钢结构保护措施研究

钢结构保护措措施研究一、我国钢钢结构发展展概况1、历史悠久久：中国是是最早用铁铁建造承重重结构的国国家。常见见结构形式式：铁链桥桥、铁塔2、近百余年年来封建时时时期代表表作期的停停滞阶段。。时期代表表作：广州州中山纪念念堂（1931）3、建国后的的发展。时时期代表作作：武汉长长江大桥（（单孔跨128m）4、文革停滞滞5、改革开放放后腾飞。。时期代表表作：西陵陵长江大桥桥（单孔跨跨900m)钢产量和消消费的全球球份额中国钢材增增长曲线（1996年超1亿吨，一直直雄距世界界首位）钢结构的特特点1、强度高高，重量轻轻钢材强度较较高，弹性性模量也高高。与混凝凝土和木材材相比，其其密度与屈屈服强度的的比值相对对较低，因因而在同样样受力条件件下钢结构构的构件截截面小，自自重轻，便便于运输和和安装，适适于跨度大大，高度高高，承载重重的结构。。2、塑性韧性性好3、材质均匀匀，符合计计算假定，，离散性小小适于承受冲冲击和动力力荷载，具具有良好的的抗震性能能。钢材内内部组织结结构均匀，，近于各向向同性匀质质体。钢结结构的实际际工作性能能比较符合合计算理论论。所以钢钢结构可靠靠性高。4、工业化程程度高，工工期短自动钢板切切割埋弧自动焊焊作业面多现场基础施施工工厂钢构制制作钢结构构件件便于在工工厂制造、、工地拼装装。工厂机机械化制造造钢结构构构件成品精精度高、生生产效率高高、工地拼拼装速度快快、工期短短。钢结构构是工业化化程度最高高的一种结结构。5、有效使用用空间大6、运输、安安装方便7、可拆卸、、改造，建建筑垃圾少少，材料可可重复利用用8、密封性好好由于焊接结结构可以做做到完全密密封，可以以作成气密密性，水密密性均很好好的高压容容器，大型型油池，压压力管道等等。9、有一定定耐热性，，但抗火性性能差;温度对钢材材力学性能能的影响需采取防火火对策10、耐腐腐蚀性能差差热浸锌（25年）酸洗、清洗洗、干燥、、热浸锌、、后处理质量稳定、、工业化程程度高，但但构件尺寸寸受锌槽尺尺寸控制热喷铝复合合涂层（25年）喷砂、喷喷锌（铝））、喷铝、、喷复合涂涂层不受体型大大小限制、、无热影响响，构件形形状复杂时时操作困难难普通防腐蚀蚀方法（3～5年））除锈、底漆漆、面漆操作方便，，防腐有效效年限短钢结构受火火事故第十一界全全运会拳击击训练馆罕见的腐蚀蚀引起的网网架垮塌事事故某集团纺织织车间已知：钢结构有一定耐热热性，但抗抗火性能差差;且耐腐蚀性能能差。我们应该怎怎么做？1．钢结构构的防火1.1钢钢结构防防火保护方方式1.2钢结构防火火保护技术术原理1.3钢构件的耐耐火极限1.4防火保护材材料1.5防火措施与与构造1.6钢结构防火火涂料的相相关知识1.7钢结构火灾灾后结构检检测及鉴定定2．钢结构构的防腐2.1钢钢结构腐蚀蚀的类型2.2钢结构腐蚀蚀的特点2.3钢结构的防防腐措施2.4钢结构防腐腐施工需注注意的问题题2.5钢结构防腐腐纳米技术二、钢结构构保护措施施研究钢结构的防防火保护就就是在其表表面提供一一层绝热或或吸热的材材料,隔绝火焰直直接灼烧钢钢结构,阻止热量向向钢基材的的传递,推迟钢结构构升温和强强度降低的的时间,使之达到规规范规定的的耐火极限限要求。对对钢构件实实施防火保保护,有利于安全全疏散和消消防灭火,避免和减轻轻火灾损失失。1.1钢结构防火火保护方式式目前,世界各国对对钢结构采采用多种方方法进行保保护,按其构造结结构通常可可分为以下下三种。(1)紧贴包覆法法,图1(a)。一般采用用防火涂料料,紧贴钢结构构的外露表表面,将钢构件包包覆起来。。(2)空心包覆法法,图1(b)。一般采用用防火板、、石膏板、、蛭石板、、硅酸钙板板、珍珠岩岩板等板材材将钢构件件包覆起来来。(3)实心包覆法法,图1(c)。一般采用用混凝土、、砌块、砖砖、耐火砂砂浆等材料料将钢构件件包覆起来来。1.1钢结构防火火保护方式式-构造形式1.2钢结构防火火保护技术术原理根据防火原原理来区分分,钢结构的防防火保护方方式可分为为截流法和和输导法两两大类。截流法截流法是在在构件表面面设置一层层保护材料料,其原理是利利用保护材材料截断或或阻滞火灾灾产生的热热量传向钢钢构件,从而使构件件在规定时时间内的温温升不超过过其临界温温度。实际际火灾中,火灾产生的的高温首先先传给这些些保护材料料,再由保护材材料传给构构件。由于于保护材料料的热导率率较小,热容较大,能很好地阻阻滞热量向向构件的传传导,从而起到保保护钢构件件的作用。。截流法又可可分为喷涂涂法、包封封法、屏蔽蔽法和水喷喷淋法等几几种。截流法a.喷涂法喷涂法主要要是指用喷喷涂机具将将防火涂料料直接喷涂涂在构件表表面,形成保护层层。它的适适用范围最最为广泛,尤其是施工工不受钢构构件几何形形状的限制制,可用于任何何一种钢构构件的防火火保护。近近年来又发发展了刷涂涂、抹涂、、辊涂等多多种防火涂涂料施工工工艺。b.包封法包封法是用用耐火材料料把构件包包裹起来。。包封材料料有防火板板材、混凝凝土或砖、、钢丝网抹抹耐火砂浆浆等。当采采用石膏板板、蛭石板板、硅酸钙钙板、珍珠珠岩板等硬硬质防火板板材进行包包封时,板材可用胶胶黏剂或钢钢件固定。。