钢结构的防火防腐技术

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2.1 钢结构腐蚀的特点
在大气环境中，钢结构构件只要与水分和氧气同时直接接触， 就会在表面形成许多微小的阴极区和阳极区，使钢材的表面发生 电化学腐蚀。钢材表面的电化学腐蚀产物中，最初生侵入，所以， 钢材的锈蚀是连续不断的。另一方面，由于钢材在锈蚀过程中形 成的许多锈坑，进一步增加了钢材与水分及氧气的接触表面积， 加剧了锈蚀的速度，所以，钢材的锈蚀具有扩散性。空气湿度、 空气中存在的硫化物、灰尘、煤尘及盐分的污染物等，均对钢结
筑构件的燃烧性能耐火极限的要求，钢构件的耐火极限不应 低于下表的规定
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1.3
防火保护材料
(1)防火涂料。膨胀型防火涂料又称为薄涂型涂料，涂层厚度 一般为2～7mm，有一定的装饰效果，所含树脂和防火剂只在受
热时有防火效果。当温度升至150～350℃时，涂层能迅速膨胀
5～10倍，从而形成保护层。非膨胀型涂料为厚涂型防火涂料， 它由耐高温硅酸盐材料、高效防火添加剂组成，是一种预发泡高
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1.4
防火措施与构造
(1)钢柱。一般采用厚涂型钢结构防火涂料，其涂层厚度应满足
构件的耐火极限要求。施工喷涂时，节点部位宜作加厚处理。对
喷涂的技术要求和验收标准均应符合国家标准《钢结构防火涂料 应用技术规程》(CECS24：1990)的规定。
防火板材包裹保护：当采用石膏板、蛭石板、硅酸钙板、岩
棉板等硬质防火板材保护时，板材可用胶粘剂或紧固铁件固定若 柱子为开口截面(如工字形截面)，则在柱翼缘之间嵌入一块厚度 较大的防火材料作横隔板。当包覆层数等于或大于两层时，各层 板应分别固定，板的水平缝至少应错开500mm。
地下钢铁设施保护的最重要、最经济的
措施。
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(3)在钢结构表面涂刷防腐涂层。这是目前钢结构防腐的主要措 施之一，也是最经济和最简便的防腐方法。根据涂层组成材料的不同， 其防护作用可以是阻隔性、电化学性及阻隔～电化学复合性，通过涂 刷或喷涂油漆的办法，在钢材表面形成保护膜，在涂料中加入锌粉、 铝粉，或在钢构件上喷镀锌、铝，能起到对钢材电化学保护的作用， 使促进腐蚀的各种外界条件如水分、氧气等尽可能与钢材表面隔离开 来，从而阻止钢材锈蚀。
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钢构件的耐火极限
构件耐火极限是指构件在耐火试验中，从受到火的作用
时起，到失去稳定性或完整性或绝热性止，这段抵抗火作用
的时问。根据《建筑设计防火规范》(GBJ 16一1987)、《高 层民用建筑设计防火规范》(GB 50045--1995)，《石油化工
企业设计防火规范》(CB 50160—1992)等国家规范对各类建
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外包混凝土保护层：可采用C20混凝土或加气混凝土，混凝土内 宜用细箍筋或钢筋网进行加固，以固定混凝土，防止遇火剥落。 钢丝网抹灰保护层：其做法是在柱子四周包以钢丝网，缠上细钢 丝，外面抹灰，边角另加保护钢筋。 另外，还可将钢柱包以矿棉毡(或岩棉毡)，并用金属板或其他不 燃性板材包裹起来。 (2)钢梁。钢梁的防火保护措施可参照钢柱的做法。当采用喷涂 防火涂料时，遇下列情况应在涂层内设置与钢构件相连的钢丝网：受 冲击振动荷载的梁；涂层厚度等于或大于40mm的梁；腹板高度超过 1.5m的梁；粘结强度小于0.05MPa的钢结构防火涂料。 (3)屋盖与中庭。采用钢结构承重时，其吊顶、面板、保温材料等 均应采用不燃烧材料，以减少发生火灾时对屋顶钢构件的威胁。屋顶 钢构件应采用喷涂防火涂料、外包不燃烧板材或设置自动喷水灭火系 统等保护措施，使其达到规定的耐火极限要求。
钢结构的防火防腐技术
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1． 钢结构的防火
1.1 1.2 1.3 1.4 钢结构防火保护技术原理 钢构件的耐火极限 防火保护材料 防火措施与构造
2． 钢结构的防腐
2.1 钢结构腐蚀的特点 2.2 钢结构的防腐措施
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1． 钢结构的防火
钢材耐火性能差，它的机械性能，如屈服点、抗拉强度及弹 性模量，随温度升高而降低，因而出现强度下降、变形加大等问
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2.2 钢结构的防腐措施
钢结构的防腐方法有以下几种： (1)改善钢材材性的防腐蚀方法。它 是指在钢材中加入合金元素，以达到阻 缓钢材腐蚀的目的。在设计钢结构构件 时选用耐候钢等抗腐蚀能力强的钢材就 属于这种方法。 (2)电化学防腐蚀保护方法。主要是 指阴极保护法。从20世纪50年代起， 随着阴极保护技术日趋完善，它已成为
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1.1
钢结构防火保护技术原理
应用防火涂料涂覆在钢基材表面对钢结构构件进行防火隔热 保护，其原理为：一是涂层对钢基材起屏蔽作用，隔离了火焰，
使钢构件不直接暴露在火焰或高温之中；二是涂层吸热后，部分
物质分解出水蒸气或其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温 度和燃烧速度、稀释氧气的作用；三是涂层本身多孔轻质或受热 膨胀后形成炭化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了 钢基材受热后温度升到极限温度的时间。
构的腐蚀速度有影响。其中，空气相对湿度是影响钢结构腐蚀速
度的主要因素，而且，当钢材表面出现腐蚀产物后，即使相
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对湿度较低，腐蚀过程也会加剧；气体及灰尘等污物对钢材腐蚀速度
的影响，主要是通过提高钢材表面水膜的导电性及增强钢材表面和腐
蚀产物的吸湿性；大气环境中的氯化物气体、硫化物气体以及灰尘均 会加剧钢结构的腐蚀。因此，在防腐设计时应充分考虑环境影响。
效能的防火涂料。涂层厚度一般为8～50mm，通过改变涂层厚度
可以满足不同的耐火极限要求。 (2)由厚板或薄板构成的外包层防火。常用的有石膏板、水泥 蛭石板、硅酸钙板和岩棉板，使用时通过胶粘剂或紧固件固定在 钢构件上，胶粘剂应在预计耐火时间内受热而不失去粘结作用。
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(3)外包混土保护层。可以现浇成型也可以用喷涂法，在外包层 内埋设钢丝网或用小截面钢筋加强以限制收缩裂缝和遇火爆裂
题。试验研究表明，低碳钢在200℃以下时拉伸性能变化不大，
但在200℃以上时弹性模量开始明显减小，500℃时弹性模量E值 为常温的50％，近700℃时E值则约为常温的20％。屈服强度的变 化大体与弹性模量的变化相似，超过300℃以后，应力一应变关 系曲线就没有明显的屈服台阶，在400 500℃时钢材内部再结晶， 使强度下降明显加快，到700℃时屈服强度已所剩无几。所以钢 材在500℃时尚有一定的承载力，而到700℃时则基本失去承载力， 故700℃被认为是低碳钢失去强度的临界温度。