建筑钢结构防腐涂料方案
建筑业是我国的支柱产业之一,已成为推动我国经济发张的新增长点,由于钢结构具有抗震性能优良、工业化程度高、施工周期短等诸多优点,目前,越来越多的工业和民用建筑采用了钢结构作为承重体系。与传统的混凝土结构建筑相比,建筑钢结构的综合经济效益优势明显,再加上与其配套的围护结构体系可以具有环保、节能等功效的新建建筑材料,且该类建筑的主体结构部分的钢材可以重复利用。



- 腐蚀背景
- 设计依据
- 钢结构新建方案
- 钢结构翻新方案
- 钢结构防火方案
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- 引用标准
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一、引用标准
现行国家有关标准规范、强制性标准条文等;
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》 (GB50212-2002)
《涂装前钢材表面腐蚀等级和除锈等级标准》 (GB8923-1988)
《涂装作业安全规程、安全管理规则》 (GB6514-1995)
《防腐蚀涂料的质量要求》 (GB6514-1991)
《涂料作业安全规程、油漆工艺安全及其通风净化》 (DJ/T6931-1999)
《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 (HGJ229-91)
《涂装作业安全规程涂装前处理工艺安全》 (GB7692-87)
《建筑施工场界噪声限值》 (GB12523-90)
ISO9001质量管理体系文件
ISO14001环境管理体系文件
GB/T28001职业健康和安全管理体系文件
- 设计依据
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一、设计依据
钢结构的防腐蚀涂装规格主要根据ISO12944来制订。ISO12944是目前全球公认的权威性标准,它是国际标准化组织为从事涂料防腐蚀工作的业主、设计人员、咨询顾问、涂装承包商、涂料生产企业等汇编的标准,为这些人员、单位和组织机构提供了重要的参考。
ISO12944全面介绍了钢结构防护涂装中的所有要求,包括设计寿命、腐蚀环境、结构设计、表面处理、涂层体系、涂料产品性能、施工监理以及新建维修配套方案的制订等内容。在钢结构防腐蚀涂料系统设计时,ISO12944制定涂料系统的思路主要包括以下几方面。
分析钢结构的腐蚀环境,确定其腐蚀等级(ISO12944-2);
确定保护钢结构的期望防护年限(ISO12944-5);
确定钢结构运行工况条件,如温、湿度、介质、户内、户外;
了解建筑钢结构防腐涂装相关国家标准的规定与要求;
按最佳性价比,选择涂料品种和漆膜厚度,确定涂层配套体系
1、关于腐蚀环境
ISO12944-2中定义的腐蚀环境、是制定防护涂层的指导,作为公共设施的大部分的建筑钢结构,例如体育馆、会展中心等,大多数都处在C2~C4的环境中。冶金石化企业和海洋工程钢结构通常处于高腐蚀的C5环境。ISO12944-2中所列举的腐蚀环境和状态 (参看表3-3-93),不能涵盖所有的情况。因此,设计者要根据自己的研究和经验,有针对性地进行涂装方案设计。
环境条件:大气环境对建筑钢结构长期作用下的腐蚀性等级可按表 1 确定。
大气环境腐蚀性分类和典型环境案例 腐蚀性级别 单位面积上质量和厚度损失(经第一年暴露后) 温性气候下的典型环境案例(仅供参考) 底碳钢 锌 外部 内部 质量损失 厚度损失 质量损失 厚度损失 /g·m2 /um /g·m2 /um C1很低 ≤10 ≤1.3 ≤0.7 ≤0.1 / 加热的建筑物内部,空气洁净,如办公室、商店、学校和宾馆等 C2低 >100-200 >1.3-25 >0.7-5 >0.1-0.7 低污染水平的大气,大部分是乡村地带 冷凝有可能发生的未加热的建筑(如库房、体育馆等) C3中 >200-300 >25-50 >5-15 >0.7-2.1 城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 高温度和有些空气污染的生产厂房内,如食品加工厂、洗衣厂、酒厂、乳制品工厂等 C4高 >400-650 >50-80 >15-30 >2.1-4.2 中等含盐度的工业区和沿海区域 化工厂、游泳池、沿海船舶和造船厂等 C5很高 >650-1500 >80-200 >30-60 >4.2-8.4 高湿度和恶劣天气的工业区域和高盐度的沿海区域 冷凝和高污染持续发生和存在的建筑和区域 CX极端 >1500-5500 >200-700 >60-180 >8.4-25 具有高含盐度的海上区域以及具有极高湿度和侵略性大气的热带亚热带工业区域 具有极高湿度和侵蚀性大气的工业区域 注:定义腐蚀性级别所使用的损失值与ISO9223中给出的是相同的。 2、防腐涂料系统的设计使用耐久性
