钢结构的防火与防腐

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钢结构的防火与防腐

话题ｉｔｌ：５３２５３，８１４３，１８１２０，７４８３，２７６４３１钢结构常用表面处理

ｔｆｚ

可以参考《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（ＧＢ８９２３—８８），钢材表面原始锈蚀程度等级分Ａ，Ｂ，ｃ，Ｄ四个等级。除锈等级的典型样板照片见“标准”（ＧＢ８９２３—８８）。

ｅｐｏｘｙ

钢结构防火与防腐性能的好坏取决于表面处理的程度。表面处理是基础，如果涂料系统没有好的基础（表面处理），就会比预期的使用寿命短。

涂装界的经验也表明，表面处理质量对涂层本身性能的影响比其他因素更大。即使选定了合适的涂料系统，如果表面处理很差，涂层质量也会很差。只有良好的表面处理，涂覆上去的涂料才能发挥效用。

在实际工作中经常会遇到的表面处理标准主要有：１）“标准”（ＧＢ８９２３—８８）；２）ＩＳＯ８５０１—１：１９８８；３）ＳＩＳ

０５５９００：

１９６７；４）ＳＳＰＣ／ＮＡＣＥ。

“标准”（ＧＢ８９２３—８８）是我国的国家标准，ＩＳＯ８５０１则是现在普遍采用的国际标准，ＳＩＳ０５５９００是世界上最早、影响最大的标准。美国主要采用ＳＳＰＣ／ＮＡＣＥ标准，表面处理中影响最大的标准是瑞典标准ＳＩＳ０５５９００：１９６７，其他国家的标准，比如德国ＤＩＮ５５９２８、丹麦ＤＳ２０１９等都是在此基础上建立起来的。瑞典标准现在已经与国际标准ＩＳＯ

８５０１—１：１９８８

合并且由后者取代。标准中的照片和定义、描述得到了最大程度的保留。中国的国家“标准”（ＧＢ８９２３—８８）等效采用

ＩＳＯ８５０１—１：１９８８。ＩＳＯ

８５０１—１：１９８８将未涂装过的钢材表面

原始程度按氧化皮覆盖程度和锈蚀程度分为四个等级，分别以Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ表示，并有相应的照片对照。

ＩＳＯ

８５０１—１对于预处理的方法和除锈程度的若干等级

由除锈作业之后表面状态的方案描述以及典型样板照片共同定义。每一预处理等级都标有与所采用的清理方法类别相对应的字母“ｓａ”、“Ｓｔ”或“Ｆｌ”。如果字母后面有阿拉伯数字，则表示清除氧化皮、铁锈和原有涂层的程度。照片标有除锈前原有锈蚀等级和预处理等级的符号，如Ｂ

Ｓａ２

１／２，表示锈蚀等级为Ｂ级的钢板喷射处理到Ｓａ２１／２级，有１４张照

片；ＡＳａ２１１２到ＤＳａ３，表示用含有石英砂的磨料进行干法喷

射清理后的钢材表面状况。许多国家禁止在密闭的地方使用含有石英砂的磨料，除非严格控制使用条件。因此，其他类型的磨料常常用于干法喷射清理。这些磨料可能使钢材表面具有不同的外观，即使经过仔细清理之后仍是如此。

在标准中没有Ａ

Ｓａｌ、Ａ

Ｓｔ２和ＡＳｔ３的照片，因为这些预

处理等级是不能实现的，现有的照片已足以表示其特征。在标准中如果使用了“异物”这个术语，可能包括可溶于水的盐分和焊渣。这些异物用于法喷射清理、手工和动力工具清理

１０８

万　

方数据或火焰清理不可能从表面上完全清除，应采用湿法喷射清理。如果氧化皮、铁锈或油漆涂层能以腻子刮刀刮掉，则应看作附着不牢。

１）手工和动力工具除锈

用手工和动力工具，例如用手工铲刀、钢丝刷、机动钢丝刷和打磨机械等工具进行的表面预处理，以字母“ｓｔ”表示。手工和动力工具清理前，任何锈层均应予以铲除，可见的油脂和污垢也应予以清除。手工和动力工具清理后，表面应清除浮灰和碎屑。该标准不设预处理等级Ｓｔｌ级，因为达到这个等级的表面不适于涂装。

Ｓｔ２彻底的手工和动力工具除锈，在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮，铁锈、油漆涂层和异物。参见照片Ｂ

