《建筑钢结构防腐蚀技术规程》(JGJT251—2011)编制及解读.pdf

建 筑 技 术 A r c h it e c t u r e T e c h n o l o g y 第 4 3 卷第 2 期 2 0 1 2 年 2月 Vo 1 4 3 No 2 F e b 2 0 1 2 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J rr 2 5 1 2 0 1 1 编制及解读 胡伦坚 王 虎 陈汉昌 巫学惠 河南省第一建筑工程集团有限责任公司 4 5 0 0 1 4 郑州 1 摘要 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 编制工作按准备 征求意见 审查和批准4 个阶段 进行 该规程由正文 附录和条文说明3 部分组成 共有7 章及5 个附录 包括总则 术语和符号 设计 施工 验收 安全 卫生和环境保护 维护管理 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 的颁布会对促进建筑钢结构 防腐蚀技术水平的提高 保证建筑钢结构防腐蚀施工质量起到积极作用 关键词 钢结构 防腐蚀 涂层 金属热喷涂 规程编制 标准解读 中图分 类号 T U 3 9 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 4 7 2 6 2 0 1 2 0 2 0 1 1 0 0 4 DEVELOPM ENT AND 潮 N I O oF T ECHNl cAL s PECI Fl cATl oN F0R ANT I CORRos l oN O F B U l L D l N G S T E E L S T R U C T U R E J G T 2 5 1 2 0 1 1 H U L u n j i a n WA N G H u C H E N H a n c h a n g WU X u e h u i He n a n t h e F i r s t C o n s t r u c t io n G r o u p C o L t d 4 5 0 0 1 4 Z h e n g z h o u C h i n a A b s t r a c t T h e d e v e l o p me n t o f T e c h n ic a l s p e c i fi c a t io n f o r a n t ic o r r o s i o n o f b u il d i n g s t e e l s t r u c t u r e J G J 2 5 1 2 0 1 1 is d iv id e d in t o f o u r p h a s e s in c l u d in g p r e p a r a t io n c o m m e n t e x a m in a t io n a n d a p p r o v a 1 T h is S p e c i fi c a t i o n i s c o mp o s e d o f 7 c h a p t e r s 5 a n ne x e s a n d e x p l a n a t io n c o v e r i n g g e n e r al t e r ms a n d s y mb o l s d e s ig n c o n s t r u c t io n a c c e p t a n c e s a f e t y h e alt h a n d e n v i r o n me n t a l p r o t e c t io n an d ma i n t e n an c e ma n a g e me n t T h e is s u a n c e o f T e c h n i c a l s p e c i fi c a t i o n f o r ant i c o r r o s io n o f b u il d in g s t e e l s t r u c t u r e J G J T 2 5 1 2 0 1 1 w i l l p l a y a n a c t iv e r o l e in p r o mo t in g a n t ic o r r o s io n t e c h n o l o g y o f b u i l d in g s t