鋼結構的防火防腐技術ppt課件.ppt

1 鋼結構的防火防腐技術 2 1 鋼結構的防火1 1鋼結構防火保護技術原理1 2鋼構件的耐火極限1 3防火保護材料1 4防火措施與構造2 鋼結構的防腐2 1鋼結構腐蝕的特點2 2鋼結構的防腐措施 3 1 鋼結構的防火 鋼材耐火性能差 它的機械性能 如屈服點 抗拉強度及彈性模量 隨溫度升高而降低 因而出現(xiàn)強度下降 變形加大等問題 試驗研究表明 低碳鋼在200 以下時拉伸性能變化不大 但在200 以上時彈性模量開始明顯減小 500 時彈性模量E值為常溫的50 近700 時E值則約為常溫的20 屈服強度的變化大體與彈性模量的變化相似 超過300 以后 應力一應變關系曲線就沒有明顯的屈服臺階 在400500 時鋼材內部再結晶 使強度下降明顯加快 到700 時屈服強度已所剩無幾 所以鋼材在500 時尚有一定的承載力 而到700 時則基本失去承載力 故700 被認為是低碳鋼失去強度的臨界溫度 4 1 1鋼結構防火保護技術原理 應用防火涂料涂覆在鋼基材表面對鋼結構構件進行防火隔熱保護 其原理為 一是涂層對鋼基材起屏蔽作用 隔離了火焰 使鋼構件不直接暴露在火焰或高溫之中 二是涂層吸熱后 部分物質分解出水蒸氣或其他不燃氣體 起到消耗熱量 降低火焰溫度和燃燒速度 稀釋氧氣的作用 三是涂層本身多孔輕質或受熱膨脹后形成炭化泡沫層 阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞 推遲了鋼基材受熱后溫度升到極限溫度的時間 5 1 2鋼構件的耐火極限 構件耐火極限是指構件在耐火試驗中 從受到火的作用時起 到失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性止 這段抵抗火作用的時問 根據(jù) 建筑設計防火規(guī)范 GBJ16一1987 高層民用建筑設計防火規(guī)范 GB50045 1995 石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范 CB50160 1992 等國家規(guī)范對各類建筑構件的燃燒性能耐火極限的要求 鋼構件的耐火極限不應低于下表的規(guī)定 6 1 3防火保護材料 1 防火涂料 膨脹型防火涂料又稱為薄涂型涂料 涂層厚度一般為2 7mm 有一定的裝飾效果 所含樹脂和防火劑只在受熱時有防火效果 當溫度升至150 350 時 涂層能迅速膨脹5 10倍 從而形成保護層 非膨脹型涂料為厚涂型防火涂料 它由耐高溫硅酸鹽材料 高效防火添加劑組成 是一種預發(fā)泡高效能的防火涂料 涂層厚度一般為8 50mm 通過改變涂層厚度可以滿足不同的耐火極限要求 2 由厚板或薄板構成的外包層防火 常用的有石膏板 水泥蛭石板 硅酸鈣板和巖棉板 使用時通過膠粘劑或緊固件固定在鋼構件上 膠粘劑應在預計耐火時間內受熱而不失去粘結作用 7 3 外包混土保護層 可以現(xiàn)澆成型也可以用噴涂法 在外包層內埋設鋼絲網(wǎng)或用小截面鋼筋加強以限制收縮裂縫和遇火爆裂 8 1 4防火措施與構造 1 鋼柱 一般采用厚涂型鋼結構防火涂料 其涂層厚度應滿足構件的耐火極限要求 施工噴涂時 節(jié)點部位宜作加厚處理 對噴涂的技術要求和驗收標準均應符合國家標準 鋼結構防火涂料應用技術規(guī)程 CECS24 1990 的規(guī)定 防火板材包裹保護 當采用石膏板 蛭石板 硅酸鈣板 巖棉板等硬質防火板材保護時 板材可用膠粘劑或緊固鐵件固定若柱子為開口截面 如工字形截面 則在柱翼緣之間嵌入一塊厚度較大的防火材料作橫隔板 