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【摘要】钢材具有高强轻质等特点,故被广泛应用于各个施工领域。文章所涉及的“游轮”为装饰性建筑工程,主要采用钢框架结构形式,位于潍坊白浪河河道内。钢结构防火涂料在海港大气环境中施工时,受环境影响因素较大,比如空气湿度、空气中氯离子含量、空气中粉尘含量等。通过研究其含量的大小来控制防火涂料的施工质量。
【关键词】钢结构防火涂料;湿度;氯离子含量;粉尘
1、前言
现代化高层及大型建筑物的框架大多数采用钢结构形式,虽然作为承重构件的钢材具有强度高、自重轻、负荷能力大、抗震性能好、易施工、无污染、可循环利用等优点,但是其导热系数大,一旦遇到火灾,在10-15min内其温度可升至700℃,远远超过了其自身的临界温度。此时,因钢材的屈服强度急剧下降至常温态的40%左右而失去承载力,会引起建筑物垮塌。所以对于钢结构防火涂料在海港大气区环境中的研究与应用显得十分必要。
2、工程概况
“游轮”建筑工程建筑面积8949.11m2(外围甲板按一半计算),共四层,一二层层高为4.5m,三四层层高为4m,建筑高度17m(四层顶到一层甲板)。为钢框架结构,钢结构总重量为1004.9t,外围围护结构部分为150mm厚蒸压轻质加气混凝土板,保温层为50mm厚岩棉,内部隔墙部分为200mm厚或100mm厚蒸压轻质加气混凝土板。钢结构柱采用箱型柱,其中箱型柱截面尺寸为600am×600mm×50mm及600am×600am×30mm两种。
3、施工环境存在的问题
由于工程位于潍坊白浪河河道内,下游为入海口,距离海边直线距离约1.4Km,距离四周盐池距离为650m。根据以往的施工经验,氯离子会结合空气中的水分对钢结构的锈蚀形成危害。
粉尘、空气湿度对钢结构防火涂料的涂装质量影响较大,经常会出现粘结不牢或者开裂等现象。根据需要,我们对海港大气环境与正常条件下的三个指标进行对比,下表为施工前某六次的测试数据。
对影响指标数据进行数学统计分析,得到影响因素对比柱状图。
4、施工难点介绍
钢结构防火涂料采用室内超薄型钢结构防火涂料,柱的耐火极限不应小于2.0小时,钢梁的耐火极限不应小于1.5小时。针对海港大气环境下钢结构防火涂料的施工,应重点控制粉尘、空气湿度、氯离子浓度等重要参数。由于各项参数的影响在短时间能难以被发现,所以在施工过程中只能采用实时监测来控制各参数的指标。只有达到正常的施工环境条件下,才能进行施工。
5、施工过程中采取的相应措施
5.1前期施工准备
5.1.1人员准备
对现场施工人员进行安全及技术交底,在实施过程中对人员合理分工,建立现场管理制度,重点监控关键施工环节。
5.1.2材料准备
对钢结构生产厂家进行了考察,并对生产箱型柱的钢板进行了试验委托,确保了原材料的质量。施工的主要材料如下表:
在跟踪过程中,厂家已完成箱型柱的生产任务,主要对箱型柱的生产质量进行检查。
5.1.3机械准备
机械设备主要以租赁为主,租赁前对设备的性能、参数等进行详细了解。25t汽车吊满足现场使用要求,具体的机械使用情况见下表。
5.2施工工艺流程
5.2.1施工工艺流程
作业准备→防火涂料送检合格→防火涂料配制、搅拌→空压机进行粉尘清理→第一遍喷涂→24小时后进行第二遍喷涂→施工同上步骤,共完成四遍喷涂→查找遗漏点,进行补涂→检查验收。
5.2.2作业准备
在防火涂料施工前,应按照《钢结构防火涂料GB14907-2002》中环境湿度的要求进行空气湿度检测,湿度的检测标准为50%-80%,施工过程中采用干湿度测试仪进行湿度测试,下图表为施工前对湿度进行检测的数据。
5.2.3防火涂料的配制、搅拌
5.2.3.1防火涂料在施工前应进行委托检测,施工使用的防火涂料检测合格
后方可使用。
5.2.3.2粉状涂料应随用随配,以ST1-A型为例,配合比如下:
5.2.3.3涂装前,按粉料:乳液=1.0:(1.0-1.2)的比例混合搅拌均匀,于现场慢速搅拌成适于施工稠度的浆料(少量时可采用手工工具拌和),使之呈无结块稠流体状态。
5.2.3.4稀稠度应根据涂装方式而定,以方便施工、不流淌、粘结牢固为宜。
5.2.3.5浆料应随用随配,配好的浆料应在1h内用完,避免因放置时间过长而固化浪费。