e e l s t ruc t u r e a n d e n s u r in g a n t i c o r r o s io n c o n s t ruc t io n q u a l it y o f b u i l d i n g s t e e l s t ruc t u r e Ke y wo r d s s t e e l s t r u c t u r e a n t ic o r r o s i o n c o a t i n g me t a l h o t s p r a y in g s p e c i fi c a t io n d e v e l o p me n t e x p l a n a t io n o f s t a n d a r d 1 编制工作概况 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 是根据住房和城乡建设部 2 0 0 9 年工程建设标准规范 制订 修订计划 建标 2 0 0 9 8 8 号 的通知要求 由河 南省第一建筑工程集团有限责任公司 林州建总建筑 工程有限公司会同8 个单位共同编制完成 1 1 准备阶段 2 0 0 9 年4 月启动编制准备工作 主编单位在 建筑 钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 和工程实 践基础上 草拟编制工作大纲并召开专家座谈会听取 对该编制工作大纲的意见 2 0 0 9 年1 1 月4 日在郑州市召 开了 建筑钢结构防腐蚀技术规程 以下简称 规程 编制组成立暨第一次工作会议 第一次工作会议对本 规程编制工作大纲 主要技术问题和相关试验 编制进 度计划及编制组分工等内容进行了讨论 收稿 15 t 期 2 0 1 1 1 l 1 2 作者简介 胡伦坚 1 9 5 3 一 男 江西高安人 教授级高级工程师 总工程 师 硕 士 e m a i l 1 3 6 2 3 8 2 3 1 5 0 1 6 3 c o m 1 2 调研和实验内容 规程 编制组对全国范围内钢结构工程进行了调 研 走访了北京 西安 武汉 广州及上海等十余个大中 型城市 了解国内代表性钢结构工程采用的防腐蚀技 术和防腐蚀效果的基本情况 针对 规程 中腐蚀l生分 级和腐蚀预量等重点问题 征求了中科院青岛海洋研 究所等单位专家的意见 从调查表反馈信息得出 大多 数工程设计对防腐蚀设计使用年限 腐蚀环境类型和 腐蚀裕量无考虑 防腐蚀措施主要是涂料防护 个别重 要工程采用金属热喷涂的防腐蚀工艺 开展的试验包括钢结构表面除锈等级的工艺试 验 表面粗糙度的工艺试验 热喷涂厚度的无损检测方 法 有机涂层老化的评级实验和涂膜厚度的测定 实验 为规程征求意见稿提供了实验依据 1 3 征求意见阶段 规程 编制组在调研和实验的基础上 于2 0 1 0 年1 月1 0 日 2 0 1 0 年3 月2 3 日召开了调研情况 专题试验分 析会 就若干技术问题达成了统一意见 并编写完成了 规程 初稿征求意见稿 并以书面形式和网上形式在 2 0 1 2 年 2 月 胡伦坚 等 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 编制及解读 全国征求各方面意见 其中涵盖了高校 科研院所 设 计院 行业主管部门 施工企业 1 4 送审阶段 2 0 1 0 年1 0 月1 5 日 编制组对征求到的意见进行汇 总 并讨论了各方面意见以及对意见的处理和答复 形 成了 规程 送审稿 2 0 1 0 年1 1 月3 0 E l 本规程送审稿审 查会在郑州召开 审查专家听取了编制组所作的送审 报告 对规程的编制工作和送审稿进行了认真审查并 通过了送审稿 1 5 报批阶段 编制组根据审查会意见 对送审稿及条文说明进 行个别修改 于2 0 1 1 年1 月形成了报批稿并完成了报批 报告等报批文件 住房和城乡建设部于2 0 1 1 年7 月发布 公告 规程 自2 0 1 2 年3 月1 日 起实施 2 规程主要 内容 本规程由正文 附录和条文说明3 部分组成 共有7 章及5 个附录 包括总则 术语和符号 设计 施工 验 收 安全 卫生和环境保护 维护管理 2 1 总则 规程 总则明确了制定本规程的目的 适用范围 共性要求与相关规范的关系 钢结构防腐蚀的效果与设计 施工和维护管理密 切相关 本规程主要通过规范建筑钢结构防腐蚀设计 施工 验收和维护的技术要求 以保证工程质量 建筑 钢结构主要应用于高层建筑和大跨度建筑 