Ｓｔ２、Ｃ

Ｓｔ２和ＤＳｔ２。

Ｓｔ３非常彻底的手工和动力工具除锈同Ｓｔ２，但表面处理要彻底得多，表面应具有金属底材的光泽。参见照片Ｂ

Ｓｔ３、

Ｃ

Ｓｔ３和ＤＳｔ３。

２）喷射清理

以喷射清理方式进行的表面预处理，以字母“ｓａ”表示。喷射清理前，任何厚的锈层应予铲除，可见的油脂和污垢也应予清除。喷射清理后，表面应清除浮灰和碎屑。

Ｓａｌ轻度喷射处理，在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮，铁锈、油漆涂层和异物。参见照片Ｂ

Ｓａｌ、Ｃ

Ｓａｌ和ＤＳａｌ。

Ｓａ２彻底喷射处理，在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见油脂和污垢，并且几乎没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留物应当是牢固附着的。参见照片Ｂ

Ｓａ２，Ｃ

Ｓａ２和ＤＳａ２。

Ｓａ２

１／２非常彻底的喷射处理，在不放大的情况下进行

观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。任何残留的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。参见照片Ａ

Ｓａ２１／２、ＢＳａ２１１２、ＣＳａ２

１／２和Ｄ

Ｓａ２１／２。

Ｓａ３使钢材表观洁净的喷射清理，在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。该表面应具有均匀的金属色泽。参见

照片ＡＳａ３、ＢＳａ３、ＣＳａ３和ＤＳａ３。

３）火焰除锈

用火焰清理方式进行的表面预处理，以字母“Ｆ１”表示。火焰清理应包括最后用动力钢丝刷清除由于火焰加热作业而产生的附着，用手工钢丝刷清理的表面达不到涂装要求。火焰清理前，任何厚的锈层应予铲除。

Ｆ１火焰除锈，在不放大的情况下进行观察时，表面应无氧化皮，铁锈、油漆涂层及其他异物，任何残留痕迹应显示为

工业建筑２００６年第３６卷第７期

表面褪色（不同颜色的阴影），不同颜色的暗影。参见照片Ａ

Ｆ１、ＢＦ１、Ｃ

Ｆ１和ＤＦ１。

、美国钢结构涂装协会ＳＳＰＣ（ＳｔｅｅｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅ

Ｐａｉｎｔｉｎｇ

Ｃｏｕｎｃｉｌ）制订的标准也是世界上影响广泛的表面处理标准，尤其是在北美地区。常用的两个标准为ＳＳＰＣ—ＶＩＳｌ（干式喷砂清理的钢材表面指导和参考照片，２００２年修订版）和ＳＳＰＣ—ＶＩＳ３（动力工具和手动工具清理目测标准，２００３年修订版）。

１９９４年１０月国家腐蚀工程师协会ＮＡＣＥ（Ｎａｔｉｏｎａｌ

ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）和ＳＳＰＣ联合制订并颁布了

新的表面处理标准ＳＳＰＣ／ＮＡＣＥＶＩＳｌ。要注意的是，ＮＡＣＥ并没有手工和动力工具除锈的标准。新版标准与旧标准相比，增加了原来涂过油漆的表面状态及其经过处理后的外观。２防火涂料与防腐涂料是否会发生不利的化学反应

ｃｈｉｎａｔａｇｅｒ

一般情况下，合格的防火涂料与合格的防腐涂料在工艺要求的条件下，相互影响较小。通常情况下防腐涂料采用环氧树脂类、酚醛树脂类、醇酸树脂等正规厂家生产的涂料，在涂刷完较短的时间内（约２～３天）就可以完全干燥固化，在此基础上涂刷溶剂型或水溶型钢结构防火涂料，会与防腐涂料层有良好的相容附着性。总的来说防腐涂料质量尤为重要，如果防腐涂料层因质量差起不到防腐的作用并导致脱落，再好的防火涂料也白搭，因为“皮之不存，毛将焉附”。３大型网架钢结构是否必须进行防火保护德夏

网架属轻型材，升温速度比重型材快，从这点考虑应做防火保护。当然，也应视具体情况。例如，若网架周围没有火源，或高度超过３０ｍ，可不做；考虑安全系数，也可以做３０ｍｉｎ的防火薄涂料。

ｃｈｉｎａｔａｇｅｒ

最近对一典型大型空间网架钢结构进行了火灾危险性评估及相关计算，得出结果是在该火灾场景下，大型空问网架钢结构由于较高，火焰无法到达，只有平均温度７０。Ｃ左右的烟气可以到达，而且考虑到该结构大空间中有热障的存在，最后的结论是该钢结构没有必要进行防火保护。