ISO 12944-1(2017)中对防腐涂料系统的设计使用寿命划分了四个等级。 钢结构防护的设计寿命是指涂料系统在第一次大修前的使用寿命,第一次大修前指涂层锈蚀面积达到IS04628.3标准的Ri3级,锈蚀面积为1%(等同于ASTM D610的6级),而且此时维修效果最好,同时最为经济,需要注意的是,涂层体系的设计寿命并非担保时间,它的设计寿命和实际使用寿命是有一定区别的,设计寿命是认为涂料质量、钢构设计、表面处理、施工标准、施工条件、涂装施工等完全合格或符合要求,同时完工后暴露后的腐蚀环境相对稳定的情况下的涂层体系使用寿命。另外在大修之前,对涂层定期的检查和局部修补是必不可少的保养工作。 钢结构建筑要求有着较高的使用耐久性,因此对于涂料系统来说,也要求具有高耐久性。所以对于钢结构建筑的涂装设计都是在15年以上,甚至25年以上的重防腐涂装系统。
3、涂料系统和漆膜厚度
在ISO 12944-5中,对现有涂料和涂料体系的使用进行了重要定义。ISO 12944-5在附录C用于碳钢的涂料体系中表格C.1~C.6中举例说明了基于不同黏结剂、防锈颜料、干膜厚度,配合使用的底漆、中间漆和面漆。针对1S012944.2确定的腐蚀因素来选择大致的保护涂料系统,列举出已经被证实适合于不同腐蚀环境和级别相应的保护涂料系统。
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- 采用第四代石墨烯涂料方案
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一、建筑钢结构采用石墨烯防腐涂料
石墨烯涂料在钢结构建筑中的应用展现了其独特的优势:石墨烯独特的二维结构赋予涂料出色的屏蔽性能,能够有效阻止水分、氧气和腐蚀性物质渗透到钢结构表面,显著提升防腐效果。同时,石墨烯的加入显著增强了涂料的力学性能,提高了涂层的抗冲击性和耐磨性,使涂层更加耐用。石墨烯涂料易于施工,能够快速形成均匀的涂层,适用于各种复杂的钢结构表面,简化了施工流程。此外,石墨烯涂料不含挥发性有机化合物(VOCs),减少了对环境的影响,符合绿色建筑的要求。由于石墨烯的稳定性和耐候性,石墨烯涂料能够提供更长久的保护,减少了维护频率和成本。总之,石墨烯涂料为钢结构建筑提供了高效、耐用且环保的防腐解决方案,显著提升了建筑的耐久性和安全性。
表1:钢结构大楼、高铁、机场 梦能涂料防腐方案
设计依据 ISO12944-5:2017 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 所处环境 C3中等;外部:城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 设计年限 M中期 表面处理 ISO 8501-1 Sa2.5:非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 涂装部位 钢结构大楼、高铁、机场 涂层 涂料类型 涂料名称 颜色 配套稀释剂 A:B配套 膜厚μm 第一道 DreamZinc 石墨烯锌粉底漆 DreamZinc 30 Gns 石墨灰 石墨烯专用稀释剂 DreamThinner 17 Gns 30.8:3.2 40 第二道 DreamCover 石墨烯低表面处理底漆 DreamCover 220 Gns 灰色,浅灰色,红棕色,白色 中光 石墨烯专用稀释剂 DreamThinner 17 Gns 25:5 120 第三道 DreamDur 丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 支持劳尔、国标调色 聚氨酯稀释剂 DreamThinner 10 21.4:3.6 40 合计 200
- 采用第三代冷喷锌防腐涂料方案