当用岩棉棉、矿棉等等软质板材材包封时,应用薄金属属板或其他他不燃性板板材包裹起起来。此方方法适用于于梁、柱、、压型钢板板、楼板的的防火保护护。截流法c.屏蔽法屏蔽法是把把钢构件包包藏在耐火火材料组成成的墙体或或吊顶内,主要适用于于屋盖系统统的保护。。吊顶的接接缝、孔洞洞处应封严严,以防窜火。。d.水喷淋法水喷淋法是是在结构顶顶部设喷淋淋供水管网网,火灾时自动动启动(或手动)开始喷水,在构件表面面形成一层层连续流动动的水膜,从而起到保保护作用。。上述四种种方法的共共同特点是是设法减小小传到构件件上的热量量,因而统称为为截流法。。疏导法疏导法与截截流法的不不同之处在在于它允许许热量传到到构件上,然后设法把把热量导走走或消耗掉掉,同样可可使构构件温温度不不至升升高到到临界界温度度,从而起起到保保护作作用。。疏导导法目目前仅仅有充充水冷冷却保保护这这一方方法。。该方方法是是在空空心封封闭截截面中中(主要为为柱)充满水水,火灾时时构件件把从从火场场中吸吸收的的热量量传给给水,依靠水水的蒸蒸发消消耗热热量或或通过过循环环把热热量导导走,构件温温度便便可维维持在在较低低的水水平。。水冷冷却法法既可可单根根柱自自成系系统,又可多多根柱柱联通通。前前者仅仅依靠靠水的的蒸发发耗热热;后者既既能蒸蒸发耗耗热,又能借借水的的温差差形成成循环环,把热量量导向向非火火灾区区温度度较低低的构构件。。从理理论上上讲,这是钢钢结构构保护护最有有效的的方法法。综合评评价综合评评价上上述几几种方方法,疏导法法和水水喷淋淋法系系统造造价高高、施施工与与日常常维修修均比比较困困难;屏蔽法法保护护的构构件形形式有有限,因此目目前应应用最最广泛泛的是是喷涂涂法和和包封封法两两种防防火保保护方方式。。钢材的的力学学性能能对温温度变变化很敏感感。由由图1.1可见，，当温温度升高时时，钢钢材的的屈服服强度度fy、抗拉强度度fu和弹性性模量量E的总趋趋势是降低低的，，但在在200℃以下时时变化不大大。当当温度度在250℃左右时，钢钢材的的抗拉拉强度度fu反而有有较大提高高，而而塑性性和冲冲击韧韧性下下降，此此现象象称为为“蓝蓝脆现现象””。当当温度超超过300℃时，钢钢材的的fy、fu和E开始显显著下下降，，而δ显著增大，，钢材材产生生徐变变；当当温度度超过400℃时，强强度和和弹性性模量量都急剧降降低；；达600℃时，fy、fu和E均接近近于零零，其其承载载力几几乎完全丧丧失。。因此此，我我们说说钢材材耐耐热热但不不耐火火。温度对对钢材材力学学性能能的影影响1.3钢构件件的耐耐火极极限1.3钢构件件的耐耐火极极限构件耐耐火极极限是是指构构件在在耐火火试验验中，，从受受到火火的作作用时时起，，到失失去稳稳定性性或完完整性性或绝绝热性性止，，这段段抵抗抗火作作用的的时问问。根根据《《建筑筑设计计防火火规范范》(GBJ16一2014)、石石油化化工企企业设设计防防火规规范》》(CB50160——2008)等国国家规规范对对各类类建筑筑构件件的燃燃烧性性能耐耐火极极限的的要求求，钢钢构件件的耐火极极限不应低低于下下表的的规定定1.4防火保保护材材料(1)防火火涂料料。膨胀型型防火火涂料料又称为为薄涂涂型涂涂料，，涂层层厚度度一般般为2～7mm，有有一定定的装装饰效效果，，所含含树脂脂和防防火剂剂只在在受热热时有有防火火效果果。当当温度度升至至150～～350℃℃时，，涂层层能迅迅速膨膨胀5～10倍倍，从从而形形成保保护层层。非膨胀胀型涂涂料为厚涂涂型防防火涂涂料，，它由由耐高高温硅硅酸盐盐材料料、高高效防防火添添加剂剂组成成，是是一种种预发发泡高高效能能的防防火涂涂料。。涂层层厚度度一般般为8～50mm，，通过过改变变涂层层厚度度可以以满足足不同同的耐耐火极极限要要求。。(2)由厚厚板或或薄板板构成成的外外包层层防火火。常常用的的有石膏板板、水泥蛭蛭石板板、硅酸钙钙板和岩棉板板，使用用时通通过胶胶粘剂剂或紧紧固件件固定定在钢钢构件件上，，胶粘粘剂应应在预预计耐耐火时时间内内受热热而不不失去去粘结结作用用。(3)外包包混土土保护护层。。可以以现浇浇成型型也可可以用用喷涂涂法，，在外外包层层内埋埋设钢钢丝网网或用用小截截面钢钢筋加加强以以限制制收缩缩裂缝缝和遇遇火爆爆裂。。1.5防火措措施与与构造造(1)钢柱柱。一一般采采用厚厚涂型型钢结结构防防火涂涂料，，其涂涂层厚厚度应应满足足构件件的耐耐火极极限要要求。。施工工喷涂涂时，，节点点部位位宜作作加厚厚处理理。对对喷涂涂的技技术要要求和和验收收标准准均应应符合合国家家标准准《钢钢结构构防火火涂料料应用用技术术规程程》的的规定定。防火板板材包包裹保保护：：当采采用石石膏板板、蛭蛭石板板、硅硅酸钙钙板、、岩棉棉板等等硬质质防火火板材材保护护时，，板材材可用用胶粘粘剂或或紧固固铁件件固定定若柱柱子为为开口口截面面(如如工字字形截截面)，则则在柱柱翼缘缘之间间嵌入入一块块厚度度较大大的防防火材材料作作横隔隔板。。当包包覆层层数等等于或或大于于两层层时，，各层层板应应分别别固定定，板板的水水平缝缝至少少应错错开500mm。