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薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料施工工藝的研究

作者: 中國(guó)建材網(wǎng)    
時(shí)間:2011-07-26 09:57:57 [收藏]
 
    關(guān)鍵詞:型鋼 結(jié)構(gòu) 防火涂料

     

    覃文清(公安部四川消防研究所,四川都江堰611830)
      
      摘要:施工工藝條件對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用性能和裝飾性有重要影響。研究了被保護(hù)基材鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法和防火涂料施工環(huán)境對(duì)涂裝效果的影響,以及防火涂料的施工工藝,以期對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料最佳施工工藝的選擇提供有價(jià)值的參考。
      
      關(guān)鍵詞:薄型鋼結(jié)構(gòu);防火涂料;施工工藝
      
      0.引言
      
      在薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料配方設(shè)計(jì)研究中,防火涂料的施工工藝研究也很重要,施工工藝條件對(duì)涂料的使用性能和裝飾性有重要影響。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格取得資質(zhì)的專業(yè)施工隊(duì)進(jìn)行施工,施工中的安全技術(shù)和勞動(dòng)保護(hù)等要求,應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理應(yīng)有相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管理體系、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)制度、施工方案等技術(shù)文件。防火涂料的施工是使涂料在被保護(hù)物件表面形成所需涂膜的過(guò)程,防火涂料對(duì)被保護(hù)基材表面的裝飾、保護(hù)以及功能性作用是以其在物件表面所形成的涂膜來(lái)體現(xiàn)。薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料的施工工藝研究包括3方面內(nèi)容:被保護(hù)基材鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法研究、施工環(huán)境對(duì)涂裝效果影響的研究和施工工藝研究。
      
      1.鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法研究
      
      被保護(hù)鋼基材的表面處理,是薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料施工的基礎(chǔ)工序。其目的是為涂膜與被保護(hù)鋼基材表面的附著創(chuàng)造一個(gè)良好的條件,同時(shí)還能提高和改善涂膜性能。鋼結(jié)構(gòu)表面處理是整個(gè)涂裝工藝取得良好效果的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。表面處理的目的:第一,清除被涂物件表面的各種污垢,使涂層與被涂鋼基材表面很好地附著,以保證涂層具有優(yōu)良的性能。污垢分為無(wú)機(jī)和有機(jī)污垢兩類(lèi),它們的存在不僅影響涂層外觀,嚴(yán)重的會(huì)使涂膜成片脫落;第二,修整被保護(hù)物件表面,除去存在的缺陷,提供防火涂料施工時(shí)需要的表面粗糙度,使涂刷時(shí)有良好的附著基礎(chǔ)。實(shí)踐表明:被涂物件表面合適的粗糙度為4~6級(jí);第三,針對(duì)被保護(hù)鋼基材的不同材質(zhì)采用不同的處理方法,以提高涂層的附著力和防腐蝕能力。表面處理的方法多種多樣,應(yīng)依據(jù)被涂鋼基材表面加工后的清潔和光潔程度,污垢的種類(lèi)和特性以及污染程度等來(lái)選擇。屬于表面凈化處理的有除油、除銹、除舊漆;屬于化學(xué)處理的有磷化、鈍化處理。
      
      1.1除油
      
      去除金屬工件表面的油污,可增強(qiáng)各種涂料的附著力。根據(jù)油污情況,選用成本低、溶解力強(qiáng)、毒性小和不易燃的溶劑。常用的溶劑有200#石油溶劑油、松節(jié)油、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、二氯甲烷、三氯乙烷、三氟三氯乙烷等。 

     

      1.2除銹

        徹底清除鋼材表面的銹垢,以延長(zhǎng)涂膜的使用壽命,不同的鋼鐵器件表面有不同的除銹標(biāo)準(zhǔn)。除銹方法主要有:

        (1)手工打磨除銹,是最簡(jiǎn)單、古老的除銹方法。它能除去松動(dòng)、翹起的氧化皮,疏松銹蝕及其他污物。

        (2)機(jī)械除銹,借助于機(jī)械力的沖擊與摩擦作用,清除鋼材表面的氧化皮、銹層、舊漆層及焊渣等。其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,效率比手工除銹有所提高。常用的除銹設(shè)備有:鋼板除銹機(jī),鋼材在一對(duì)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬絲滾筒間通過(guò),靠絲刷與鋼材表面的快速摩擦,除去鋼材表面的銹蝕層;手提式鋼板除銹機(jī),由電動(dòng)機(jī)通過(guò)軟軸帶動(dòng)鋼絲輪與鋼材表面摩擦而除銹;滾筒除銹機(jī),靠滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)使磨料同鋼材表面相互沖擊、摩擦而除銹。此外,噴砂除銹也是一種重要的除銹方式。