當包覆層數(shù)等于或大于兩層時 各層板應分別固定 板的水平縫至少應錯開500mm 9 外包混凝土保護層 可采用C20混凝土或加氣混凝土 混凝土內宜用細箍筋或鋼筋網(wǎng)進行加固 以固定混凝土 防止遇火剝落 鋼絲網(wǎng)抹灰保護層 其做法是在柱子四周包以鋼絲網(wǎng) 纏上細鋼絲 外面抹灰 邊角另加保護鋼筋 另外 還可將鋼柱包以礦棉氈 或巖棉氈 并用金屬板或其他不燃性板材包裹起來 2 鋼梁 鋼梁的防火保護措施可參照鋼柱的做法 當采用噴涂防火涂料時 遇下列情況應在涂層內設置與鋼構件相連的鋼絲網(wǎng) 受沖擊振動荷載的梁 涂層厚度等于或大于40mm的梁 腹板高度超過1 5m的梁 粘結強度小于0 05MPa的鋼結構防火涂料 3 屋蓋與中庭 采用鋼結構承重時 其吊頂 面板 保溫材料等均應采用不燃燒材料 以減少發(fā)生火災時對屋頂鋼構件的威脅 屋頂鋼構件應采用噴涂防火涂料 外包不燃燒板材或設置自動噴水滅火系統(tǒng)等保護措施 使其達到規(guī)定的耐火極限要求 10 2 1鋼結構腐蝕的特點 在大氣環(huán)境中 鋼結構構件只要與水分和氧氣同時直接接觸 就會在表面形成許多微小的陰極區(qū)和陽極區(qū) 使鋼材的表面發(fā)生電化學腐蝕 鋼材表面的電化學腐蝕產(chǎn)物中 最初生侵入 所以 鋼材的銹蝕是連續(xù)不斷的 另一方面 由于鋼材在銹蝕過程中形成的許多銹坑 進一步增加了鋼材與水分及氧氣的接觸表面積 加劇了銹蝕的速度 所以 鋼材的銹蝕具有擴散性 空氣濕度 空氣中存在的硫化物 灰塵 煤塵及鹽分的污染物等 均對鋼結構的腐蝕速度有影響 其中 空氣相對濕度是影響鋼結構腐蝕速度的主要因素 而且 當鋼材表面出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物后 即使相 11 對濕度較低 腐蝕過程也會加劇 氣體及灰塵等污物對鋼材腐蝕速度的影響 主要是通過提高鋼材表面水膜的導電性及增強鋼材表面和腐蝕產(chǎn)物的吸濕性 大氣環(huán)境中的氯化物氣體 硫化物氣體以及灰塵均會加劇鋼結構的腐蝕 因此 在防腐設計時應充分考慮環(huán)境影響 12 2 2鋼結構的防腐措施 鋼結構的防腐方法有以下幾種 1 改善鋼材材性的防腐蝕方法 它是指在鋼材中加入合金元素 以達到阻緩鋼材腐蝕的目的 在設計鋼結構構件時選用耐候鋼等抗腐蝕能力強的鋼材就屬于這種方法 2 電化學防腐蝕保護方法 主要是指陰極保護法 從20世紀50年代起 隨著陰極保護技術日趨完善 它已成為地下鋼鐵設施保護的最重要 最經(jīng)濟的措施 13 3 在鋼結構表面涂刷防腐涂層 這是目前鋼結構防腐的主要措施之一 也是最經(jīng)濟和最簡便的防腐方法 根據(jù)涂層組成材料的不同 其防護作用可以是阻隔性 電化學性及阻隔 電化學復合性 通過涂刷或噴涂油漆的辦法 在鋼材表面形成保護膜 在涂料中加入鋅粉 鋁粉 或在鋼構件上噴鍍鋅 鋁 能起到對鋼材電化學保護的作用 使促進腐蝕的各種外界條件如水分 氧氣等盡可能與鋼材表面隔離開來 從而阻止鋼材銹蝕 14 把要保護的鋼鐵設備作為陰極 另外用不溶性電極作為輔助陽極 兩者都放在電解質溶液里 接上外加直流電源 通電后 大量電子被強制流向被保護的鋼鐵設備 使鋼鐵表面產(chǎn)生負電荷 電子 的積累 只要外加足夠強的電壓 金屬腐蝕而產(chǎn)生的原電池電流就不能被輸送 因而防止了鋼鐵的腐蝕 15 16 17 18 19 20 由于非膨脹性的防火涂料一般比膨脹型防火涂料的涂層厚 因而其單位面積用量大 使用成本高 裝飾效果差 并且其防火隔熱效果不及膨脹型防火涂料