建筑钢结构工程防腐、防火涂料的应用

胡晓玄

摘 要：随着钢结构工程在建筑上的广泛应用，钢结构的防腐、防火保护问题也在建筑工程中被日益重视。作为钢结构工程的设计、施工人员，必须对防腐、防火涂料的类别、性质、适用性等有相当的了解，以便高建筑钢结构的使用性能。

关键词：钢结构；防腐涂料；防火涂料；相容性

中图分类号：TU39l 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）09-0003-02

随着我国基本建设的快速发展，以钢结构材料为承重构件的建筑越来越多。钢结构不仅具有轻质高强、抗震性能好等优点，还具有造型美观、施工方便、建设工期短等特点。所以在大跨、高层的建筑领域应用越来越广泛。但是，钢结构建筑与钢筋混凝土建筑结构相比，具有一些自身的缺点，主要表现为：容易受所处环境的影响，特别是在易于发生钢结构电化学腐蚀的一些大型化工企业的钢结构厂房中，使用寿命缩短；另外防火灾能力较低，在发生火灾时，导致结构强度的快速下降，造成结构破坏的跨塌事故。所以，钢结构的防腐与防火设计施工就显得特别重要。

钢结构防腐又防火的情况下，正常顺序是：除锈、防腐底漆、防腐中间漆、防火面漆。有防火涂料时，理论上可以不涂防锈中间漆及面漆，而只在涂防锈底漆后涂防火涂料。考虑到防火涂料表面不够平整，如有一定装饰要求，防火涂料可涂在中间漆与面漆之间或底漆与中间漆之间。防火涂料与接触到的各层防锈涂料之间都不应产生化学反应。

1 防腐涂料

防腐涂料都具有良好的绝缘性，能阻止铁离子的运动，故使腐蚀电流不易产生，起到保护钢材的作用。

常用的传统防腐涂料有油脂漆、天然树脂漆、酚醛漆、醇酸漆等。其优点是耐候性好，涂刷性好，价格比较便宜；缺点是机械性能较差，水膨胀性大，不耐碱，不能打磨。可用于室内外作底漆和面漆。

常用的高性能防腐涂料有环氧富锌底漆 、环氧云铁防锈漆 、聚氨酯面漆（芳香族） 、聚氨酯面漆（脂肪族）、无机富锌底漆、环氧树脂漆等。其优点是耐高温、耐磨、耐水、耐热、耐溶性好。有良好的绝缘性，附着力好。缺点是漆膜光泽较差，不能在寒、湿条件下施工。

目前，传统醇酸树脂、酚醛树脂防腐涂料具有价格低廉的优势，在防腐涂装工程中被大多数单位采用，但因为它們存在的各种性能缺陷，加上各种高性能防腐涂料被研发并逐步得到应用，钢结构工程专业人士及单位对高性能产品也逐步介入了解和接受，传统油脂漆、天然树脂漆、酚醛、醇酸等油脂漆的用量在防腐涂料总产量所占比例一直呈下降趋势，但和发达国家相比，仍然存在一定差距。

不管是从产品的性能、还是从防腐综合经济效益出发，高性能防腐涂料和传统常规的防腐涂料相比，都具有无法比拟的优势。选用不同种类的防腐涂料，对企业效益的影响是十分突出的。油漆要定期维修，维修过程中还有可能需要停产，将会造成很大的经济损失。以及频繁维修，用漆总量大，溶剂挥发量大造成的环境污染和能源的浪费等！

随着不断改进、不断完善的防腐涂料技术，各种高性能防腐涂料也越来越广泛地应用在钢结构建筑业中，重防腐涂料代替一般防腐涂料，高档防腐涂料代替低档防腐涂料，这也有利于企业降低防腐费用，提高经济效益，也是社会发展的必然趋势。

1.1建筑钢结构构件底漆涂层施工时必须满足以下要求

（1）钢材表面必须除锈和防锈处理都符合要求，材料表明杂物清除干净后方可涂漆施工。

（2）底层一般喷2～3遍，每遍喷涂厚度不可超过2.5mm，在前一遍涂料干燥前不可喷涂下一遍

（3）喷涂过程中应确保涂层完全闭合，轮廓清晰。

（4）喷涂操作者要随身携带测厚针检测涂层厚度，同时确保喷涂层厚度达到设计规定值。

（5）如果设计要求涂层表面要平整光滑时，应对最后一遍涂层作抹平处理，确保外表面均匀平整。

1.2建筑钢结构构件面漆涂层施工时必须满足以下要求

（1）只有底层厚度符合设计规定值，并且涂层基本干燥后，才可施工面层。

（2）面层一般要涂饰1～2次，并且应将底层全部覆盖，涂料用量为0.5～1kg/m2。

（3）面层应该颜色均匀，接槎平整。

建筑钢结构构件禁止涂装的部位：地脚螺栓和底板、高强螺栓摩擦接合面、与混凝土紧贴或埋入混凝土的部位、机械安装所需的加工面、密封的内表面、现场待焊接的部位、通过组装紧密接合的部位、设计上注明不涂漆的部位。