外包混混凝土土保护护层：：可采采用C20混凝凝土或或加气气混凝凝土，，混凝凝土内内宜用用细箍箍筋或或钢筋筋网进进行加加固，，以固固定混混凝土土，防防止遇遇火剥剥落。。钢丝网网抹灰灰保护护层：：其做做法是是在柱柱子四四周包包以钢钢丝网网，缠缠上细细钢丝丝，外外面抹抹灰，，边角角另加加保护护钢筋筋。另外，，还可可将钢钢柱包包以矿矿棉毡毡(或或岩棉棉毡)，并并用金金属板板或其其他不不燃性性板材材包裹裹起来来。(2)钢梁梁。钢钢梁的的防火火保护护措施施可参参照钢钢柱的的做法法。当当采用用喷涂涂防火火涂料料时，，遇下下列情情况应应在涂涂层内内设置置与钢钢构件件相连连的钢钢丝网网：受受冲击击振动动荷载载的梁梁；涂涂层厚厚度等等于或或大于于40mm的梁梁；腹腹板高高度超超过1.5m的的梁；；粘结结强度度小于于0.05MPa的的钢结结构防防火涂涂料。。(3)屋屋盖与中中庭。采采用钢结结构承重重时，其其吊顶、、面板、、保温材材料等均均应采用用不燃烧烧材料，，以减少少发生火火灾时对对屋顶钢钢构件的的威胁。。屋顶钢钢构件应应采用喷喷涂防火火涂料、、外包不不燃烧板板材或设设置自动动喷水灭灭火系统统等保护护措施，，使其达达到规定定的耐火火极限要要求。防火涂料料在我国国众多的的涂料品品种中属属于特种种涂料的的范畴。。该种涂涂料在工工程中主主要用来来阻止火火焰传播播、保护护承载构构件和减减少火灾灾损失，，是建筑筑防火的的重要材材料。它它主要有有以下两两个作用用：当涂涂覆于可可燃基材材上时，，除起到到与普通通装饰涂涂料相同同的装饰饰、防腐腐及延长长被保护护材料的的使用寿寿命外，，遇到火火焰或热热辐射时时，防火火涂料迅迅速发生生物理、、化学变变化隔绝绝热量，，阻止火火焰传播播蔓延，，起到阻阻燃作用用；当涂涂覆于构构件表面面除具有有防锈、、耐酸碱碱、烟雾雾作用外外，遇火火时隔绝绝热量，，降低构构件表面面温度，，起到耐耐火作用用。1.6钢结构防防火涂料料的相关关知识防火涂料料的防火火机理已已被国内内有关专专家确认认，归纳纳为如下下几点：：1．防火涂涂料本身身具有难难燃或不不燃性，，使被保保护的可可燃性基基材不直直接与空空气接触触，从而而延迟基基材着火火燃烧。。2．防火涂涂料遇火火受热分分解出不不燃的惰惰性气体体，冲淡淡被保护护基材受受热分解解的易燃燃气体和和空气中中的氧气气，抑制制燃烧。。3．燃烧被被认为是是游离基基引起的的连锁反反应。而而含氯、、磷的防防火涂料料受热分分解出一一些活性性自由基基团可与与有机游游离基化化合，中中断连锁锁反应，，降低燃燃烧速度度。4．膨胀型型防火涂涂料遇火火膨胀发发泡，生生成一层层泡沫隔隔热层，，封闭被被保护的的基材，，阻止基材燃烧烧。1.6钢结构防防火涂料料的相关关知识1.6.1钢结构防防火涂料料的类型型钢结构防防火涂料料按不同同厚度可可分为薄薄型(2mm～7mm)、厚型(8mm以上)两类；按按施用处处不同可可分为室室内、露露天两类类；按所所使用粘粘结剂的的不同可可分为有有机类、、无机类类，其中中又可分分膨胀型型和非膨膨胀型。。（见图图1.3）钢结构防防火涂料料主要施施用于建建筑中承承载的钢钢梁、钢钢柱、球球形网架架和其它它构件的的防火保保护，使使其达到到《建筑设计计防火规规范》(GBJl6—2014)规定的耐耐火极限限（如下下表）。。众所周知知，钢材材虽为不不燃烧体体，即本本身不着着火燃烧烧，但它它极易导导热，怕怕火烧。。未加保保护的钢钢结构在在火灾温温度作用用下只需需十几分分钟，自自身温度度就可上上升到500℃℃以上，此此时钢材材的机械械力学性性能，诸诸如屈服服点、抗抗拉强度度、弹性性模量以以及载荷荷能力等等都迅速速下降，，在纵向向压力和和横向拉拉力作用用下，钢钢结构不不可避免免地扭曲曲变形，，垮塌毁毁坏造成成重大损损失。许许多令人人触目惊惊心的火火灾实例例都证实实了这一一点。由由于钢结结构防火火涂料遇遇火时具具有优良良的隔热热性能，，减缓了了构件自自身的温温升，从从而提高高了构件件的耐火火极限，，为扑救救火灾赢赢得了宝宝贵的时时间。1.6.2钢结构防防火涂料料技术要要求钢结构防防火涂料料技术要求求见右表表16.3钢结构防防火涂料料施工验验收钢结构防防火涂料料验收时时用目视视法检测测涂料品品种和颜颜色，与与选用的的样品对对比；用用目视法法检测涂涂层颜色色及漏涂涂和裂缝缝情况；；用0.75kg、1kg榔头轻击击涂层检检测其强强度等；；用1m直尺检测测涂层平平整度。。（1）厚涂型型钢结构构防火涂涂层应符符合下列列要求：：涂层厚度度符合设设计要求求。如厚厚度低于于原订标标准，但但必须大大于原订订标准的的85％，且厚厚度不足足部位的的连续面面积的长长度不大大于1m，并在5m范围内不不再出现现类似情情况。涂层应完完全闭合合，不应应露底、、漏涂。。涂层与钢钢基材之之间和各各涂层之之间，应应粘结牢牢固，无无空鼓、、脱层和和松散等等情况。。涂层表面面应无乳乳突。有有外观要要求的部部位，母母线不直直度和失失圆度允允许偏差差不应大大于8mm。（2）薄涂型型钢结构构防火涂涂层应符符合下列列要求：：涂层厚度度应符合合设计要要求。无漏涂、、脱粉和和明显裂裂缝等。。