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一、建筑钢结构采用冷喷锌防腐涂料
冷喷锌技术为钢结构建筑带来了诸多优势:它不仅提供了卓越的防腐性能,有效防止钢结构受到大气、水或化学物质的侵蚀;而且施工便捷高效,无需加热金属基材即可在现场直接进行喷涂,适用于已安装好的钢结构,减少了拆卸和搬运的成本;涂层均匀细腻,即使在复杂的几何形状和细小缝隙处也能形成良好的覆盖,确保防腐效果;冷喷锌涂层与金属基材之间具有极高的结合力,不易剥落,能够在各种环境下保持稳定;涂层几乎立即干燥,可以迅速投入使用或进行后续加工,提高了施工效率;如果涂层局部受损,可以通过局部修补的方式进行修复,降低了维护成本;施工过程中没有有害气体排放,对环境影响较小,符合绿色建筑的要求。总之,冷喷锌技术为钢结构建筑提供了高效、便捷且环保的防腐解决方案。
表2:高铁、机场钢结构大楼采用梦能冷喷锌涂料防腐方案
设计依据 ISO12944-5:2017 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 所处环境 C3中等;外部:城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 设计年限 M中期 表面处理 ISO 8501-1 Sa2.5:非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 涂装部位 钢结构大楼、高铁、机场 涂层 涂料类型 涂料名称 颜色 配套稀释剂 A:B配套 膜厚 第一道 DreamZinc 冷喷锌 DreamZinc 96 锌灰色 稀释剂 DreamThinner 16 AX 30:0 60 第二道 DreamCover 冷喷锌封闭剂 DreamCover 167 灰色,无光 环氧稀释剂 DreamThinner 17 27:4.5 100 第三道 DreamDur 丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 支持劳尔、国标调色 聚氨酯稀释剂 DreamThinner 10 21.4:3.6 40 合计 200
- 采用第二代重防腐涂料
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一、建筑钢结构
钢结构建筑具有:施工周期短,抗震性能好,安全度高,预制加工、设计弹性大,适合不同气候条件和大气环境,加之钢结构的施工污染小,噪音低,无粉尘污染,可以称得上是绿色环保型建筑。所以在我国九十年代末,从国外引进大量的先进设计理论和思想,以及加工制造、安装等方面的技术,使得国内钢结构建筑的发展迅猛异常,特别是近些年发展很快。一些超高层建筑、工业厂房建筑、大桥建筑、高架立交、体育和文化场馆的网架架构、塔栀建筑等,采用钢结构的越来越来,但是钢结构的广泛应用也暴露除一系列的全店,而较为严重的则是钢结构的腐蚀。
表3:钢结构的柱子、梁、桁架、框架结构防腐配套方案
设计依据 ISO12944-5:2017 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 所处环境 C3中等;外部:城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 设计年限 M中期 表面处理 ISO 8501-1 Sa2.5:非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 涂装部位 柱子、梁、桁架、框架结构 涂层 涂料类型 涂料名称 颜色 配套稀释剂 A:B配套 膜厚μm 第一道 DreamZinc 环氧富锌底漆 DreamZinc 80 锌灰色 环氧稀释剂 DreamThinner 17 30:3 40 第二道 DreamCover 环氧云铁中间漆 DreamCover 150 浅灰云母氧化铁 环氧稀释剂 DreamThinner 17 25.2:6.8 80 第三道 DreamDur 丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 支持劳尔、国标调色 聚氨酯稀释剂 DreamThinner 10 21.4:3.6 60 合计 180
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- 采用第四代石墨烯涂料方案
