钢结构非膨胀型防火涂料开裂、空鼓机理研究及防治.pdf
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1、34DOI:https:/doi.org/工程设计与施工第 05 卷第 08 期2023 年 08 月10.12349/edc.v5i8.1338Research on the Mechanism and Prevention of Cracking and Cavitation of Non-expansive Fireproof Coatings for Steel StructuresKe Zhao Bugao Chen Li JiPower Construction Corporation of China East China Survey,Design and Research I
2、nstitute Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhe-jiang,311100,ChinaAbstractNon-expansivefireproofcoatingsforsteelstructuresoftenhavequalityproblemssuchascrackingandhollowingduringconstructiondue to their thick thickness.This paper analyzes the main causes of quality problems through research on the mechanism of quali
3、ty problems,takes targeted control measures,summarizes quality control points,and applies practical construction to effectively control the occurrence of quality defects such as cracking and hollowing.Keywordsnon-expansivefireproofcoating;mechanismresearch;qualitycontrol钢结构非膨胀型防火涂料开裂、空鼓机理研究及防治赵轲 陈步高
4、 汲丽中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,中国浙江 杭州 311100摘 要钢结构非膨胀型防火涂料,由于厚度较厚,在施工中常出现开裂、空鼓等质量问题,论文通过对质量问题发生的机理研究,分析造成质量问题发生的主要原因,有针对性地采取控制措施,总结质量控制要点、应用的实际施工,有效控制开裂、空鼓质量缺陷的发生。关键词非膨胀型防火涂料;机理研究;质量控制【作者简介】赵轲(1992-),男,中国河南杞县人,本科,工程师,从事土木工程研究。1 工程背景1.1 工程概况东川再就业特色产业园位于云南省昆明市东川区,建筑物以钢结构厂房为主,层数以一层和二层为主,采用门架或钢框架结构,层高 610m,生产类
5、别为丙类,结构耐火等级为二级,总建筑面积约 13 万 m2。钢柱、钢梁截面为 H型或箱型,材质为 Q355B,在工厂焊接而成。1.2 设计要求钢构件防腐涂层做法为抛丸除锈后 3 遍环氧富锌底漆(每层干膜厚度 40m)+2 遍环氧云铁中间漆(每层干膜厚度 40m),由于构件外做防火涂料,防腐面漆取消。钢构件耐火极限为:钢柱 2.5h,钢梁 1.5h,楼梯 1.0h,屋顶承重构件、屋面水平支撑、系杆 1.0h。所选用的钢结构防火涂料与防腐油漆之间应进行相容性试验,试验合格后方可使用。防火涂料最低要求:膨胀型钢结构防火涂料的涂料厚度不应小于 1.5mm,非膨胀型钢结构防火涂料的涂料厚度不应小于 15
6、mm。2 防火涂料施涂于建筑物和构筑物钢结构构件表面,能形成耐火隔热保护层,以提高钢结构耐火极限的涂料叫做钢结构防火涂料,其分为膨胀型和非膨胀型两类,其产品均应通过国家检测机构检测合格,方可使用1。室内裸露的钢结构构件和有装饰要求的钢结构,当规定其耐火极限在 1.5h 及以下时,宜选用膨胀型钢结构防火涂料。室内隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构,应当规定其耐火极限在 1.5h 以上时,应选用非膨胀性钢结构防火涂料(见表 1)。本工程选用非膨胀型钢结构防火涂料,防火涂料的粘结强度 0.04MPa、抗压强度 0.3MPa、干密度 500kg/m3、热导率 0.1160(0.1kcal/mh)
7、,35工程设计与施工第 05 卷第 08 期2023 年 08 月耐水性满足 24h 试验后,涂层应无起层、发泡、脱落线型,且隔热效率衰减量应 35%。表 1 非膨胀性钢结构防火涂料性能项目指标粘结强度(MPa)0.04抗压强度(MPa)0.3干密(kg/m3)500耐水性(h)24耐冻融循环性(次)15耐火极限涂料厚度(mm)15、20、30、40、50耐火时间不低于(h)1.0、1.5、2.0、2.5、3.03 质量问题及分析现场防火涂料施工完成后经试验检测发现涂层存在开裂、空鼓甚至脱落现象,且多存在于顶层及外排立柱。本项目采用石膏基非膨胀型钢结构防火涂料,其具有干密度低、凝结速度快的优点
8、,缺点是耐水性差,耐候性差。根据型式试验报告,当满足其耐火极限 2.5h 时,防火涂料涂层厚度不应小于 27mm,考虑该材料凝结速度快的优点,现场施工采用分两次喷涂的方式进行,每次喷涂时间间隔不小于 5h。为保证防火涂料施工质量,查明质量问题发生的原因,我方成立 QC 小组并请相关专家现场勘验咨询,分析发生质量问题的原因,并探讨防治的方法。最终从“人、机、料、法、环”等五个方面采用因素分析法确定造成开裂、空鼓、脱落质量问题的原因主要为:施工工艺原因;雨水及阳光暴晒的影响;防火涂料与防腐涂料粘结力差。3.1 施工工艺原因每层防火涂料喷涂时间间隔 5h,间隔时间过短;分两次喷涂,每层涂装的厚度为
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