如有个个别裂缝缝，其宽宽度不大大于0.5mm。涂层与钢钢基材之之间和各各涂层之之间应粘粘结牢固固，无脱脱层、空空鼓等情情况。颜色与外外观符合合设计规规定，轮轮廓清晰晰，接搓搓平整。。1.6.4国内现状状我国从80年代才开开始研究究钢结构构防火涂涂料。1983年公安部部四川省省消防科科学研究究所最早早研制出出LG钢结构防防火隔热热涂料，，并于1985年通过了了技术成成果鉴定定，属于于厚型涂涂料。它它是由改改性硅酸酸盐为粘粘结剂，，配以空空心飘珠珠、膨胀胀珍珠岩岩等吸热热、隔热热增强材材料组成成。该产产品已作作为成熟熟的技术术在全国国大范围围推广，，并成功功地应用用于建筑筑工程的的钢结构构防火保保护中。。继LG之后北京京市建筑筑材料科科学研究究所在剖剖析英国国MANDDLITEP20等防火火涂料料的基基础上上研制制出了了STI—A厚型钢钢结构构防火火涂料料。北北京市市红星星建筑筑涂料料厂也也开发发了JG——276厚型钢钢结构构防火火涂料料，其其主要要成分分为蛭蛭石、、水泥泥、化化学助助剂等等。国内外外几种种厚型型钢结结构防防火涂涂料性性能见见下表表。国内第第一个个薄型型钢结结构防防火涂涂料产产品LB钢结构构防火火涂料料是由由公安安部四四川消消防科科研所所同北北京建建筑防防火材材料公公司一一起研研制开开发的的。一一经问问世便便在北北京第第十一一届亚亚运会会工程程中使使用，，收到到良好好的反反应。。该产产品主主要由由有机机聚合合乳液液、膨膨胀阻阻燃剂剂、无无机耐耐火增增强材材料、、溶剂剂等组组成。。继LB之后国国内许许多单单位研研究开开发出出薄型型钢结结构防防火涂涂料。。典型型防火火涂料料生产产厂及及产品品见右右表。。1.6.5钢结构构防火火涂料料发展展应用用中存存在的的问题题（1）薄型钢钢结构构防火火涂料料的耐耐老化化、耐耐候性性问题题。厚厚型钢钢结构构防火火涂料料主要要成分分为无无机物物，具具有较较好的的稳定定性、、耐氧氧化、、耐辐辐射，，长期期使用用其主主要性性能变变化不不大，，且可可通过过增加加涂层层厚度度的办办法保保证构构件很很高的的耐火火极限限，但但其装装饰效效果比比较差差，不不适用用于有有装饰饰要求求的场场所而而薄型型钢结结构防防火涂涂料主主要由由高聚聚物组组成，，存在在材料料老化化、降降解的的问题题。如如果经经过一一段时时间涂涂料主主要成成分被被氧化化、降降解，，可能能会消消弱原原有的的性能能，遇遇火时时起不不到应应有的的作用用，就就会造造成损损失。。然而而这一一问题题即老老化寿寿命问问题的的验证证工作作国内内尚未未系统统地开开展，，国家家也无无统一一的技技术要要求。。一些些单位位如北北京市市建筑筑涂料料厂根根据实实际需需要，，参照照有关关标准准对涂涂料的的老化化疲劳劳寿命命进行行了探探索、、研究究，取取得了了一整整套可可喜数数据，，得到到了有有关专专家的的认可可。1.6.5钢结构构防火火涂料料发展展应用用中存存在的的问题题（2）露天钢钢结构构防火火保护护问题题。大大量露露天建建筑物物和构构筑物物如化化工炼炼油厂厂，石石油钻钻井平平台，，油、、气罐罐群及及油、、气罐罐支撑撑和电电缆、、线桥桥架等等，广广泛采采用了了钢结结构，，需要要施加加相应应的防防火保保护措措施。。由于于暴露露于户户外需需要承承受日日照、、风吹吹、雨雨淋、、冻融融、外外来冲冲击等等严酷酷自然然因素素及化化工厂厂酸、、碱等等腐蚀蚀的影影响，，需要要涂料料有更更好的的耐候候性能能。目目前国国内许许多单单位在在原有有的钢钢结构构防火火涂料料的基基础上上改进进开发发了露露天防防火涂涂料。。但是是这些些涂料料的理理化性性能都都是依依据室室内涂涂料的的标准准要求求检验验的，，虽然然高于于同类类室内内产品品的性性能指指标，，而是是否能能满足足户外外苛刻刻条件件的要要求，，有待待进一一步研研究论论证，，且需需要国国内有有关部部门制制定出出适用用于露露天防防火涂涂料的的统一一的国国家或或行业业标准准，以以满足足实际际需要要。1.7钢结构构火灾灾后结结构检检测及及鉴定定结构检检测及及鉴定定的意意义通过对对火灾灾后结结构安安全检检测及及鉴定定，掌掌握经经高温温火烧烧后的的钢结结构建建筑是是否需需要加加固，，哪些些部位位需要要加固固，哪哪些部部位需需要重重建，，哪些些部位位可以以继续续承重重，对对灾后后建筑筑的修修复提提供科科学、、合理理的依依据，，并对对修复复程序序、修修复部部位、、修复复方法法加以以明确确，使使建筑筑的修修复、、加固固更具具经济济性、、时效效性。。主要要从火火灾后后钢材材的外外观、、力学学性能能等方方面的的变化化探讨讨火灾灾后钢钢结构构建筑筑的检检测、、鉴定定及加加固。。1.7钢结构构火灾灾后结结构检检测及及鉴定定结构钢钢在高高温冷冷却后后的表表观特特征通过对对钢材材外观观的检检测，，了解解火场场温度度的情情况。。