滨海台风地区某钢结构厂房外墙彩钢板选用探讨.pdf

滨海台风地区某钢结构厂房外墙彩钢板选用探讨滨海台风地区某钢结构厂房外墙彩钢板选用探讨摘摘 要：要：探讨某钢结构厂房外墙彩钢板的基板类型、力学性能、涂层类型等方面的内容，对彩钢板的设计内容要求以具体的案例进行说明并提出建议，供同行参考。关键词：关键词：彩钢板；镀层；涂层；板厚0 0 引引 言言近年来,外墙彩钢板因其造价低、投资少、施工方便无需装修、周期短等特点，在工业厂房中应用广泛。但往往因设计人员对彩钢板的性能了解不够透彻，加之与业主在彩钢板选型上沟通不充分，导致某些钢结构厂房因选用了跟主体不匹配的外墙彩钢板，导致业主方蒙受较大的经济损失。笔者通过近几年的大型石化设备项目、大型电厂等钢结构厂房工程中墙面彩钢板的设计选型，结合同类型厂房施工及后期业主反馈等多方面经验，以象山地区石化设备项目某钢结构厂房外墙彩钢板整个选型过程为例，对此种类型钢结构厂房外墙彩钢板选型时应考虑的因素进行探讨，为其他类似厂房选用彩钢板提供参考。1 1 设计准备设计准备该项目地处宁波市象山某镇沿海边，属于北亚热带地区，春季温暖潮湿，夏季炎热多雨并盛行东南季风。年平均温度 15.6 ，最热月平均最高温度 31.1，最冷月平均最低温度 0，太阳最高辐射热为 1.02kW/m2，平均辐射热 0.69 kW/m2。工作环境温度为：-3070。环境最大相对湿度为：90%。50 年一遇基本风压 0.9 kPa，地表面粗糙度为 A类。该项目的业主是国内大型企业，在新建项目附近的区域，该企业生产厂房的使用年限较长，从 20 世纪 60 年代到 2000 年左右均有，而且维护较好。新建项目主体为钢结构加轻钢围护系统，为了延长厂房使用寿命，业主从企业的实际情况出发，提出在造价允许的情况下，选用优质的外墙围护系统。根据项目所在地区的实际情况,结合业主要求，对彩钢板基板的类型、力学性能、镀层含量和表面涂层 4 个方面进行了深入细致的调研。1.1 基板类型常见的彩钢板基板有：热镀锌(ASTM A 653)、热镀铝锌(ASTM A792)、电镀锌(ASTM A 591)、热镀锌铝(ASTM A 875)、镀锌铝镁钢板。其中电镀锌不用于建筑，热镀锌铝很少以裸露状态使用。热镀锌俗称“白铁皮”，在建筑上应用最为广泛，在没有作为彩涂基板以前它已广泛用于建筑行业，它的镀层表面状态是铸造态，有均匀光亮的锌花，有各种不同的表面状态。热镀铝锌是通常所说的高铝钢板，该产品的镀层成分大约为 55%Al、43.5%Zn、1.5%Si，具有良好的耐大气腐蚀性，表面光滑，外观良好，但其镀层的成形及焊接性稍差。直接使用的镀铝锌产品表面必须进行后处理以防止产品在后期发黑。热镀锌铝镁钢板主要是日新制钢开发的产品，镀层为 6%Al、3%Mg，其余为 Zn。它的耐腐蚀性能是热镀锌钢板的 10 倍以上。它的耐腐蚀机理是 ZAM 镀层中所含 Al 和 Mg的成分，随时间的推移，从镀层中溶化出来，然后在镀层表面上产生附着力极高的双层细密保护膜，抑制镀层腐蚀，从而发挥出优异的耐蚀性。由此可见，基板类型不是设计的关键，在造价允许的情况下可以尽可能选择热镀锌铝镁钢板。1.2 力学性能在设计中，通常用基板的力学性能代替彩涂钢板的力学性能。