构件成品的表面的处理

钢结构加工技术

——构件成品的表面处理

2012年2月高强度螺栓摩擦面的处理采用高强度螺栓连接时，应对构件摩擦面进行加工处理。处理好的摩擦面应保持干燥、整洁、不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等，除设计要求外，摩擦面不应涂漆。摩擦面的抗滑移系数是高强度螺栓连接的主要设计参数之一，构件出厂前应按批做试件，检验抗滑移系数。试件的处理方法应与构件相同，检验的最小数值应符合设计要求，并附三组试件供安装时复验抗滑移系数。摩擦面的处理方法：喷砂、酸洗、砂轮打磨等。其中喷砂处理过的摩擦面的抗滑移系数值较高，离散率较小。（1）喷砂法喷砂法是用0.4～0.6N/mm2的压缩空气，通过砂罐、喷枪，把直径1.5～4.0mm的干燥石英砂均匀喷到钢材接头表面，使钢材呈浅灰色的毛糙面。加工时，喷嘴离钢材表面100～150mm。由于喷砂对空气的污染严重，目前推广采用钢丸磨料。喷砂后生赤锈的处理方法：效果良好，但要遵守有关施工规程，严格掌握赤锈程度，安装前应拭去表面浮锈。喷砂后涂无机富锌漆的处理方法：工艺严格，成本高，一般在露天结构中用得较多，而高层建筑钢结构中用得较少。（2）酸洗法酸洗法是把需要处理的构件部位放到酸液（硫酸浓度为18%）槽中，通过酸液的化学作用，把钢材表面的铁锈污垢去掉，并达到要求的毛糙程度。然后放到中和池（石灰水）内中和，并用清水把钢材表面的残酸洗净。酸洗处理虽然效果较好，但酸洗后构件表面，特别是组合构件夹缝中的残存酸液不易去净，继续腐蚀摩擦面，因此，不提倡使用此种方法。（3）砂轮打磨法用手提式电动砂轮进行打磨，打磨范围不应小于螺栓孔径的4倍，打磨方向应与构件受力方向垂直。砂轮打磨时，注意不应在钢材表面磨出明显的凹坑。砂轮打磨适用于环境和施工条件受到限制时的局部摩擦面处理。（4）钢丝刷清除浮锈钢丝刷清除浮锈或清除未经处理的干净轧制表面，仅适用于抗滑移系数较低的连接面。构件成品的防腐涂装建筑钢结构构件，在加工验收合格后应进行防腐涂料涂装。但构件焊缝连接处、高强度螺栓摩擦面处不能作防腐涂装，应在现场安装完后，再对焊缝及高强度螺栓接头处补刷防腐漆。建筑钢结构在常温大气环境中安装、使用，易受大气中水分、氧和其它污染物的作用而被腐蚀。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，还直接影响到结构安全。目前国内外主要采用涂料涂装的方法进行防腐。钢结构构件，应在质量验收合格后进行防腐涂料涂装。涂装前钢材表面应进行除锈处理，以提高底漆的附着力，保证涂层质量。除锈处理后，钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。建筑钢结构在一个流水段一节柱的所有构件安装完毕，并对结构验收合格后，应进行补刷涂层工作。补刷涂层部位包括现场焊缝、高强度螺栓及其连接节点，以及在运输、堆放、安装过程中构件涂层被磨损的部位。涂刷前应把涂刷部面的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、浮尘等清除干净。涂刷所用的材料和工艺，应与钢构件制作时所涂材料和工艺相同。（一）钢材表面除锈等级与除锈方法《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923—88）将除锈等级分成喷射或抛射除锈、手工和动力工具除锈、火焰除锈三种类型。喷射或抛射除锈采用的设备有空气压缩机、喷射或抛射机、油水分离器等，该方法能控制除锈质量、获得不同要求的表面粗糙度，但设备复杂、费用高、污染环境。手工和动力工具除锈采用的工具有砂布、钢丝刷、铲刀、尖锤、平面砂轮机、动力钢丝刷等，该方法工具简单、操作方便、费用低，但劳动强度大、效率低、质量差。应将喷射除锈作为首选的除锈方法，而手工和电动工具除锈仅作为喷射除锈的补充手段。

