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淺析廣州鋼結構廠房的防腐防火對策

作者:李威,改編宏冶鋼結構 來源:經驗交流 時間:2017-05-27 08:39:31 瀏覽次數:

主要研究廣州鋼結構廠房防腐防火對策,分析了腐蝕和火災對鋼結構的危害,并在此基礎上對廣州鋼結構廠房防腐防火對策進行了探討。

    鋼結構是現代工業建的主要結構形式,強度高,承載力大,能夠實現大跨度無柱設計,提供更大的建筑內部空間,在工業建筑中的應用有很大優勢,結構安全性高,使用壽命長,模塊化程度高,施工速度快,成本低,但是鋼結構容易生銹腐蝕,高溫下強度會明顯下降,威脅廣州鋼結構廠房的安全,研究廣州鋼結構廠房防腐防火對策,對提高廠房安全性有著重要意義。

廣州鋼結構廠房


1.1腐蝕

      (1)腐蝕的危害

    廣州鋼結構廠房對于工業生產提供穩定的室內空間,很多工業生產過程都涉及到各種各樣的腐蝕性材料如酸、堿,出現泄露、揮發,將有可能會導致嚴重的鋼結構腐蝕,導致鋼結構破壞,承載力下降,甚至導致廠房坍塌;

      (2)防腐性能影響因素

    廣州鋼結構廠房防腐工作主要通過在鋼結構表面涂刷防護材料來形成防腐保護層,材料和鋼結構表面之間的粘接性是防腐處理效果的主要影響因素。涂料和鋼結構表面之間粘接性受到多重因素影響,涂刷漏洞可能導致涂膜脫落,鋼結構表面的微小縫隙、涂刷漏洞難以避免,在使用過程中接觸潮濕空氣、腐蝕性化學物質,吸附在鋼材表面,在溫度、濕度的影響下,最終可能導致涂層失效,起泡、破碎,瓦解,導致鋼結構銹蝕。潮濕空氣能夠直接吸附在油基漆膜表面并逐漸向內部滲透,因此潮濕地區需要格外注意鋼結構的防腐處理,做好除

銹和防潮工作,避免干濕交替加快涂膜老化,導致防腐體系失效。

1.2火災的危害

    部分工業生產過程還有可能產生熱量或者需要高溫條件,或者出現火災時,鋼結構材料相變,晶粒尺寸增大,脆性增加,威脅結構安全性,影響使用壽命。

    火災不僅僅威脅廠房內設備、材料和人員安全,同時也會對鋼結構的強度和承載力造成影響,隨著溫度上升,鋼結構強度會迅速下降,有可能導致廠房倒塌,造成重大人員傷亡。鋼結構是不燃材料,但是耐火性不強,相關研究顯示,溫度上升到500 ℃,鋼結構強度將下降到常溫的1/2,工業鋼結構廠房內火災持續15min溫度就可能上升到500 ℃,短時間內就會導致鋼結構喪失強度和承載力而坍塌。鋼結構隨著溫度上升,其性能會出現一系列變化,除了強度下降,塑性將逐漸增強,鋼結構熱傳導能力很強,局部火災可能會導致鋼結構框架整體強度下降和變形,擴大影響范圍[2]

    鋼結構框架廠房火災的人員疏散與營救難度更大,因為鋼結構體在火災中有較大的坍塌的風險,增加了撲救、人員疏散的壓力。研究資料顯示,13cm厚四邊剪支鋼筋混凝土樓板耐火極限2.0h,無保護現澆一體樓板耐火極限1.4h,無保護鋼架結構耐火極限只有15min,在坍塌之前來不及控制火情,人員疏散工作也比較緊迫。整體破壞性大是鋼結構廠房火災的另一個顯著特點,工業鋼結構廠房以門式結構和鋼析架結構最為常見,金屬屋面,工廠廠房可能是多個鋼析架體系串聯結構,類似多米諾骨牌,當其中一間廠房起火,鋼結構強度下降而變形坍塌時,可能會產生連鎖效應,導致廠區所有廠房坍塌、變形和結構破壞。金屬屋面結構的整體性更強,施工方便,但是一旦坍塌,也給廠房內人員、設備帶來了更大的安全威脅。

2廣州鋼結構廠房防火防腐策略


防腐鋼結構廠房

2.1防腐

      (1)噴涂防腐涂料

    新型安全環保型防腐涂料以水溶性涂料為主,這一類無機防腐涂料揮發物不含鉛、鋅、輻等物質,涂料無閃點,安全性更高,更加綠色環保,符合環境保護、職業安全需求,耐腐蝕性能比較強,是一種有潛力的可持續功能涂料。