根据GB/T 2518-2008 连续热镀锌钢板及钢带、GB/T 14978-2008 连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带和 GB/T 12755-2008建筑用压型钢板标准选择彩钢板钢带基层，即热镀锌、铝锌基板的力学性能符合表 1 的规定。表 1 力学性能结构钢强度级别/MPa 上屈服强度 Reh/MPa 抗拉强度 Rm/MPa 断后伸长率(La=80mm,b=20mm)/%公称厚度0.70mm 公称厚度0.7mm2502503301719280280360161832032039015173503504201416350350560-注：La、b 含义同规范 GB/T 12755-2008。结合本工程的实际情况，所选基板屈服强度不低于 300 MPa 即可。1.3 镀层含量因本项目在东南沿海海边，空气潮湿，周边为工业区，环境腐蚀影响大。所以围护结构的抗腐蚀性能也是我们必须考虑的重要条件，有效的方法是增加镀层的重量。同等规格的彩涂钢板，由于锌层重量减薄，每吨成本可相差几百元、上千元,因此市场上也大量出现超薄镀层基板的彩涂钢板。镀层重量对热镀锌和热镀铝锌彩涂钢板价格的影响显著。设计时合理选材不仅可以满足使用要求，而且可以最大限度地降低成本；如选材不当，材料性能超过使用要求，则造成不必要的浪费，也可能达不到使用要求，造成无法使用。根据 GB/T 12754-2006彩色涂层钢板与钢带中 7.2.3 条各类型基板在不同腐蚀性环境中推荐使用的公称镀层质量见表 2。表 2 公称镀层质量 g/m2基板类型使用环境的腐蚀性低中高热镀锌基板 90/90125/125140/140热镀锌铁合金基板 60/6075/7590/90 热镀铝锌合金基板 50/5060/6075/75热镀锌铝合金基板 65/6590/90110/110 电镀锌基板 40/4060/60-注：使用环境的腐蚀性很低和很高时，镀层质量由供需双方在定货时协商。为提高彩涂钢板的耐腐蚀性，在工业污染严重和沿海潮湿地区，通常使用 140/140 g/m2 的热镀锌板或 75/75 g/m2 的热镀铝锌板。使用寿命、耐久性是选材时不可忽视的重要因素，如要求使用寿命长、耐久性高时，应选用耐腐蚀性好或镀层质量大的基板。1.4 涂层类型彩钢板外表面涂层材料与厚度对彩钢板耐蚀性有着重要影响。不同面漆的硬度、柔韧性、附着力、耐腐蚀性方面存在一定的差异，可根据用途、环境腐蚀性、使用寿命、耐久性、加工方法和变形程度等因素来确定。目前常用的彩钢板涂层有以下 4 种。1)聚脂。是目前使用量最大的涂料，耐久性一般，涂层的硬度和柔韧性好，价格适中。有良好的附着性，易加工成形，价廉且产品多，颜色和光泽性要求的选择范围大。室外环境寿命一般 58 年，但在工业环境或污染严重地区，寿命降低。2)硅改性聚酯。这种涂层耐久性和光泽颜色的保持性有所提高，但涂层的柔韧性略有降低，价格略高于聚酯。能提高彩涂板更好的持久性，其美观寿命达 1012 年，价格比聚酯涂层(PE)稍高，但附着性和加工成形性比聚酯涂层(PE)差。3)高耐久性聚酯。其既有聚酯的优点，又在耐久性方面进行了改进，价格略高于硅改性聚酯，性价比较高。由于采用高分子量的树脂，键能稳定，不易光解，因此不易粉化和失光。此涂层具有优良的颜色保持性，抗紫外线性能，室外耐久性和抗粉化性能，性价比高。4)聚偏氟乙烯。该涂层的柔韧性好，耐久性优异但硬度相对较低，可提供的颜色较少，价格较贵，俗称“彩板王”,具有非常好的防蚀性和色泽保持性，属于高级产品。