Ｚｙｘ

有文献提到过浦东机场航站楼的防火设计，简单介绍一下：１）防火分隔。区分出火灾荷载大和火灾危险大的部位，分别用耐火极限不低于１．５ｈ的楼板和耐火极限不低于２～３ｈ的非燃烧体隔墙与周围大厅隔开。

２）各防火单位内，均设置自动喷淋、火灾自动报警系统和机械排烟系统。第～层和第二层也设置了自动喷淋、火灾自动报警系统。第三层大空间内的每九条采光窗中，有一条靠底部火灾报警系统联动控制的可开启的自然排烟窗。

３）发生火灾时，单元内就地灭火、控火、就地排烟。即使有烟气溢出，大空间没有可燃物，火灾不会在大空间内蔓延，溢出的烟气遇冷空气后温度逐渐降低，不会直接威胁到高而远的钢结构，所以钢结构没有再做防火喷涂。

４）内装修材料。

５）消防措施的维护保养和应急方案。４哪种钢结构防火涂料耐火极限能达到３ｈ以上

钢结构的防火与防腐

万　

方数据玻璃

现正在做一钢结构的装修设计，消防部门要求耐火极限

为３ｈ以上，请问，有什么涂料能达到这样的要求？

ｃｈｉｎａｔａｇｅｒ

当然是隔热厚涂型钢结构防火涂料。这只是对柱要求３ｈ，对于梁和檩条则不要求３ｈ，可考虑使用薄型和超薄型钢结构防火涂料。

消防部门是按照国家现有的相关标准来定的，而不是根据性能来设计，所以存在很多问题，有的达不到实际的耐火要求，有的却远远超过了实际的耐火要求，造成不必要的浪费。另外，在实际运用中的涂料性能和涂层厚度不一定达到要求，造成一些工程虽然涂刷了涂料，可效果不理想，最终导致一些用户误认为是防火涂料起不到作用。

ｆｉｒｅ

钢管混凝土具有较好的耐火性能。试验研究表明，一定耐火极限条件下钢管混凝土柱所需的防火保护层厚度均比《高层民用建筑设计防火规范》（ＧＢ５００４５—９５）》规定的防火保护层厚度小４０％以上。当不采用厚涂型防火涂料时，可以采用其他更为经济的防火保护方法：如采用配筋钢管混凝土、钢纤维混凝土、双钢管混凝土或采用高强混凝土。经初步的经济性比较发现，它们比采用厚涂型防火涂料要经济。

ｊｆｆｈｌＴ００４

钢结构防火保护材料，应具备以下几点：１）安全无毒；２）易于与钢构件结合；３）在预期的耐火极限内可有效地保护钢结构；４）在钢构件受火后发生允许变形时，防火保护材料应不至破坏而仍能保持原有的保护作用；５）经济合理。

厚涂型防火涂料的成分多为无机材料，因此其防火性能稳定，长期使用效果较好。但其单位重量较大，涂料组分的颗粒较大，涂层外观不平整，影响建筑的整体美观，因此大多用于结构隐蔽工程。

超薄型防火涂料的喷涂厚度一般为１～３ｍｍ，耐火极限亦可达０．５～２ｈ。虽然某些超薄型钢结构防火涂料声称可以做到３ｈ，但在实际应用中是很危险的。一方面检测时与实际运用中的施工条件和认真程度相差很大，另一方面超薄型防火涂料在遇火膨胀的过程中，极易溶于水，如果此时用

消防水枪一冲，就会象稀泥一样从钢结构上掉下来，如果火灾没有被扑灭，钢结构就直接面对火焰。所以国家相关标准和一些地方标准明确规定了薄型、超薄型钢结构防火涂料不适用于保护２ｈ以上的钢结构。因此，当耐火时间要求在２．５ｈ以上时，建议选用厚涂型钢结构防火涂料。５关于钢结构防火石膏板

ｂｉｓｃｕｓ

经常在资料上看到用Ｇｙｐｓｕｍｂｏａｒｄ和Ｃａｌｃｉｕｍｓｉｌｉｃａｔｅ

ｂｏａｒｄ做防火保护，不知道这些如何翻译？

Ｈａｈａｌｅｌｅ

Ｇｙｐｓｕｍ是石膏板，而ＣＡＬ＆ＳＩＬＩ是硅钙板，用于做防火保护。石膏板不是不能做防火保护，只是目前国内的石膏板（包括合资品牌）一般是做防火墙，而非钢结构保护。如果不考虑使用情况，当然石膏板也可以做钢结构保护，但情况会