1）喷射或抛射除锈，用字母“Sa”表示，分四个等级：Sa1轻度的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂或污垢，没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。Sa2彻底地喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢，氧化皮、铁锈等附着物已基本消除，其残留物应是牢固附着的。非常彻底地喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅是点状或条状的轻微色斑。Sa3使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，该表面应显示均匀的金属光泽。2)手工和动力工具除锈,用字母“St”表示，分两个等级：St2彻底手工和动力工具除锈。钢材表面无可见的油脂和污垢，没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。St3非常彻底手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽。3）火焰除锈，以字母“F1”表示，它包括在火焰加热作业后，以动力钢丝刷清除加热后附着在钢材表面的产物。只有一个等级F1：F1钢材表面应无氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅为表面变色（不同颜色的暗影）。《钢结构工程施工质量验收规范》（50205—2001）规定，钢材表面的除锈方法和除锈等级应与设计文件采用的涂料相适应。当设计无要求时，钢材表面除锈等级应符合下表的规定。涂料品种除锈等级油性酚醛、醇酸等底漆或防锈漆St2高氯化聚乙烯、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、聚氨酯等底漆或防锈漆Sa2无机富锌、有机硅、过氧乙烯等底漆表各种底漆或防锈漆要求最低的除锈等级（二）钢结构防腐涂料钢结构防腐涂料是一种含油或不含油的胶体溶液，涂敷在钢材表面，结成一层薄膜，使钢材与外界腐蚀介质隔绝。涂料分底漆和面漆两种：底漆：是直接涂在钢材表面上的漆。含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材表面粘结力强，与面漆结合性好。面漆：是涂在底漆上的漆。含粉料少，基料多，成膜后有光泽，主要功能是保护下层底漆。面漆对大气和湿气有高度的不渗透性，并能抵抗有腐蚀介质、阳光紫外线所引起风化分解。钢结构的防腐涂层，可由几层不同的涂料组合而成。涂料的层数和总厚度是根据使用条件来确定的，一般室内钢结构要求涂层总厚度为125μm，即底漆和面漆各二道。高层建筑钢结构一般处在室内环境中，而且要喷涂防火涂层，所以通常只刷二道防锈底漆。高层建筑钢结构构件，常用的防腐底漆有红丹油性防锈漆、红丹酚醛防锈漆、硼钡酚醛防锈漆、云母氧化铁底漆等。（三）钢结构防腐涂装钢结构防腐涂装，常用的施工方法有刷涂法和喷涂法两种。刷涂法：在建筑工程中应用较广泛，适宜于油性基料刷涂。因为油性基料虽干燥得慢，但渗透性大，流平性好，不论面积大小，刷起来都会平滑流畅。一些形状复杂的构件，使用刷涂法也比较方便。喷涂法：施工工效高，适合于大面积施工，对于快干和挥发性强的涂料尤为适合。喷涂的漆膜较薄，为了达到设计要求的厚度，有时需要增加喷涂的次数。喷涂施工比刷涂施工涂料损耗大，一般要增加20%左右。防腐涂装工程的质量与安全要求：1）涂料、涂装遍数、涂层厚应均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度：室外应为150μm，室内应为125μm，其允许偏差为－25μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为－5μm。2）配制好的涂料不宜存放过久，涂料应在使用的当天配制。稀释剂的使用应按说明书的规定执行，不得随意添加。3）涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求，当产品说明书无要求时，环境温度宜在5～38℃之间，相对湿度不应大于85%。涂装时构件表面不应有结露；涂装后4m内应保护免受雨淋。4）施工图中注明不涂装的部位不得涂装。