2 防火涂料

钢构件虽然是非燃烧体，但未保护的钢柱、钢梁等承重构件的耐火极限仅为0.25h，为满足规范规定的1～3h的耐火极限要求，必须施加防火保护。

钢结构防火涂料按所用粘结剂的不同可分为有机类型和无机类型防火涂料两大类。有机类型防火涂料又分为膨胀型和非膨胀型。

钢结构防火涂料按其涂层厚度及性能特点可分为：

B类：膨胀型防火涂料。涂层厚度小于等于3mm的为超薄型防火涂料，涂层厚度大于3mm且小于等于7mm的为薄型防火涂料。B类防火涂料可将钢结构的耐火极限由0.25h提高到2h左右。有一定装饰效果，高温时膨胀增厚耐火隔热。缺点是施工时气味较大，涂层易老化。室内裸露钢结构、轻型钢屋盖及有装饰要求的钢结构，宜选用该种防火涂料。

H类：非膨胀型防火涂料，又称为后涂型防火涂料。涂层厚度一般大于7mm且小于等于45mm。粒状表面，密度较小，热导率低。H类防火涂料可将钢结构的耐火极限由0.25h提高到1.5～4h。室内隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在1.5h以上时，宜选用这种防火涂料。厚涂型防火涂料一般不燃、无毒，具有耐老化、耐久性，适用于永久性建筑。

B类与H类防火原理的区别：薄型通过遇火膨胀隔热、产生惰性气体灭火，属于膨胀性防火涂料。厚型不膨胀靠自身隔热原理防火，属于非膨胀型防火涂料。

钢结构防火涂料的命名以汉语拼音字母的缩写为代号，N和W分别代表室内和室外，CB、B和H分别代表超薄型、薄型、厚型三类。例如：室内超薄型钢结构防火涂料（NCB）、

室外超薄型钢结构防火涂料（WCB）、室内厚型钢结构防火涂料（NH）、室内薄型钢结构防火涂料（NB）、室外薄型钢结构防火涂料（WB）。钢结构防火涂料应在实干后无刺激性气味，不腐蚀钢材；在预定的使用期内须保持其性能。

在实际工程中，超薄型防火涂料膨胀发泡所发泡沫会被热流带走，一般用玻璃纤维网格布做支撑，厚型钢结构防火涂料一般用钢丝网。如果超薄型防火涂料膨胀发泡所发泡沫容易被热流带走的话，说明体系不是很合理，泡沫层的致密性不够。膨胀型防火涂料的体系必须使膨胀后的碳化泡沫体系有相当的强度，这才是防火涂料的关键技术，聚合度实际意义不大。膨胀后的碳化层如果不具备一定的强度和附着强度，是很难抵御火场中热流的冲击，这是一个综合的技术关键，需要在这两者之间找到平衡。

做薄型和超薄型的防火涂料，目前的规范要求2小时以下（包括2小时）才可以，防火要求在2个小时以上的构件必须做厚型防火，而且国内基本上没有能达到3小时极限的超薄型防火涂料的产品（国外的有）。

厚涂型防火涂料因含有真珠岩，蛭石等轻体隔热材料，因而涂层的表面粗糙和松软，在表面摸灰整平确实是一个好办法，但一定要考虑涂层开裂的问题，处理合理在表面喷涂氟碳涂料是可行的，但厚型防火涂料作完之后涂装氟碳面漆，这好比是老太太脸上抹粉，厚型涂料具有较好的防火效能，但其粘结强度、附着力等技术指标很低，是一个相对松软的基体，表面粗糙，在这样的表面上费九牛二虎之力批灰打磨做面漆，即使做好了，由于他们的膨胀系数不同，在钢结构经历一个冬夏缩胀之后也会产生裂纹而脱落，更何况形成了一个外硬内软的体系。厚型涂料的美化最好的方法就是外包铝塑板，隐蔽起来。

3防火涂料与防腐涂料的相容性

防火涂料与防腐涂料的相容性指防火涂料与接触到的各层防锈涂料之间都不应产生化学反应。如果防锈涂料与防火涂料不配套，将直接影响防火涂料的防火性能。如有一定的裝饰要求，防火涂料可涂在中间漆与面漆之间或底漆与中间漆之间。

相容性要考虑到与其相接触的涂层，如正规情况：富锌底漆+环氧云铁+防火涂料+面漆，则需要与防火涂层做相容测试的是：云铁中间漆+防火涂料；防火涂料+面漆，这两项必须做；还要做个综合涂层配套测试，主要指标是综合涂层的附着力测试。

参考文献

[1] 钢结构的防火与防腐保护[J].山西建筑，2007，33（4）.

[2] 钢结构防火防腐涂料用防腐树脂的研究[J].新型建筑材料，2009，36（8）.

[3] 浅析我国钢结构建筑的防火与防腐[J].中国房地产业，2011（6）.