5.2.3.6搅拌时先将涂料倒入混合机加水搅拌2min后,再加胶粘剂及钢防胶充分搅拌5-8min,使稠度达到可喷程度。
5.2.4粉尘清理
由于施工区域四周均为矿石堆场,并且车辆较多,粉尘污染较为严重,为了更好的保证施工质量,在施工前使用空压机对钢结构表面进行粉尘清理。施工前后使用粉尘测试仪对空气中的粉尘数据进行实时监控。根据以往经验及现场多次试验确定粉尘浓度不得大于150 mg/m3,當高于标准值时必须进行粉尘清理。下图表为施工过程中的测试数据。
5.2.5氯离子浓度检测
为了更好的保证施工质量,防止海风中氯离子结合潮湿的空气对钢结构造成腐蚀,在施工过程中随时对氯离子进行检测,一般标准为不大于1000ppm。施工时采用氯离子检测仪进行现场检测,下图表为空气中氯离子每隔10分钟的检测数据。
5.2.6喷涂施工
5l 216.1喷涂方式可以采用喷涂、刷涂或两种相结合的方法进行施工。采用喷涂方式涂装时,用凹凸斗式喷枪,空气压力为0.6~0.8mPa,喷枪口直径宜为2~4mm。喷枪垂直于被涂装构件表面,以40~60cm为宜。
5.2.6.2喷涂施工第一遍不亦过厚,待干后再进行下一遍施工,以不流淌为宜,直到达到标准规定厚度。
5.2.6.3根据设计厚度要求,需进行四遍施工,每道施工厚度应控制在0.5mm左右,每道间隔24h,待前一道基本干燥后再进行后一道施工。
5.2.6.4喷涂时的施工环境温度应在5℃以上,相对湿度不能大于85%。在温度低于5℃时应采取外圍封闭,加温措施,施工前后24小时保持5℃以上为宜。
6、效果检查及成果介绍
6.1效果检查
在进行了四遍喷涂施工后,首先对外观进行检查,无漏涂、色差等明显缺陷,对防火涂料厚度使用漆膜测厚仪进行随机抽查,检测标准厚度为1800μm—2000μm。实测数据如下图表。检查结果符合设计及相关规范要求。
6.2成果介绍
通过现场施工过程,我们不难发现海港大气环境下,影响防火涂料的施工质量主要有三个方面,即湿度、氯离子含量、粉尘。各自的浓度控制标准见下表,三者在施工过程中大致影响程度的大小见雷达图。
结语:
海港大气环境下钢结构防火涂料施工质量尤为重要,过程中主要加强对氯离子浓度、湿度、粉尘含量三个指标的控制,确保施工环境的适宜性,对于三个指标的标准值可供今后类似环境中的钢结构防火涂料施工参考使用。
【关键词】钢结构防火涂料;湿度;氯离子含量;粉尘
1、前言
现代化高层及大型建筑物的框架大多数采用钢结构形式,虽然作为承重构件的钢材具有强度高、自重轻、负荷能力大、抗震性能好、易施工、无污染、可循环利用等优点,但是其导热系数大,一旦遇到火灾,在10-15min内其温度可升至700℃,远远超过了其自身的临界温度。此时,因钢材的屈服强度急剧下降至常温态的40%左右而失去承载力,会引起建筑物垮塌。所以对于钢结构防火涂料在海港大气区环境中的研究与应用显得十分必要。
2、工程概况
“游轮”建筑工程建筑面积8949.11m2(外围甲板按一半计算),共四层,一二层层高为4.5m,三四层层高为4m,建筑高度17m(四层顶到一层甲板)。为钢框架结构,钢结构总重量为1004.9t,外围围护结构部分为150mm厚蒸压轻质加气混凝土板,保温层为50mm厚岩棉,内部隔墙部分为200mm厚或100mm厚蒸压轻质加气混凝土板。钢结构柱采用箱型柱,其中箱型柱截面尺寸为600am×600mm×50mm及600am×600am×30mm两种。
3、施工环境存在的问题
由于工程位于潍坊白浪河河道内,下游为入海口,距离海边直线距离约1.4Km,距离四周盐池距离为650m。根据以往的施工经验,氯离子会结合空气中的水分对钢结构的锈蚀形成危害。
粉尘、空气湿度对钢结构防火涂料的涂装质量影响较大,经常会出现粘结不牢或者开裂等现象。根据需要,我们对海港大气环境与正常条件下的三个指标进行对比,下表为施工前某六次的测试数据。
对影响指标数据进行数学统计分析,得到影响因素对比柱状图。
4、施工难点介绍
钢结构防火涂料采用室内超薄型钢结构防火涂料,柱的耐火极限不应小于2.0小时,钢梁的耐火极限不应小于1.5小时。针对海港大气环境下钢结构防火涂料的施工,应重点控制粉尘、空气湿度、氯离子浓度等重要参数。由于各项参数的影响在短时间能难以被发现,所以在施工过程中只能采用实时监测来控制各参数的指标。只有达到正常的施工环境条件下,才能进行施工。