    不同的抗腐蝕等級,不同的腐蝕形式、不同的使用年限對防護層耐腐蝕性能、結構耐久性以及物理力學性能的需求也有所差別,需要綜合考慮施工、維護、可操作性、材料供應等問題,制定合理的防腐方案。鋼結構表面防護使用年限1015年,防腐涂層厚度至少240μm,底涂料、中間涂料、面料都應該具有足夠粘接力,底涂料和鋼結構表層之間粘接力》5MPa,使用拉開法進行附著力測試;

      (2)噴涂專用型防腐涂料

    不同的材料對鋼結構的腐蝕作用也有所不同,常規鋼結構防腐單純根據鋼結構面臨腐蝕的酸堿性情況選擇對應涂料,這種做法是不夠的,實際防腐效果一般,為了更充分的發揮防腐作用,需要根據腐蝕物實際情況和鋼結構所處環境條件,設計針對性的防腐蝕方案,優化設計。

    例如化工廠房管管道鋼結構,長時間受到化學煙氣腐蝕,生產過程中溢出化學液體也會威脅鋼結構主體安全性,可以選擇煙氣防腐涂料進行氣態防腐。而煉鋼、石油化工等高溫、腐蝕性環境下鋼結構則應該噴涂耐高溫防腐涂料,該涂料基料、填料都是耐熱不燃無機物,而且基料中的活性基團、填料活性成分能夠和鋼鐵表面緊密結合形成密集的三維結構,涂層和鋼結構表面粘接更加緊密,發揮電化學保護、物理屏蔽作用,形成性能優異的耐熱防腐層。

2.2防火


防火鋼結構廠房

      (1)噴涂防火涂料

    鋼結構噴涂防火涂料能夠顯著提高材料的耐火極限,提高鋼結構高溫下的承載力,確保結構在高溫下仍然能夠保持較高的強度和穩定性。國內常見鋼結構防火涂料主要有厚層和薄層兩種,薄涂層厚度一般不足7mm,發生火災時吸收熱量,能夠膨脹發泡,從而有效隔絕熱量向鋼結構傳遞,減少鋼結構溫度上升。薄涂層防火涂料涂層厚度小,重量輕,還具有一定的裝飾性作用,尤其是在復雜精細鋼結構噴涂中的應用,在靈活性方面優勢顯著。厚涂型防火涂料一般厚度在850mm,和薄層防火涂料不同,厚層防火涂料不會膨脹發泡,但是涂層厚度大,導熱性差,自身就是良好的防火層,降低了鋼結構溫度上升速度,為疏散和撲滅火情贏得時間;

      (2)外包防火漆/水套

    發泡防火漆也是一種常見防火涂料,是發泡、成膜劑、阻燃劑的混合體,和常規油漆不同,鋼結構涂外包防火漆之后,會形成致密的不易燃漆膜,發生火災之后,漆膜能夠保護油漆層可燃物,從而有效防火。鋼結構廠房施工中在鋼結構上噴涂外包防火漆,能夠有效阻止火勢發展,保護鋼結構。如果廠房結構中有空心鋼,還可以向其中注水,水的比熱容很大,發生火災時水會吸收較多的熱量,降低鋼管溫度,水還會在空管中形成循環,重復使用,或者重新使用涼水替代,能夠有效保護鋼結構;

      (3)鋼結構外包防火層/防火分區

鋼結構廠房建筑一般都對鋼結構進行了外包防火層處理,在鋼結構表面覆蓋保護層,例如現澆混凝土和表面噴涂,其中現澆混凝土在鋼結構外包裹混凝土,這種情況下可以在混凝土表面是用鋼絲網、鋼筋進行進一步加強,在提高外包結構強度的同時,避免混凝土裂縫進一步擴大,從而獲得更好的保護效果。使用噴涂法,則在鋼結構外噴涂石灰水、石膏砂,這種防火措施可以在材料中添加珍珠巖、石棉,增加結構強度。除此之外,還有一種比較經濟的防火措施,將鋼結構直接置于墻體或者頂棚內部,耐火材料腔體與頂棚能夠有效保護鋼構,或者將鋼構置于墻體間夾層,施工方便,價格便宜,防火性能優良。

    也有一些鋼結構廠房中設置了防火墻,借助防火墻將廠區內不同區域之間相互隔離開來,從而有效控制火勢蔓延。但是這種方法會影響工業生產車間制造工藝的連續性,因此更多的廠家選擇防火門、防火卷簾來劃分防火區,同時安裝自動噴水滅火器,防火效果比較好。

3結語

    腐蝕和高溫軟化是鋼結構面臨的主要問題,做好防腐和防火工作,對保證廠房鋼結構穩定性,保護廠房內設備和人員安全至關重要。

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