从已已知的的数据据可以以知道道出，，钢结结构在在经历历250℃高温后后，钢钢材的的颜色色与常常温下下基本本相同同；经经历330℃的高温温冷却却后，，钢材材表面面颜色色呈浅浅蓝色色，随随着钢钢材在在空气气中暴暴露冷冷却的的时间间延长长，表表面颜颜色渐渐趋浅浅蓝黑黑色；；经历历420℃冷却后后，钢钢材的的表面面颜色色呈蓝蓝色(但较330℃时的颜颜色深深暗)，随着着在空空气中中暴露露的时时间延延长，，表面面颜色色渐趋趋暗淡淡，最最终变变成深深蓝黑黑色；；经历历510℃冷却后后，钢钢材表表面呈呈灰黑黑色，，随着着钢材材在空空气中中暴露露时间间延长长，表表面灰灰黑色色略微微变淡淡；经经历600℃高温冷冷却后后，钢钢材的的表面面颜色色呈黑黑色，，随着着钢材材在空空气暴暴露的的时间间延长长，表表面颜颜色几几乎不不变化化。1.7钢结构构火灾灾后结结构检检测及及鉴定定高温时时产生生的特特殊现现象-蓝脆现现象蓝脆现现象是是指温温度400℃左右的的区间间内，，抗拉拉强度度局部部性提提高，，屈服服强度度有所所回升升，强强度提提高而而塑性性降低低，材材料有有转脆脆现象象。总总的趋趋势是是随着着温度度的升升高，，钢材材的强强度降降低，，变形形增大大。在在200℃以内，，钢材材性能能没有有很大大变化化，430℃-540℃之间强度急剧剧下降，500℃时强度很低不不能承担荷载载，在400℃附近有蓝脆现现象，约260℃-320℃时有徐变现象象。钢材通常常在450～650℃温度中就会失失去承载能力力，发生很大大的形变，这这是由于钢材材在经历400℃以上高温时发发生蓝脆现象象，此时钢材材强度上升，，延性下降，，导致钢柱、、钢梁弯曲，，结果因过大大的形变而不不能继续使用用。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定高温时产生的的特殊现象-徐变现象徐变现象是指指在260℃-320℃的区间内，在在应力持续不不变的情况下下，钢材以很很缓慢的速度度继续变形的的现象。结合合200℃以内材料性能能无大变化的的性能看，结结构表面所受受辐射温度不不宜超过200℃，目前钢结构构行业规定这这个温度以150℃为宜，超过这这一温度就应应该采取防火火隔热措施。。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定高温后结构钢钢的力学性能能-屈服强度在火灾的高温温条件下，建建筑材料的力力学性能发生生了较大改变变，材料的强强度随着温度度的升高而降降低。实际火火灾和试验研研究表明，钢钢结构的耐火火极限很低，，当钢材自身身温度达到临临界温度(540ºC)时，其支撑强强度会下降40％，容易造成成建筑物垮塌塌。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定高温后结构钢钢的力学性能能-力学性能变化化机理在火灾高温作作用下，其力力学性能如屈屈服强度、弹弹性模量等却却会随温度升升高而降低，，在550℃左右时，降低低幅度更为明明显。当火灾灾发生后，结结构的内力分分布与常温下下的内力分布布将大不相同同，这主要是是由于两方面面的原因造成成的：一是因因为温度升高高，构件的刚刚度下降，造造成结构内力力的重分布；；另外一个原原因是由于构构件温度升高高，构件产生生热膨胀，而而构件的热膨膨胀受到周围围其它构件的的约束，从而而在该构件和和约束它的构构件内产生温温度内力。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定火灾后钢结构构受损检测通过对火灾现现场的钢结构构变形观测、、火损表面外外观检查和抽抽取部分火损损部位的钢结结构母材进行行检查，为实实施工程加固固和拆除部分分火损结构提提供现场依据据，同时为建建筑钢结构火火灾研究积累累原始资料1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定火灾后钢结构构受损检测-承载力极限状状态分析承载力极限状状态：对应于于结构或结构构构件达到最最大承载能力力或不适于继继续承载的变变形。火灾下下，钢结构的的承载力极限限状态可分为为构件和结构构两个层次，，分别对应局局部构件破坏坏和整体结构构倒塌。1.1构件承载力极极限状态的判判别标准(1)构件失去稳定定承载力。(2)构件的变形速速率成为无限限大，即失去去隔热性。(3)构件达到不适适于继续承载载的变形，即即失去完整性性。1.2结构承载力极极限状态的判判别标准为：：(1)结构丧失整体体稳定性。(2)结构达到不适适于继续承载载的变形。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定火灾后钢结构构受损检测-变形测试分析析与外观检测测及分析使用特定仪器器，采用三维维坐标测量技技术，即利用用建筑梁柱轴轴线建立正交交网，以全站站仪架设点为为假定坐标原原点，实测布布置在柱面上上的固定标靶靶和梁面上的的活动标靶，，并将测得的的空间三维坐坐标值以梁、、柱轴线参照照点为基准进进行坐标变换换，得到梁、、柱实际变形形值。(1)根据挠曲线规规则，判断柱柱构件变形受受梁横向拉力力作用。若为为非损伤性变变形，则为可可恢复的变形形；若明显为为损伤性变形形，由要求拆拆除重建。若若钢柱损伤严严重，基本都都扭曲，则要要求全部拆除除。(2)将梁的水平变变形和垂直变变形结果进行行分析。