5、施工过程中采取的相应措施
5.1前期施工准备
5.1.1人员准备
对现场施工人员进行安全及技术交底,在实施过程中对人员合理分工,建立现场管理制度,重点监控关键施工环节。
5.1.2材料准备
对钢结构生产厂家进行了考察,并对生产箱型柱的钢板进行了试验委托,确保了原材料的质量。施工的主要材料如下表:
在跟踪过程中,厂家已完成箱型柱的生产任务,主要对箱型柱的生产质量进行检查。
5.1.3机械准备
机械设备主要以租赁为主,租赁前对设备的性能、参数等进行详细了解。25t汽车吊满足现场使用要求,具体的机械使用情况见下表。
5.2施工工艺流程
5.2.1施工工艺流程
作业准备→防火涂料送检合格→防火涂料配制、搅拌→空压机进行粉尘清理→第一遍喷涂→24小时后进行第二遍喷涂→施工同上步骤,共完成四遍喷涂→查找遗漏点,进行补涂→检查验收。
5.2.2作业准备
在防火涂料施工前,应按照《钢结构防火涂料GB14907-2002》中环境湿度的要求进行空气湿度检测,湿度的检测标准为50%-80%,施工过程中采用干湿度测试仪进行湿度测试,下图表为施工前对湿度进行检测的数据。
5.2.3防火涂料的配制、搅拌
5.2.3.1防火涂料在施工前应进行委托检测,施工使用的防火涂料检测合格
后方可使用。
5.2.3.2粉状涂料应随用随配,以ST1-A型为例,配合比如下:
5.2.3.3涂装前,按粉料:乳液=1.0:(1.0-1.2)的比例混合搅拌均匀,于现场慢速搅拌成适于施工稠度的浆料(少量时可采用手工工具拌和),使之呈无结块稠流体状态。
5.2.3.4稀稠度应根据涂装方式而定,以方便施工、不流淌、粘结牢固为宜。
5.2.3.5浆料应随用随配,配好的浆料应在1h内用完,避免因放置时间过长而固化浪费。
5.2.3.6搅拌时先将涂料倒入混合机加水搅拌2min后,再加胶粘剂及钢防胶充分搅拌5-8min,使稠度达到可喷程度。
5.2.4粉尘清理
由于施工区域四周均为矿石堆场,并且车辆较多,粉尘污染较为严重,为了更好的保证施工质量,在施工前使用空压机对钢结构表面进行粉尘清理。施工前后使用粉尘测试仪对空气中的粉尘数据进行实时监控。根据以往经验及现场多次试验确定粉尘浓度不得大于150 mg/m3,當高于标准值时必须进行粉尘清理。下图表为施工过程中的测试数据。
5.2.5氯离子浓度检测
为了更好的保证施工质量,防止海风中氯离子结合潮湿的空气对钢结构造成腐蚀,在施工过程中随时对氯离子进行检测,一般标准为不大于1000ppm。施工时采用氯离子检测仪进行现场检测,下图表为空气中氯离子每隔10分钟的检测数据。
5.2.6喷涂施工
5l 216.1喷涂方式可以采用喷涂、刷涂或两种相结合的方法进行施工。采用喷涂方式涂装时,用凹凸斗式喷枪,空气压力为0.6~0.8mPa,喷枪口直径宜为2~4mm。喷枪垂直于被涂装构件表面,以40~60cm为宜。
5.2.6.2喷涂施工第一遍不亦过厚,待干后再进行下一遍施工,以不流淌为宜,直到达到标准规定厚度。
5.2.6.3根据设计厚度要求,需进行四遍施工,每道施工厚度应控制在0.5mm左右,每道间隔24h,待前一道基本干燥后再进行后一道施工。
5.2.6.4喷涂时的施工环境温度应在5℃以上,相对湿度不能大于85%。在温度低于5℃时应采取外圍封闭,加温措施,施工前后24小时保持5℃以上为宜。
6、效果检查及成果介绍
6.1效果检查
在进行了四遍喷涂施工后,首先对外观进行检查,无漏涂、色差等明显缺陷,对防火涂料厚度使用漆膜测厚仪进行随机抽查,检测标准厚度为1800μm—2000μm。实测数据如下图表。检查结果符合设计及相关规范要求。
6.2成果介绍
通过现场施工过程,我们不难发现海港大气环境下,影响防火涂料的施工质量主要有三个方面,即湿度、氯离子含量、粉尘。各自的浓度控制标准见下表,三者在施工过程中大致影响程度的大小见雷达图。
结语:
海港大气环境下钢结构防火涂料施工质量尤为重要,过程中主要加强对氯离子浓度、湿度、粉尘含量三个指标的控制,确保施工环境的适宜性,对于三个指标的标准值可供今后类似环境中的钢结构防火涂料施工参考使用。