钢结构主 要用于结构承重构件 柱 梁和屋顶 很少用于基础 钢桩 故 规程 适用于大气环境中的新建建筑钢结 构的防腐蚀设计 施工 验收和维护 2 2 设计 2 2 1一般 规定 建筑钢结构的腐蚀与环境条件 材质 结构形式 施工和维护管理条件有直接关系 进行建筑钢结构防 腐蚀设计时应综合考虑上述因素 根据碳钢在不同大气环境下暴露第一年的腐蚀速 率 将腐蚀环境类型分为6 个等级 一艘睛况下进行建 筑钢结构防腐蚀设计时 只需根据建设地的大气环境 和年平均环境相对湿度 通过查阅 规程 就可确定建 筑钢结构的腐蚀性等级 当建设地的环境气体情况较 复杂时 设计人员可根据 规程 附录 通过检测腐蚀陛 物质含量划分大气环境类型 由于建筑钢结构主要用于结构承重构件 规定当 钢结构可能与液态腐蚀性物质或固态腐蚀陛物质接触 时 应采取隔离措施 这样可达到经济 实用的目的 目前各常规的防腐蚀措施均难以确保1 0 0 的保 护度 涂层和金属热喷涂层即使在设计使用年限以内 也会因针孔或机械破损而造成钢材局部腐蚀 因此 对 于使用中难于检查 又不能重新涂装的钢结构部位 当 防腐蚀措施失效后 必然造成钢结构的腐蚀 调查情况 表明 当环境腐蚀 生 等级大于 级时 该危害更为严 重 为减少上述问题对建筑钢结构防腐蚀效果的影响 规程 规定使用年限不小于2 5 年 环境腐蚀 生等级大 于 级 且使用期间不能重新涂装的钢结构部位 其结 构设计应留有适当的腐蚀裕量 腐蚀裕量指防腐蚀措 施失效后 使用期内可能产生的腐蚀损耗而增加的相 应厚度 鉴于国内建筑钢结构防腐蚀技术的现状 以安全 可靠和经济可行为原则 规程 提出了建筑钢结构防 腐蚀方法即防腐蚀涂料涂层保护和金属热喷涂保护 2 2 2 表面处理 涂层与基体金属的结合力主要依靠涂料极性基团 与金属表面极性分子之间的相互吸引 粗糙度的增加 可加大金属的表面积 从而提高涂膜的附着力 但粗糙 度过大也会带来不利的影响 当涂层厚度不足时 尖端 处常会成为早期腐蚀的起点 在一艘情况下表面粗糙 度不宜超过涂装系统总干膜厚度的l 3 因此 防腐蚀 设计文件应提出表面处理的质量要求 并对表面除锈 等级和表面粗糙度作出明确规定 规定钢结构在涂装 前的除锈等级除应符合现行国家标准 涂装前钢材表 面锈蚀等级和除锈等级 G B 8 9 2 3 1 9 8 8 的有关规定 外 还应不低于 规程 表3 2 4 的规定 2 2 3 涂层 保护 防腐蚀涂料涂层按涂层配套原则进行设计 应满 足腐蚀环境 工况条件和防腐蚀年限要求 并综合考虑 底涂层与基材的适应性 涂料各层之间的相容性和适 应性 涂料品种与施工方法的适应性 建筑钢结构常用 防腐蚀保护层配套方案可按 规程 附录B 选用 防腐蚀涂装配套中的底漆 中间漆和面漆因使用 功能不同 对主要 生能的要求也有所差异 但 同一配套 中的底漆 中间漆 面漆应有良好的相容性 为避免各 厂家同类产品的成分配合比差别造成漆层之间不相 容 因此宜选用同一厂家的涂料产品 钢结构防腐蚀涂料涂层的厚度应根据构件的防护 层使用年限及腐蚀 生 等级确定 因防护层使用年限改 为1 0 1 5 年 故所规定的涂层厚度比目前实际涂层稍 厚 室外构件还应适当增加涂层厚度 为使防腐蚀涂料涂层与钢结构附着牢固 保证防 护效果 规程 规定涂层与钢结构基层的附着力不宜 建筑技术 第 4 3 卷第 2 期 低于5 MP a 2 2 4 金属热喷涂 金属热喷涂是利用热源将欲喷涂的金属涂层材料 加热至熔化 借助高速气流的雾化效果使其形成微细 熔滴 喷射沉积到已处理的基体表面形成金属涂层的 技术 钢结构金属热喷涂主要有喷锌和喷铝两种 作为 钢结构的防腐蚀底层 耐腐蚀性能好 在大气环境中喷 铝层和喷锌层是长效保护系统的首要选择 大气环境 中的钢结构选用喷铝层较多 喷铝层与钢铁的结合力 强 工艺灵活 可现场施工 适用于重要的不易维修的 钢结构工程 如汉口铁路新客站 实践证明 金属热喷 涂层的寿命可达1 5 年以上 处于腐蚀性等级为 V 级环境中的钢结构腐 蚀速率较高 例如海口的钢结构腐蚀速率是腐蚀性等 级 级时的数十倍 涂料防护层的有效使用年限也受 到限制 为保证中腐蚀以上腐蚀眭等级环境中钢结构 防腐蚀的有效性 规程 规定宜采用金属热喷涂 大气环境下金属热喷涂系统最小局部厚度根据金 属热喷涂系统组成和防护层使用年限确定 热喷涂金 属材料宜选用铝 铝镁合金或锌铝合金 金属热喷涂 的外面根据金属热喷涂系统组成的不 同 应做封闭层和涂装层 热喷涂金属材料宜选用铝 铝镁合金或锌铝合金 封闭剂应具有较低粘度 并应与 金属涂层有良好相容性 