若火火灾时梁受热热膨胀伸长，，受到柱和邻邻跨梁的约束束作用，致使使梁发生侧向向弯曲，侧弯弯一方面破坏坏了原结构的的承载力分配配，另一方面面可能在工作作时引起侧弯弯失稳，则也也必须拆除。。(3)现场构件过火火后外观检测测。结合构件件变形观测和和材料试验分分析推断，褐褐白色表面为为火烧程度最最为严重，浅浅褐色烧伤程程度为次严重重，烟黑色可可以认为是烟烟熏痕迹，过过火程度较轻轻，油漆色可可以认为基本本未过火。1.7钢结构火灾后后结构检测及及鉴定火灾后钢结构构受损检测-过火材料检测测及分析(1)抽取试样。取取样原则一般般遵循抽取色色泽不同的小小样、在烧伤伤扭曲较严重重的部位取样样作为结构未未拆除前的样样本、在拆除除部位取样作作为结构拆除除后的样本、、取外观较好好的部位作为为标准试样，，从样本组织织状态、屈服服强度、极限限强度、硬度度等四个方面面进行比较，，了解材质的的最不利损伤伤情况，为设设计取值提供供依据。(2)钢结构紧固件件检验。检测测螺栓楔负载载、螺母、螺螺栓是否符合合标准要求，，若不符合，，则要求全部部调换。(3)保留柱过火后后的力学性能能检验。通过过比较，按最最不利因素对对保留柱过火火后的力学性性能考虑，建建议参照《钢结构抗火计计算与设计》关于高温冷却却后结构钢的的力学性能的的折减系数计计算考虑设计计。在侵蚀性介质质作用下,钢材将产生腐腐蚀。根据侵侵蚀性介质的的种类,主要分为酸腐腐蚀、碱腐蚀蚀和盐腐蚀三三种。从侵蚀性介质质的形态来区区分,有液相腐蚀和和气相腐蚀两两大类,而建筑钢结构构主要遭受气气相腐蚀。从腐蚀反应的的过程来进行行区分,有化学腐蚀和和电化学腐蚀蚀两大类。从腐蚀损坏的的特征来区分分,分为均匀腐蚀蚀、不均匀腐腐蚀、点(坑)腐蚀和晶间腐腐蚀四大类。。2.1钢结构腐蚀的的类型2.2钢结构腐蚀的的特点在大气环境中中，钢结构构构件只要与水水分和氧气同同时直接接触触，就会在表表面形成许多多微小的阴极极区和阳极区区，使钢材的的表面发生电电化学腐蚀。。钢材表面的的电化学腐蚀蚀产物中，最最初生侵入，，所以，钢材材的锈蚀是连连续不断的。。另一方面，，由于钢材在在锈蚀过程中中形成的许多多锈坑，进一一步增加了钢钢材与水分及及氧气的接触触表面积，加加剧了锈蚀的的速度，所以以，钢材的锈锈蚀具有扩散散性。空气湿湿度、空气中中存在的硫化化物、灰尘、、煤尘及盐分分的污染物等等，均对钢结结构的腐蚀速速度有影响。。其中，空气气相对湿度是是影响钢结构构腐蚀速度的的主要因素，，而且，当钢钢材表面出现现腐蚀产物后后，即使相对湿度较低，，腐蚀过程也也会加剧；气气体及灰尘等等污物对钢材材腐蚀速度的的影响，主要要是通过提高高钢材表面水水膜的导电性性及增强钢材材表面和腐蚀蚀产物的吸湿湿性；大气环环境中的氯化化物气体、硫硫化物气体以以及灰尘均会会加剧钢结构构的腐蚀。因因此，在防腐设计时时应充分考虑虑环境影响。。根据钢材腐蚀蚀的电化学原原理，只要防防止或破坏腐腐蚀电池的形形成或强烈阻阻滞阴、阳极过程程的进行，就就可防止钢材材的腐蚀。采采用防护层方方法防止钢结结构腐蚀是目前通用用的方法，常常用的保护层层有以下几种种：1.使用耐候钢耐腐蚀性能优优于一般结构构用钢的钢材称为耐耐候钢，一般般含有磷、铜、镍、铬、、钛等金属，，使金属表面形成保护层层，以提高耐耐腐蚀性。其低温冲击韧韧性也比一般般的结构用钢好。标准为为《焊接结构用耐耐候钢》。2.3钢结构腐蚀耐候钢板2.对钢材进行热热浸锌处理热浸锌是将除除锈后的钢构构件浸入600℃左右高温融化化的锌液中，，使钢构件表表面附着锌层，，锌层厚度对对5mm以下薄板不得得小于65μm，对厚板不小小于86μm，从而起到防防腐蚀的目的的。这种方法法的优点是耐耐久年限长，，生产工业化化程度高，质量量稳定。因而而被大量用于于受大气腐蚀蚀较严重且不不易维修的室室外钢结构中。如大大量输电塔、、通讯塔等。。近年来大量量出现的轻钢结结构体系中的的压型钢板等等，也较多采采用热浸锌防腐腐蚀。热浸锌锌的首道工序序是酸洗除锈锈，然后是清洗。。如果这两道道工序不彻底底均会给防腐腐蚀留下隐患，，所以必须处处理彻底。对对于钢结构设设计者，应该避避免设计出具具有相贴合面面的构件，以以免贴合面的缝缝隙中酸洗不不彻底或酸液液洗不净，造造成镀锌表面流流黄水的现象象。热浸锌处理后后的构件3.在钢材上热喷喷铝（锌）复复合涂层这是一种与热热浸锌防腐蚀蚀效果相当的的长效防腐蚀蚀方法。具体体做法是先对对钢构件表面作作喷砂除锈，，使其表面露露出金属光泽泽并打毛。再再用乙炔-氧焰将不断送出的铝（（锌）丝融化化，并用压缩缩空气吹附到到钢构件表面面，以形成蜂蜂窝状的铝（锌）喷涂涂层（厚度约约80μm~100μm）(微米)。最后用环氧树树脂或氯丁橡橡胶漆等涂料料填充毛细孔，以形成复复合涂层。此此法无法在管管状构件的内壁施工，因因而管状构件件两端必须做做气密性封闭，以使内壁壁不会腐蚀。。这种工艺的的优点是对构件尺寸适应应性强，构件件形状尺寸几乎不受受限制。大到如葛葛洲坝的船闸闸也是用这种种方法施工的。另一个优优点则是这种种工艺的热影影响是局部的、受约束的的，因而不会会产生热变形形。