        (3)化學(xué)除銹,通常稱為酸洗,是以酸溶液促使鋼材表面銹層發(fā)生化學(xué)變化并溶解在酸液中,而達(dá)到除銹目的。常用浸漬、噴射、涂覆3種處理方式。

        (4)除銹劑除銹(常用絡(luò)合除銹劑),既可在酸性條件下進(jìn)行,也可在堿性條件下進(jìn)行,前者還適合于除油、磷化等綜合表面處理。

        1.3表面處理對(duì)涂層性能的影響

        鋼基材的表面處理對(duì)涂層附著力有很大影響。涂覆水性防火涂料前,鋼基材表面應(yīng)達(dá)到無(wú)銹、無(wú)油、干燥和有合適的粗糙度,以便提高涂層的附著力。先用噴射除銹劑對(duì)鋼基材表面除油、除銹后,再采用機(jī)械打磨和化學(xué)洗液處理兩種不同的方法對(duì)鋼基材表面進(jìn)行處理,所得涂層性能如表1所示。

    表1表面處理對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層性能的影響

    表1表面處理對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層性能的影響 
     注:硬度按GB6739—86用QHQ—A型硬度儀測(cè)定。

        由表1可見(jiàn):鋼基材經(jīng)機(jī)械打磨后,所得涂層的附著力、初期干燥抗裂性等性能比化學(xué)洗液處理方法要好。這是由于鋼基材經(jīng)機(jī)械打磨后增大了基材的粗糙度,使防火涂層牢牢地鑲嵌在鋼基材表面。
    2.施工環(huán)境對(duì)涂裝效果的影響

        施工環(huán)境對(duì)防火涂料涂裝效果有相當(dāng)大的影響。一般要求施工場(chǎng)所環(huán)境明亮、不受日光直曬、溫度和濕度合適、空氣清潔、風(fēng)速適宜、防火條件好。施工場(chǎng)所除應(yīng)具備一定亮度或照明條件外,還要求避免日光直曬,在烈日下施工很易造成涂膜缺陷。大氣的溫濕度與涂料施工和干燥性能關(guān)系很大。實(shí)驗(yàn)表明:在高溫、高濕情況下,防火涂料中的一些組分會(huì)慢慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成涂膜變脆而開(kāi)裂脫落。一般溫度在5℃以下或高于50℃,相對(duì)濕度在85%以上時(shí),施工效果都不太理想。適宜的施工氣候條件為:在施工過(guò)程和施工之后,涂膜干燥固化之前,環(huán)境溫度宜在5~50℃,相對(duì)濕度不大于90%,空氣應(yīng)流通。若溫度過(guò)低或過(guò)高,風(fēng)速在5m/s(4級(jí))以上時(shí),都不利于防火涂料施工。不能在戶外露天施工,鋼構(gòu)件表面或防火涂料表面有結(jié)露時(shí)不能施工;施工好的涂膜未完全固化前不能受到雨淋、霧水的影響和表面結(jié)露;每次涂刷厚度不能太厚,上道涂膜未干就進(jìn)行下一次施工等都可造成涂層空鼓、開(kāi)裂。空氣中的塵埃對(duì)涂裝效果影響特別大,必須采取防塵措施,不同涂層要求不同的防塵標(biāo)準(zhǔn)。通風(fēng)效果既影響涂層質(zhì)量,又影響施工場(chǎng)所的安全衛(wèi)生。

        3.施工工藝研究

        施工工藝包括工藝流程、工藝條件和參數(shù)、施工方法和使用設(shè)備等。不同的被涂鋼件和涂料品種,對(duì)應(yīng)不同的施工工藝。

        3.1刷涂法

        它是使用最早、最簡(jiǎn)單的一種涂裝方法,適用于涂刷任何形狀的物件,絕大多數(shù)防火涂料可以用此種方法施工。刷涂法涂刷很容易滲透金屬表面的細(xì)孔,可增強(qiáng)涂料對(duì)金屬表面的附著力。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大,有時(shí)涂層表面留有刷痕,影響裝飾性。

        3.2滾筒刷涂法

        滾筒是一個(gè)直徑不大的空心圓柱,表面粘有合成纖維制成的長(zhǎng)絨毛,圓柱兩端裝有兩個(gè)墊圈,中心帶孔,彎曲的手柄即由這個(gè)孔中通過(guò)。施工時(shí)先將輥?zhàn)咏肫嶂薪?rùn),然后用力輥涂到所需的表面上?,F(xiàn)在采用空壓機(jī)壓送涂料的輥涂裝置。