焊缝处、高强度螺栓摩擦面处，暂不涂装，待现场安装完后，再对焊缝及高强度螺栓接头处补刷防腐涂料。5）涂装应均匀，无明显起皱、流挂、针眼和气泡等，附着应良好。6）涂装完毕后，应在构件上标注构件的编号。大型构件应标明其重量、构件重心位置和定位标记。7）应重视防腐涂装施工中的安全与保护工作。防腐涂料大多为易燃品，大部分溶剂有不同程度的毒性，为此防火、防暴、防毒是至关重要的任务。高层建筑钢结构防火工程钢材由于其导热快，比热小，虽是一种不燃烧材料，但极不耐火。未加防火处理的钢结构构件在火灾温度作用下，温度上升很快，只需十几分钟，自身温度就可达540℃以上，此时钢材的机械力学性能如屈服点、抗拉强度、弹性模量及载荷能力等都将急剧下降；达到600℃时，强度则几乎为零，钢构件不可避免地扭曲变形，最终导致整个结构的垮塌毁坏。美国的9.11事件，让人们越发关注高层钢结构建筑的防火问题。因此钢结构构件的防火处理是高层钢结构设计、施工中的一项重要内容。经过防火处理的钢结构构件应具有一定的耐火能力，使之在火灾发生的短时间内不会产生整体结构的失稳倒塌，以便于人员疏散，消防灭火和减少经济损失。建筑钢结构防火保护措施有喷涂防火涂料、防火板材包复、水冷却等。目前采用最普遍的防火处理方法是防火涂料涂装。（一）钢结构防火涂料分类及选用要求防火涂料分类：按所用粘结剂的不同分为有机类防火涂料和无机类防火涂料。有机类防火涂料又分为膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。按涂层的厚度分为以下两类：B类，即薄涂形钢结构防火涂料，涂层厚度一般为2～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，耐火极限一般为0.5～2h，故又称为钢结构膨胀防火涂料。主要品种有LB、SG-1、SB-2、SS-1钢结构膨胀防火涂料，MC-10室内外防腐型钢结构膨胀防火涂料，SWB室外钢结构膨胀防火涂料等。H类，厚涂型钢结构防火涂料，涂层厚度一般为8～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5～3h，又称为钢结构防火隔热涂料。主要品种ST1-A、SB-1、SG-2、LG、TJC276钢结构防火涂料，SWH室外钢结构防火隔热涂料，SY1-B露天钢结构防火涂料等。选用要求：要求耐火极限达2h以上的钢结构，必须选用厚涂型钢结构防火隔热涂料。厚涂型防火涂料基本上由无机质材料构成，涂层稳定，老化速度慢，只要涂层不脱落，防火性能就有保障。选用防火涂料时，应注意不应把薄涂型钢结构膨胀防火涂料用于保护2h以上的钢结构。该涂料含较多有机成分，涂层在高温下发生物理、化学变化，形成炭质泡沫后起到隔热作用。膨胀泡沫强度有限，易开裂、脱落，炭质在1000℃高温下会逐渐灰化。不得将室内钢结构防火涂料，未加改进和采取有效的防火措施，直接用于喷涂保护室外的钢结构。室外钢结构环境条件比室内苛刻得多，完全暴露于阳光与大气之中，因此必须选用耐水、耐冻融循环、耐老化，并能经受酸、碱、盐等化学腐蚀的室外钢结构防火涂料进行喷涂保护。（二）钢结构防火涂料涂装1．一般规定1）防火涂料的涂装，应在钢结构安装就位，并经验收合格后进行。若提前对钢构件实施防火喷涂，再进行吊装，则安装好后应对损坏的涂层及钢结构的接点进行补喷。2）喷涂前，钢结构表面应除锈，并根据使用要求涂装防腐底漆。防腐底漆与防火涂料不应发生化学反应。3）喷涂前，钢结构表面的灰尘、油污、杂物等应清除干净。钢构件连接处4～12mm宽的缝隙应采用防火涂料或其它防火材料，如硅酸铝纤维棉，防火堵料等填补堵平。4）对大多数防火涂料而言，施工过程中和涂层干燥固化前，环境温度应宜保持在5～38℃，相对湿度不宜大于85%，空气应流动。当风速大于5m/s或雨后和构件表面结晶时，不宜作业。化学固化干燥的涂料，施工温度和湿度范围可放宽，如LG钢结构防火涂料可在－5℃施工。2．厚涂型钢结构防火涂料施工厚涂型防火涂料一般采用喷涂施工。机具可为压送式喷涂机或挤压泵，配能自动调压的0.6～0.9m3/min的空压机，喷枪口径为6～12mm，空气压力为0.4～0.6MPa。局部修补可采用抹灰刀等工具手工抹涂。9·11事件美国东部时间2001年9月11日