（下转第１０７页）

１０９

图９自然通风示意

速带走热量，降低屋顶表面的温度。还可架设太阳能板，充

图６平顶山服务区首层平面

分利用太阳的辐射能量并遮蔽直射阳光。

双层玻璃幕墙：在平顶山服务区建筑设计中，针对普通玻璃幕墙耗能高，室内空气质量差等问题，利用双层玻璃幕墙为围护结构，玻璃之间留有一定通风道并配以可调节的百叶。在冬季，双层玻璃幕墙形成一个温室，提高建筑内表面的温度，有利于节约采暖能耗；在夏季，利用烟囱效应对通风道进行通风，使玻璃间的热空气不断被赶走，达到降温的目的。

雨水的收集利用：在平顶山服务区建筑设计中，屋面雨水由檐沟和雨水管收集后流入景观水池，场地雨水利用场地高差和暗沟也流入景观水池，在水池中划出一定的区域作为

服务设施和辅助设施通过连廊并排布置，其中客房部分为争取南向日照而垂直连廊设置。

图７许昌服务区效果图

雨水沉淀池，经沉淀后的雨水可作为绿化灌溉，浇撤路面和景观用水。

遮阳：在许昌服务区建筑设计中，由于建筑物的主立面西向，为减少夏季阳光热辐射，避免室内眩光，改善光照度的均匀性和节约能耗，改善热舒适度，同时考虑到冬季日照，设计采用可转动调节的垂直遮阳系统。利用多片集合手摇控制的方式，根据需要将垂直遮阳板旋转成不同的角度来有效地提高遮阳效率或引入阳光。

绿化：加强服务区的立体绿化，扩大绿化面积，改善生态环境。立体绿化是指利用地面以上的各种不同立体条件，选

图８许昌服务区首层平面

择各类适宜的植物，栽植于人工创造的环境中，使绿色植物覆盖地面以上的各类建筑物和构筑物的表面，如屋顶、墙体、

４生态技术运用

自然通风：在方城服务区建筑设计中，利用建筑内部空气的热压差，即通常讲的“烟囱效应”，来实现建筑的自然通风…。利用热空气上升的原理，在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸入。建筑物内部高耸的塔楼满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，

达到自然通风的目的（图９）。

５结

语

阳台、架廊、建筑小品、立交桥以及室内。

运用生态技术，实现可持续发展是高速公路服务区发展的必然趋势，河南省许平南高速公路服务区建筑方案设计为初步地探讨。随着高速公路网的逐步形成，高速公路服务区建筑作为一类新型的交通设施建筑，将逐步生态化、系统化、个性化，并以高技术为基础走向可持续发展的道路。

架空屋顶：在方城、平顶山服务区建筑设计中，利用建筑物架空屋顶能有效抵御并缓解外部气候的影响，在夏季其对于屋顶的热缓冲作用比较明显。通过架空层的空气流动，迅（上接第１０９页）

有两种：一是耐火极限低，没有实际意义（石膏板厚度在３０ｍｍ以下）；二是可以达到高耐火极限，但包层很厚，不方便使用。

Ｃｈｅｎｙｏｎｇｓ

参考文献

１王鹏，谭刚．生态建筑中的通风．世界建筑，２０００（４）

降低温度，起到防火的作用。初期由于纸面的燃烧有加强火势的趋势，但随着纸面燃烧的炭化后，防火作用开始发挥。普通石膏板在防火过程中随着结晶水的失去，逐渐变得松软没有强度，最后失去抵挡火焰的能力；而防火石膏板由于其中加入了增强材料玻璃纤维，所以在失去结晶水后依然可以挺立，抵挡火焰。特种防火石膏板只是将两面的纸面，变成了玻璃纤维织物。

（整理：张威振）

１０７

钢结构防火石膏板与一般用的石膏板的区别是在其中加入了玻璃纤维。玻璃纤维在其中起增强作用，所用的面仍然是纸面，其防火机理是利用石膏所含的大量结晶水吸热来

生态・功能・形象——郑东军，等

万方数据　

钢结构的防火与防腐

刊名：英文刊名：年，卷(期)：

工业建筑

INDUSTRIAL CONSTRUCTION2006,36(7)

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