与热浸锌相比，这种种方法的工业业化程度较低低，喷砂喷铝（锌）的劳劳动强度大，，质量也易受受操作者的情绪变化影响响。正在热喷锌处处理的构件4.防腐涂料钢构件的防腐腐涂层可根据据具体情况采采用不同的方方式，如金属属保护层(镀锌等)、油漆涂层、、复合保护层层。目前通常常的钢结构防防腐做法就是是刷防腐涂料。涂料是一一种含油的或或不含油的胶胶体溶液，将将它涂敷在钢钢材表面上，，可结成一层薄膜膜来保护钢结结构。防腐涂涂料一般由底底漆和面漆组组成。底漆中中粉料多，基料少少，成膜粗糙糙，底漆的功功能是使漆膜膜与基层和面面漆结合牢固固，就是要有好的的附着力；底底漆有阻蚀性性颜料，可以以阻止锈蚀的的发生，有的的还能对金属起起钝化和电化化学保护作用用，防止金属属生锈。而面面漆则粉料少少，基料多，成膜膜后有光泽，，主要功能是是保护下层底底漆，故要对对大气和湿度度具有不渗透性，，要能抵抗由由风化引起的的物理和化学学分解。目前前的趋势是使使用合成树脂来提提高介质的抗抗风化性能。。耐大气性能能的防腐涂料料一般只能耐耐大气中的气相腐腐蚀。对于受受酸碱等介质质侵蚀的地方方，必须用耐耐酸碱的涂料料。防腐漆按保护护功能可分为为底漆、中层层漆和面漆，，各层油漆均均有其特性，，各负其责，各层层组合起来，，形成复合涂涂层，提高防防腐性能，延延长使用寿命命。（1）底漆底漆层常用的的防腐涂料有有富锌底漆和和环氧铁红底底漆，富锌漆漆是由大量的的微细锌粉与少量量的成膜机料料组成。锌的的电化学性比比钢铁高，在在受到腐蚀时时，有“自我牺牲””的作用，使使钢铁被保护护。腐蚀产物物氧化锌又填填充了孔隙，，使涂层更加致密。常用用的富锌底漆漆有以下三种种：①水玻璃无无机富锌底漆漆，以水玻璃璃为基料，加加入锌粉，混混合后涂刷，，固化后要用水冲洗洗，施工工艺艺复杂，工艺艺条件苛刻，，表面处理必必须在Sa2.5以上，另外对环境温度度、湿度都有有要求，形成成的涂膜易开开裂、脱皮，，目前已很少少采用。②溶性无机机富锌底漆，，该底漆是以以正硅酸乙酯酯为基料，以以酒精为溶剂剂，经部分水解聚合合，加入锌粉粉混合均匀后后涂覆成膜。。③富锌底漆漆，它是以环环氧树脂为成成膜基料，加加入锌粉，固固化形成涂层层。环氧富锌底漆不不但防腐性能能优良，而且且附着力强，，并与下道涂涂层环氧云铁铁中层漆均有良好的粘粘结性。主要要用于一般大大气中的钢架架结构和石油油化工设备的的防腐。环氧铁红底漆漆是分罐装的的双组份涂料料，甲组份（（涂料）由环环氧树脂、氧氧化铁红等防锈颜料增增韧剂、防沉沉剂等制成，，乙组份为固固化剂，施工工时按比例调调配。氧化铁红是一种种物理性防锈锈颜料，其性性质稳定、遮遮盖力强、颗颗粒细微、能能在漆膜中起到很好的的屏蔽作用，，有很好的防防锈性能。环环氧铁红底漆漆对钢板及上上层环氧面漆均有很好好的粘结力，，常温下干燥燥快，对上层层面漆不渗色色，较普遍的的用于钢质管道、贮罐罐、钢结构防防腐工程，作作防锈底漆使使用。（2）中涂层中涂层一般为为环氧云铁和和环氧玻璃鳞鳞片漆或环氧氧厚浆漆。环环氧云铁漆是以环氧树脂脂为基料加入入云母氧化铁铁制成，云母母氧化铁的微微观结构像片片状云母，其厚度仅为为数微米，而而直径为数十十微米到一百百微米。它耐耐高温、耐碱、耐酸性、、无毒，片状状结构可阻止止介质渗透，，增强了防腐腐性能，而且且收缩率低，表面面有粗糙度，，是一种优良良的中层防腐腐漆。环氧玻玻璃鳞片漆是是以环氧树脂为基基料，以薄片片状的玻璃鳞鳞片为骨料，，再加各种添添加剂组成的的厚浆型防腐漆。。玻璃鳞片厚厚度仅为2～5微米。由于鳞鳞片在涂层中中上下多层排排列，形成独特特的屏蔽结构构。（3）面漆用于面漆的涂涂料按其价位位可划分为三三种等级：①普通级为环氧氧漆、氯化橡橡胶漆、氯磺磺化聚乙烯漆漆等；②中等级为聚氨氨酯漆；③高等漆为有机机硅改性聚氨氨酯漆、有机机硅改性丙烯烯酸面漆、氟氟涂料等。环氧漆经化学学固化后，化化学性质稳定定，涂层致密密，有很强的的粘结力，很很高的机械性性，它耐酸、、碱、盐，能能抵抗多种化化学介质的腐腐蚀。氯化橡橡胶漆以氯化化橡胶为成膜膜物，氯化橡橡胶是用天然然橡胶与氯气气反应制成，，他属惰性树树脂，成膜后后密封性能非非常好，水汽汽、氧气对漆漆膜的渗透率率极低，而且且耐酸、耐碱碱、耐水、耐耐氧化剂、耐耐各种腐蚀性性气体的腐蚀蚀，在用醇酸酸树脂改性后后，耐候性好好，在使用过过程中，漆膜膜理化性能变变化很小，可可以说是一种种经济耐用的的防腐材料。。5.阴极保护法在钢结构表面面附加较活泼泼的金属取代代钢材的腐蚀。常用于于水下或地下下结构。其做做法可以使用用较活泼的金属属块或者涂层层作为电化学学中的反应极极，从而保护钢铁铁。这种方法法的优点在于于施工时间较较少同时也有较较好的防腐效效果。防止钢结构过过早腐蚀,施工人员需要要引起足够的的重视,在构件加工制制造和安装过程程中需要注意意一下几点:1.对于一一般情情况,宜用干干燥、、便于于喷刷刷的冷冷固型型涂料料。2.在构件件加工工制造造和现现场拼拼接过过程中中要保保证焊焊缝的的质量量,因为焊焊缝中中的材质复复杂,极易形形成电电极,在热影影响区区较易易生锈锈,涂装前前需要要对焊焊缝熔熔渣、、飞溅物物彻底底清楚楚干净净。