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一、钢结构翻新采用石墨烯涂料
石墨烯低表面处理涂料在钢结构翻新中的应用展现了其独特的优势:石墨烯的二维结构赋予涂料出色的屏蔽性能,能够有效阻止水分、氧气和腐蚀性物质渗透到钢结构表面,显著提升防腐效果。此外,石墨烯涂料能够在未经深度清洁或打磨的表面上形成牢固的涂层,大大简化了翻新前的准备工作。石墨烯的加入显著增强了涂料的力学性能,提高了涂层的抗冲击性和耐磨性,使涂层更加耐用。石墨烯涂料易于施工,能够快速形成均匀的涂层,适用于各种复杂的钢结构表面,简化了施工流程。此外,石墨烯涂料不含挥发性有机化合物(VOCs),减少了对环境的影响,符合绿色建筑的要求。由于石墨烯的稳定性和耐候性,石墨烯涂料能够提供更长久的保护,减少了维护频率和成本。总之,石墨烯低表面处理涂料为钢结构翻新提供了高效、耐用且环保的防腐解决方案,显著提升了建筑的耐久性和安全性,同时也极大地简化了翻新过程中的准备工作。
表1:钢结构大楼、高铁、机场翻新采用梦能石墨烯涂料配套方案
设计依据 ISO12944-5:2017 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 所处环境 C3中等;外部:城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 设计年限 M中期 表面处理 ISO 8501-1 Sa2.5:非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 涂装部位 钢结构大楼、高铁、机场 涂层 涂料类型 涂料名称 颜色 配套稀释剂 A:B配套 膜厚μm 第一道 DreamCover 石墨烯低表面处理底漆 DreamCover 220 Gns 灰色,浅灰色,红棕色,白色 中光 石墨烯专用稀释剂 DreamThinner 17 Gns 25:5 120 第二道 DreamDur 丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 支持劳尔、国标调色 聚氨酯稀释剂 DreamThinner 10 21.4:3.6 60 合计 180
- 采用第二代重防腐涂料
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建筑钢结构维修特点分析如下:
1、涂装是在设备作业现场进行的,施工条件差、高空作业、箱形梁内作业量大、劳动强度大、安全性差;
2、现场施工大多无法对被涂表面进行喷射处理,除锈不彻底,有些是在旧涂层上进行重涂;
3、受现场施工环境及设备条件限制, 一般无法进行喷涂,常常采用刷涂和辊涂;
4、表面处理 所谓表面处理, 即为了获得优质的涂层, 在涂装前对被涂物表面进行的一切准备工作。涂装前表面处理质量的好坏,对涂层质量有极大的影响。无论哪一种涂料, 其性能都同涂覆前被涂物表面处理的正确和彻底与否直接相关。如果表面处理不当,那么性能再优越的涂料也会失去其应有的功效。
表2:钢结构大楼、高铁、机场翻新采用梦能重防腐涂料防腐方案
设计依据 ISO12944-5:2017 色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 所处环境 C3中等;外部:城市和工业大气,中等的二氧化硫污染以及低盐度沿海区域 设计年限 M中期 表面处理 ISO 8501-1 Sa2.5:非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物,任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 涂装部位 钢结构大楼、高铁、机场 涂层 涂料类型 涂料名称 颜色 配套稀释剂 A:B配套 膜厚μm 第一道 DreamCover 环氧云铁中间漆 DreamCover 150 浅灰云母氧化铁 环氧稀释剂 DreamThinner 17 25.2:6.8 120 第二道 DreamDur 丙烯酸聚氨酯面漆 DreamDur 550 支持劳尔、国标调色 聚氨酯稀释剂 DreamThinner 10 21.4:3.6 60 合计 180