        3.3刮涂抹涂法

        使用金屬或非金屬刮刀,如硬膠皮片、玻璃鋼刮刀、牛角刮刀等手工抹涂各種厚漿型防火涂料和膩?zhàn)?/a>。

        3.4噴涂法

        采用壓縮空氣及噴槍,使涂料霧化的施工方法。其特點(diǎn)是噴涂后涂膜均勻,生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是有一部分涂料被揮發(fā)損耗,同時(shí)由于溶劑大量揮發(fā),影響操作者身體健康。噴涂法包括空氣噴涂法、無(wú)空氣噴涂法、熱噴涂法、雙口噴槍噴涂法、靜電噴涂法、自動(dòng)噴涂法等。防火涂料一般采用空氣噴涂法??諝鈬娡康年P(guān)鍵設(shè)備是噴槍。依據(jù)涂料供給方式,噴槍通常分為重力式、吸引式和壓送式3種,又按噴涂能力分為小型和大型兩類(lèi)。小型噴槍多為重力式或吸引式,其噴嘴口徑約0.5~1.8mm;大型噴槍則為壓送式,也有吸引式,噴嘴口徑多為1~10mm。噴嘴口徑的大小決定涂料的噴出量和噴射涂料束的幅面寬度。涂料黏度高,需要工作壓力大,應(yīng)選大口徑噴嘴;涂料黏度低,需要工作壓力小,可選小口徑噴嘴。空氣噴涂的工作壓力一般為0.3~0.6MPa。為獲得光滑平整的涂層,噴涂時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。第一,施工前,首先應(yīng)將涂料調(diào)至適當(dāng)?shù)酿ざ?,根?jù)涂料的種類(lèi)、空氣壓力、噴嘴的大小以及物面的需要量來(lái)確定。第二,供給噴槍的空氣壓力一般為0.3~0.6MPa。第三,噴嘴與物面的距離,以200~300mm為宜。第四,噴出涂料流的方向應(yīng)盡量垂直于物體表面。第五,為了獲得均勻的涂層,操作時(shí)每一噴涂條帶的邊緣應(yīng)當(dāng)重疊在前一已噴好的條帶邊緣上(以重疊1/3為宜)。噴槍的移動(dòng)速度應(yīng)保持均勻一致,不可時(shí)快時(shí)慢。
    3.5水性薄型
    鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工工藝

        由于水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的粒度較大、黏度較稠,因而不太適宜采用刷涂法和滾筒刷涂法,而選用噴涂、抹涂和刮涂相結(jié)合的施工工藝。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料為水性涂料,直接涂刷在鋼基材表面易生銹。因此施工前首先應(yīng)將鋼基材表面的油污、雜質(zhì)、銹跡、銹斑徹底除掉,然后先刷一道防銹底漆,目的是防止鋼結(jié)構(gòu)生銹,以延長(zhǎng)使用壽命,另外可使鋼結(jié)構(gòu)表面與涂層之間具有良好的結(jié)合力,提高整個(gè)涂層的保護(hù)性能。涂防銹底漆緊接著施工前表面處理進(jìn)行,兩工序之間的間隔應(yīng)盡可能縮短。正確地選擇防銹底漆品種及其涂裝工藝,就能起到提高涂層性能、延長(zhǎng)涂層壽命的作用。對(duì)防銹底漆的性能要求:應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)底材具有很好的附著力;本身有較好的機(jī)械強(qiáng)度;對(duì)底材具有良好的防腐蝕保護(hù)性能和不產(chǎn)生其他副作用;能為防火涂層提供良好的基礎(chǔ),不含能滲入上層涂膜引起弊病的組分;具有良好的涂裝性、干燥性和打磨性,這點(diǎn)在大批量流水線生產(chǎn)中至關(guān)重要。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料固體含量較大,較易沉淀,使用前應(yīng)充分?jǐn)噭?。雙組分防火涂料,要根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的比例在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)配,并充分?jǐn)噭颍粏谓M分涂料也應(yīng)充分?jǐn)嚢?。攪拌好的涂料如太稠,可加適量自來(lái)水稀釋到便于施工的黏度,噴涂時(shí)以不發(fā)生流淌和下墜現(xiàn)象為宜。不需噴涂的設(shè)備、管道、墻面和門(mén)窗,應(yīng)遮蔽保護(hù)。防火涂料一般較粗糙,宜采用重力式或噴斗式噴槍,噴嘴口徑φ4~6mm,空氣壓力0.4~0.6MPa。一般每次噴涂厚度為3mm左右,每隔24h噴涂1次,達(dá)到所需厚度為止。必須在上一道涂料干燥后,再噴涂下一道涂料,噴涂時(shí)應(yīng)確保涂層均勻平整。操作者要攜帶涂層測(cè)厚儀隨時(shí)檢測(cè)涂層厚度,并確保噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度。要求涂層表面平整光滑時(shí),應(yīng)對(duì)最后一道涂層作抹平處理,以保證外表面平整。局部修補(bǔ)和小面積施工,可用刷涂、噴涂或輥涂法。涂層若無(wú)裝飾要求,可不涂面層;若有裝飾要求,可噴涂裝飾面層涂料1~2道,約2mm厚。

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