涂装层涂料应与封闭层有相 容性 并应有良好耐腐蚀性 金属热喷涂防腐蚀所用封 闭剂 封闭涂料和涂层涂料可按 规程 附录进行选用 2 3施工 2 3 1一般 规 定 建筑钢结构防腐蚀工程的质量由高质量施工来保 证 因此 建筑钢结构防腐蚀工程应编制完善的施工方 案 钢结构防腐蚀工程施工使用的设备 仪器应性能良 好 计量准确 建筑工程钢结构防腐蚀施工中所使用的材料 设 备和工艺可能对作业人员的身体健康和人身安全有不 利影响 也可能对施工环境和使用环境造成污染 因 此 钢结构防腐蚀材料的品种 规格 性能除了满足设 计要求外 还应符合国家现行产品标准的规定 2 3 2 表 面处理 表面处理方法应根据钢结构防腐蚀设计要求的除 锈等级 粗糙度和涂层材料 结构特点及基体表面的原 始状况等因素确定 钢结构表面的焊渣 毛刺及飞溅物等附着物会造 成防腐蚀保护层的局部缺陷 钢结构在除锈前应将其 清除干净 对边角进行钝化处理 基体表面的油脂和机 加工润滑剂等污物会严重影响涂层的附着力 并污染 喷 抛 射处理时所用的磨料 应使用清洁剂或碱液擦 洗 火焰燃烧等方法清除钢结构表面油污 并用淡水冲 洗至申陛 多数溶剂都易燃且带有毒性 操作时应采取 相应的防护措施 如通风 防火 呼吸保护和防止皮肤 直接接触溶剂等 为防止钢结构表面结露 造成处理 过的钢结构返 锈 要求表面处理工作环境应满足空气相对湿度低于 8 5 施工时钢结构表面温度应高于露点3 以上 喷射清理用空压机所提供 的压缩空气含 油和水 油会严重影响涂层的附着力 水会加速钢结构锈蚀 空 压机出口的压缩空气温度较高 7 0 8 0 用未经冷 却的空气直接喷射温度较低的钢结构表面会产生冷凝 现象 所以 压缩空气应经过冷却装置和油水分离器处 理 油水分离器内部的过滤材料经一段时间使用后会 失效 应定期清理或更换 同时还规定了还对喷砂机的工作压力 喷嘴与被 喷射钢结构表面的距离和喷射角度 磨料的种类和粒 度 喷射清理工作的安全防护 表面清理后 应采用吸尘器或干燥 洁净的压缩空 气清除浮尘和碎屑 清理后的表面不得用手触摸 清理 后的钢结构表面应及时用涂层保护或金属热喷涂 以 防止钢结构表面被污染或返锈 涂装前若发现表面被 污染或返锈 应重新清理至原要求的表面清洁度等级 2 3 3涂层 施 工 由于钢结构涂层施工易受环境影响 施工时应注 意环境条件 为防止钢结构表面结露 影响涂层的附着 力 要求施工温度宜为5 3 8 相对湿度不宜大于 8 5 钢材表面温度应高于露点3 以上 雨 雾或雪天 不宜进行室外施工 为防止粉尘污染 在大风 有较严 重灰尘时 不宜进行室外施工 为保证施工人员的健 康 当施工环境通风较差时 应采取强制通风 涂装方法和涂刷工艺应根据所选涂料的物理性 能 施工条件和被涂钢结构的形状进行确定 并应符合 涂料规格书或产品说明书规定 每次涂装应在前一层 涂膜干燥后进行 钢结构防腐蚀涂料涂装结束 涂层待 自然养护后方可使用 自然养护期间应采取防尘 防撞 击和防摩擦措施 需在工地拼装焊接的钢结构 其焊缝两侧应先涂 刷不影响焊接性能的底漆 工地拼装焊接完毕后应对 焊缝热影响区进行二次表面清理 并按设计要求重新 进行涂装 2 0 1 2 年 2 月 胡伦坚 等 建筑钢结构防腐蚀技术规程 J G J T 2 5 1 2 0 1 1 编制及解读 2 3 4金属 热 喷涂 金属热喷涂方法可采用气喷涂或电喷涂法 火焰 喷涂法是气喷涂的代表方法 图1 该方法用氧气和乙 炔焰熔化金属丝 由压缩空气吹送至待喷涂结构表面 是目前在工地上常用的热喷涂方法 电弧喷涂技术是 一 种电喷涂法 图2 在电弧喷涂过程中 两根金属丝 被加载至1 8 4 O V 的直流电压 每根丝带有不同的极 性 它们作为自耗电极 彼此绝缘 并同时被送丝机构 送进 在喷涂枪的前端两根金属丝相遇并可引燃产生 电弧 电弧使两金属丝的尖端熔化 用压缩空气把熔化 的金属雾化 并对雾化的金属细滴加速使它们喷向工 件形成涂层 在大面积钢结构热喷涂防腐蚀施工中 电 弧喷涂的独特优越眭是其他方法所不及的 电压 图 1 火焰喷涂 图 2 电弧喷涂 金属热喷涂层对表面处理的要求高 表面处理与 热喷涂施工的间隔时间比涂层施工严格 金属热喷涂 作业时应注意 为防止钢结构表面结露 热喷涂时露水汽化 作业 的环境条件与涂层施工应一致 以防止金属热喷涂层 的附着力下降 要求施工环境温度宜为5 3 8 相对湿 度不宜大于8 5 钢材表面温度应高于露点3 C 以上 金属热喷涂所用的压缩空气应干燥 洁净 喷枪与 被喷射钢结构表面宜成直角 最大倾斜角度不得