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- 防火涂料:设计要求/行业标准
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一、防火要求
当前,钢结构在建筑工程中发挥着独特且日益重要的作用。钢结构因为其自身的很多特性在工程中得到很好的应用,特别是高层、超高层建筑中,采用钢结构承重的日益增多,普通建筑用钢结构在全负荷的情况下,失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右,一般在300℃到400℃时,其强度开始迅速下降,到550℃左右,其强度下降到50%-60%,钢结构在火中的强度变化,如下图所示: 钢结构在火中的强度变化 钢结构在发生火灾时因高温作用下很快失效倒塌, 因此必须采用有效的防火措施,延长钢结构到达临界温度的时间。进行钢结构防火具有的意义如下。
(1)减轻钢结构在火灾中的破坏
避免钢结构在火灾中局部倒塌造成灭火及人员疏散的困难;钢结构的防火保护的目的是尽可能延长钢结构到达临界温度的过程,以争取时间灭火救人。
(2)避免钢结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡
(3)减少火灾后钢结构的修复费用
缩短灾后结构功能的恢复周期,减少间接经济损失, 目前,钢结构的防火保护有多种方法,这些方法有被动防火法:钢结构防火涂料保护、防火板保护、混凝土防火保护、结构内通水冷却、柔性卷材防火保护等,它们为钢结构提供了足够的耐火时间,采用防火涂料对钢结构进行保护是目前最常见的一种方法。
钢结构防火涂料系指施涂于建筑物及构造物的钢结构表面,能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。 耐火极限:对任一建筑构件按时间——温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时为止的这段时间,用h表示。
防火涂料本身具有不燃性或难燃性,在火灾时能够阻止燃烧或对燃烧的拓展起延滞作用,在一定时间内延缓火灾的蔓延,使人有充分时间逃生和灭火,达到保护人身和财产安全的目的。
二、防火涂料分类、型号、标准
GB14907-2018《钢结构防火涂料》对钢结构防火涂料进行分类, 钢结构防火涂料的分类
分类原则 分类1 分类2 按火灾防护对象分 普通钢结构防火涂料(p) 普通工业与民用建筑 特种钢结构防火涂料(t) 特殊钢构(石化、配电站等) 按使用场所分 室内(N):建筑物室内或隐蔽工程 室外(W):建筑物室外或露天工程 按分散介质分
水性(S):以水作为分散介质
溶剂型(R):以有机溶剂作为分散介质
按防火机理分 膨胀型(P):涂层在高温时膨胀发泡,形成耐火隔热保护层 非膨胀型(F):涂层在高温时不膨胀发泡,自身成为耐火隔热保护层 (1)耐火性能分级
钢结构防火涂料的耐火极限分为:0.50h、1.00h、1.50h、2.00h、2.50h和3.00h。
(2)型号
钢结构防火涂料的产品代号以字母GT表示;钢结构防火涂料的相关特征代号为:使用场所特征代号N和W分别代表室内和室外,分散介质特征代号S和R分别代表水基性和溶剂性,防火机理特征代号P和F分别代表膨胀型和非膨胀型;主参数代号以中的耐火性能分级代号表示。
钢结构防火涂料的型号编制方法如下:
示例1:GT-NSP-Fp2.00-A,表示:室内用水基性膨胀型普通钢结构防火涂料,耐火性能为Fp2.00,耐火极限2h,A为企业自定义代号。
示例2:GT-WRF-Ft1.50-B,表示:室外用溶剂性非膨胀型特种钢结构防火涂料,耐火性能为Ft1.50,耐火极限1.5h,B为企业自定义代号。
(3)钢结构防火标准
GBJ16-1987《建筑设计防火规范》和GB5003.5《高层民用建筑设计规范》这两项国标对建筑物的耐火等级、燃烧性能及相应的耐火极限,作出了明确的规定。
三、防火涂料的选择
防火涂料品质将直接影响钢结构的防火效果,所以涂料的选择非常重要。防火涂料的选择应遵循以下 要求:优异的防火隔热性能,耐火极限符合要求;与防腐涂料层间黏结强度高;耐候性能好、耐水、 耐冻、不起皮、不剥落、老耐化、使用寿命长;涂料对人休无害,在火灾时不产生有毒害气体;施工 方便,价格合理。
在选择防火涂料时,应根据防火设的内容和施工要求,尽可能地选择满足以上性能要求的一种或多种 防火涂料。