3.未经过过特殊殊处理理的钢钢结构构构件件严格格禁止止与土土壤直直接接接触,因为土土壤对钢有有较强强的腐腐蚀性性。与与土壤壤接触触处需需要用用低强强度的的混凝凝土包包裹,并保证证具有足足够的的保护护层厚厚度。。4.钢结构构构件件的连连接部部位(焊缝或或螺栓栓连接接处),不得在在工厂厂预先先喷涂涂涂料,只能在在工地地安装装就位位后,对这些些部位位进进行认认真清清理,尽量避避免构构件涂涂装后焊接接,以防治治涂层层的的完整整性。。5.工厂制制作、、加工工好的的构件件要妥妥善堆堆放,避免钢钢材表表面生生锈而而导致致二次次涂装,造成不不必要要的浪浪费。。对构构件运运输或安装装过过程中中损坏坏的涂涂层,应在安安装就位位后及及时清清理干干净,并按有有关规规范对对涂层层进行行修复复。2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题-病态防防治第一，，流挂挂超超薄型型钢结结构膨膨胀防防火涂涂料涂涂膜流流挂的的主要要原因因有两两个，，一是是属于于施工工方面面的原原因，，及涂涂膜一一次涂涂装得得太厚厚，或或者涂涂料在在涂装装时稀稀释剂剂加入入得太太多；；二是是涂料料的内内在质质量缺缺陷儿儿造成成涂膜膜流挂挂。属属于第第一个个原因因的，，在涂涂装时时应按按要求求涂装装，每每道涂涂层不不能太太厚，，涂料料涂装装前，，如果果需要要加入入稀释释剂，，不能能加得得太多多以至至于涂涂料的的黏度度太低低。溶溶剂剂型涂涂料具具有非非常好好的流流平性性，一一次涂涂装所所得到到的湿湿涂膜膜较厚厚时容容易造造成流流挂。。为了了防止止涂料料流挂挂，可可在涂涂料生生产时时予以以考虑虑。例例如，，使用用适当当的防防流挂挂助剂剂使涂涂料具具有合合适的的流变变性。。属于于这类类助剂剂的有有有机机膨胀胀润土土、氢氢化蓖蓖麻油油等。。2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题-病态防防治第二，，涂膜膜开裂裂超超薄型型钢结结构膨膨胀防防火涂涂料涂涂膜开开裂是是指涂涂膜装装成膜膜后，，在短短期内内或在在户外外实际际使用用后涂涂膜出出现裂裂缝的的现象象。根根据涂涂膜的的开裂裂程度度和裂裂纹的的形状状，涂涂膜表表面出出现的的裂纹纹有细细裂、、隙裂裂、微微裂、、龟裂裂、鳄鳄鱼皮皮裂纹纹和发发状裂裂纹等等。钢钢结构构防火火涂料料开裂裂大多多数发发生在在涂膜膜表面面，以以龟裂裂纹最最为常常见。。这类类涂膜膜病态态发生生的原原因主主要有有底、、面涂涂配套套不适适应；；面漆漆中颜颜料体体积浓浓度（（PVC）偏高高；底底涂涂涂料未未干透透就进进行施施工和和面涂涂料涂涂装得得太厚厚等。。2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题-病态防防治第三，，针孔孔超超薄型型钢结结构膨膨胀防防火涂涂料针针孔是是涂膜膜干燥燥后，，在表表面出出现针针状小小孔，，严重重时小小孔可可能像像粗糙糙皮革革的毛毛孔。。其原原因一一是涂涂料涂涂装得得太厚厚，二二是溶溶剂挥挥发得得太快快，三三是涂涂料的的黏度度较高高。当当涂料料涂装装得太太厚或或是溶溶剂挥挥发得得太快快时，，在涂涂膜表表面涂涂料的的黏度度已经经很高高时，，尚有有较多多的溶溶剂留留在涂涂膜内内部，，由于于其快快速挥挥发而而形成成散逸逸通道道，溶溶剂顶顶破涂涂膜后后涂膜膜已经经失去去流动动性，，无法法流平平以填填平小小孔，，就在在涂膜膜表面面形成成了针针孔。。涂料料的黏黏度太太高，，在涂涂膜中中的溶溶剂挥挥发或或空气气逸出出时涂涂料已已经不不能够够流平平，同同样在在涂膜膜中留留下针针孔。。因因而，，合理理地选选择溶溶剂，，使溶溶剂具具有适适当地地挥发发速度度，可可以防防止针针孔的的出现现；在在涂料料中加加入适适量的的流平平剂也也有利利于消消除针针孔；；适当当地控控制施施工黏黏度，，即当当涂料料黏度度太高高时施施工前前加入入适量量的稀稀释剂剂都有有助于于消除除针孔孔。2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题-病态防防治第四，，雨斑斑户户外的的涂膜膜在实实际使使用过过程中中，受受到雨雨淋或或雨露露的侵侵渍使使涂膜膜表而而产生生斑点点，这这种斑斑点称称为雨雨斑。。主要要原因因是涂涂膜的的耐水水性差差，通通过采采取措措施（（例如如在涂涂料中中添加加硅烷烷类防防水助助剂、、提高高涂膜膜的耐耐水性性能等等）提提高涂涂膜的的耐水水性能能够消消除这这类涂涂膜病病态。。2.4钢结构构防腐腐施工工需注注意的的问题题-验收钢结构构防火火涂料料的工工程一一般情情况下下，都都是比比较大大型的的工程程，针针对大大型的的钢结结构防防火涂涂料工工程，，对所所有施施工人人员乃乃至施施工单单位来来说，，就是是要保保证钢钢结构构防火火涂料料工程程的验验收合合格。。对于钢钢结构构防火火涂料料工程程，基基本的的操作作工艺艺是：：作业业准备备—防火涂涂料配配料、、搅拌拌—喷涂—检查验验收，，在钢钢结构构防