常为三道漆体系:底漆、中间漆和面漆。在腐蚀性强的环境中，底漆的选择通常为富锌底漆；在腐蚀性较弱的环境中，通常为磷酸锌底漆。环氧富锌底漆与无机硅酸锌底漆相比具有以下优点:

1）在底漆与中间漆之间,不需要封闭漆。对空气湿度不敏感，因为环氧富锌底漆一般是基于环氧树脂/聚酰胺或聚胺的固化机制。不需要空气中的水分固化。

2）可用自身进行修补，且具有较强的结合力。目前，环氧富锌底漆已被广泛地应用于钢结构的重防腐。

高性能涂装体系的中间漆通常为环氧云铁漆，其中相互交错的层片状的云铁（MIO）会有效地阻滞水分、氧分子及电解质的渗透，从而使环氧中间漆具有更好的阻隔保护功能，另外，环氧中间漆中的云铁能够延长涂覆面漆的时间窗口，改善其涂覆的性能。

由于大多数钢结构建筑有防止光泽度丧失以及褪色等要求,所以采用保光性和保色性好的高性能面漆可以节约大量的后期维修费用。聚硅氧烷面漆具有更优异的光泽、色彩耐久度，同时还具有一定的抗腐蚀性能。聚硅氧烷面漆是近几年研发的高性能面漆，它经历了两代产品:环氧改性聚硅氧烷面漆和丙烯酸改性聚硅氧烷面漆。

3 防腐涂料与防火涂料配合使用需要注意的问题

处理钢结构表面要喷砂除锈，除锈等级不低于sa2.5，除锈质量符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88的有关要求规定，表面粗糙度达到40～70微米。结合性问题由于水性无机富底漆特殊的固化机理，表面孔隙比较大，大大影响了与防火涂料的结合性能,所以尽量不要在有防火要求的钢结构上面使用水性无机富底漆,因为其防腐性能与大厂家的环氧富锌底漆是相似的,但是施工性能却不如环氧富锌底漆，如果必须要使用水性无机富底漆，则必须要多加一道环氧封闭漆来增加结合性，然后再施工防火涂料。国内一些钢结构工程由于在膨胀型防火涂料表面施工了氟碳面漆，而在表面出现了严重的“咬漆”现象，说明了氟碳面漆的特殊的原料成分与膨胀型防火涂料中原料成分发生了不相容的化学反应。而聚硅氧烷面漆具有比氟碳涂料更好的高保光/高保色/抗老化的优越性能，而且与众多的膨胀型防火涂料兼容。