除耐化学药品外，其机械性能耐紫外线和耐热性能极优。在一般室外环境耐久性达 2025 年。但成本高，低光泽，色彩选择少。一般正面漆膜厚度要求大于 20 m，正面漆膜可达 35 m。背面漆膜厚度一般在 58 m，涂层结构类型一般分为 2/1,2/1M,2/2 三种，背面两涂层的面漆通常为聚酯涂层。在沿海地区、重工业地区、化学工业区等腐蚀严重环境下，或温差大、可能结露的场所，应使用 2/2 涂层结构。2 2 设计选型设计选型通过以上的设计准备，对本项目的外围护结构提出以下设计要求：1)外墙板采用宝钢热镀铝锌合金板，镀层质量 75/75 g/m2。基板屈服强度不低于 300 MPa。板型 YX35-125-750，基板厚度不小于 0.6 mm。外墙板采用聚偏氟乙烯涂层(PVDF)或特殊纳米聚酯烤漆,涂层正面厚度不小于 20 m；背面采用 PE 涂层，涂层背面厚度不小于 10 m，涂层结构类型为 2/2。颜色根据设计要求，使用寿命不小于 20 年。2)内墙板采用热镀铝锌合金板，镀层质量为 50/50 g/m2。基板屈服强度不低于 280 MPa。板型 YX15-225-900。基板厚度不小于 0.35 mm。内墙板采用聚酯涂层(PE),涂层正面厚度不小于 20 m，涂层背面厚度不小于10 m，涂层 结构类型为 2/1M。3)门窗铝合金收边。采用配套的复合板收边，2 mm 厚铝合金双道暗扣式安装技术，外侧铝合金扣条表面喷涂氟碳烤漆，收边表面无螺钉暴露，颜色同墙面板一致。4)自攻螺钉墙面内外层板自攻钉螺帽。采用聚偏氟乙烯涂层(PVDF)，颜色同相应部位墙面板，保证 20 年内不出现锈蚀现象，确保防水可靠。连接螺钉的要求：自带防水垫圈；盐雾试验大于 1 000 h。螺钉的分布数量和规格由螺钉供应商根据计算后确定，必须满足相关设计要求和安全可靠性。5)其他。彩色涂层金属压型板的整体耐火极限不小于 0.25 h，并出具国家固定灭火系统出具的检验报告。所提供的泛水收边板及阴阳角板等应采用与墙板相同的材料(以上材料应与墙板配套加工同时到货)。墙面的开孔应采用与产品配套的附件(如盖板、胶粘剂、锚固件等)进行妥善处理，需要密封的节点应采用高性能防水密封胶进行处理，确保接缝处密实不(渗)漏水。6)供应单位应能根据设计单位的图纸对墙面布板、墙板节点进行深化设计，在设计时要注意以下部位的节点:a.墙面系统与主体连接处理；b.门窗洞口、墙面开洞处等处理，连同墙体的阳角、阴角、门窗、雨篷、固定在金属墙板上的钢梯以及洞口节点一并设计，并将节点详图随产品一起提供给甲方。供应单位应按工程进度，配合设计院提供相关设计图纸。供应单位应通过 ISO 9001 及 ISO 14000 的验证并提供证明。3 3 结结 语语目前本项目的外围护结构施工已顺利完成。整个墙板的设计选型过程，选用了合适的墙板，使墙板工程经济性更加合理。通过对本次彩钢板选型的研究，为今后类似工程设计提供借鉴。参考文献：参考文献：1 何敏.建筑用彩色涂层压型钢板的选用J.福建建筑,2009(127)：113-116.2 GB/T 14978-2008 连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带S.3 GB/T 2518-2008 连续热镀锌钢板及钢带S.4 GB/T 12754-2006 彩色涂层钢板与钢带S.