CN108978895A - 一种钢结构用防护材料及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及属于防护技术领域，特别涉及一种钢结构用防护材料及其施工方法，包括如下步骤：S1钢结构表面除锈；S2钢结构表面喷涂；S3一次养护；S4钢结构安装；S5钢结构节点防护处理；S6二次养护：对节点防护层采取包裹塑料薄膜进行养护，养护时间为3‑6小时；本发明创造所公开的防护方法，操作简单、施工工期短、施工条件低，弥补了钢结构的耐火和抗腐蚀能力差的缺陷，还解决了低品质磷酸一铵产能过剩问题，提高了磷酸一铵的利用价值。

Description

一种钢结构用防护材料及其施工方法

技术领域

本发明涉及属于防护材料技术领域，特别涉及一种钢结构用防护材料及其施工方法。

背景技术

钢结构即是由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，与其它建材相比，在使用、设计、施工及综合经济方面都具有造价低、质量轻、强度高、可移动的特点。钢结构住宅或者工厂比传统建筑能更好地满足建筑上灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6％，节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好，将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100％回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾，建设部称之为可重复利用型和环保型绿色建筑。

但是钢结构的耐火性很差，极易导热，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降，且钢结构易锈蚀，耐腐性，在大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素，引起钢结构腐蚀的工业气体含有SO₂、CO₂、NO₂、CI₂、H₂S及NH₃等，这些成份含量虽小，但对钢铁的腐蚀危害不可忽视的，且这些气体溶于水中呈酸性，形成酸雨，腐蚀金属设施，在生产和施工过程中需要注意除锈和防锈处理，经常维护且费用高。

现有的钢结构防火、防腐蚀技术包括：1)外包层；2)喷涂法；3)充水；4)屏蔽；5)膨胀材料。如CN201510362587.5公开了一种防护结构，尤其涉及一种钢柱的防护结构及其砂浆抹灰防护方法，属于钢结构领域。包括钢柱，所述的钢柱的外表面设有防火涂料层，所述的钢柱外壁的折角处设有定位筋，所述的钢柱外、定位筋外套有钢丝网，所述的钢丝网的外表面设有聚合物水泥砂浆层，所述的防火涂料层外涂有聚丙烯乳液层。按以下步骤进行：施工前准备→施工工序→施工详细注意事项及操作要点→质量标准及检测方法。结构合理，设计可靠，质量保障，施工简便，成本合理，使钢柱防火、防腐性能大幅度提升，同时又避免了常见包柱裂缝，脱落等质量问题；又如CN201711386377.5公开了一种基于石膏基钢结构的防火保护系统，包括外框，所述外框底部的两侧均固定连接有支撑腿，并且外框内壁的顶保护和底部之间固定连接有竖板，所述竖板的左侧固定连接有移动装置，所述移动装置的底部固定连接有顶座，所述顶座底部的两侧均转动连接有连杆，该发明涉及防火保护系统技术领域。该基于石膏基钢结构的防火保护系统及其保护方法，达到了对钢结构进行灭火的目的，可以对钢结构的周围不同的位置均进行灭火，防止钢结构的损坏，便于人们及时的进行逃出和救援，同时更好的保护钢结构，便于人们及时的进行逃出和救援，同时更好的保护钢结构，实现了自动化控制的目的，无须人工管理，便于人们的使用，实用性较强；但均存在成本高、效率低、耗时长、易老化、易燃不放火、施工环境要求高、经常性维护等缺点等问题，且没有兼具防火和防腐蚀性能钢结构用材料的报道，为此，本发明提供一种钢结构的防护方法，既能解决钢结构的耐火性能，又能解决钢结构的抗腐蚀能力，降低钢结构的经常维护费用，进而降低钢结构建筑物(构筑物)的使用费用，提高钢结构房屋的性价比，并且操作简单实用，施工工期短，对现场施工环境要求不高。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种钢结构用防护材料及其施工方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种钢结构用防护材料，以重量份计包括：磷酸一铵5-25份，氧化镁20-60份，硼砂或硼酸2-10份，掺合料5-30份，玻化微珠5-60份，骨料0.1-50份。

所述磷酸一铵，其粒度为60-400目，养份(以N和P₂O₅总量计)≥58％。

所述氧化镁，其粒度为60-400目。

所述氧化镁为重烧氧化镁。

所述硼砂或硼酸，工业级，含量大于95％，其粒度为60-400目。

所述骨料，其粒径≤2.6mm。

所述掺合料为粉煤灰、偏高岭土、石英砂、煤矸石、膨胀珍珠岩中任意一种或几种的混合物。

本发明所述的钢结构用防护材料用于在钢结构表层形成防火抗蚀保护层。

本发明提供一种钢结构防护材料的施工方法，包括如下步骤：

S1钢结构表面除锈；

S2钢结构表面喷涂：将防护材料喷涂于钢结构表面，喷涂厚度为10-30mm；

S3一次养护：待物料终凝后立即用塑料薄膜包裹进行保湿养护，养护时间为3-6小时；

S4钢结构安装：钢结构安装过程中不得用钢丝绳直接捆绑钢构件，以免损伤防护层；

S5钢结构节点防护处理：对于钢结构的螺栓连接或焊接的节点用防护材料进行再防护，采取喷涂或支模浇筑中任一种方式进行处理；

S6二次养护：对节点防护层采取包裹塑料薄膜进行养护，养护时间为3-6小时。

本发明的有益效果在于：

本发明创造以磷镁基材料对钢结构表层进行防护，结合塑料薄膜包裹，缩短了凝结时间短(约8-25min)，通过合理的防护材料配比，增强了材料早期抗压强度(3h可达到20MPa)、抗折强度(3h大于3MPa，3d大于6MPa)、粘结强度(4h达3.6MPa，3d达5.5MPa)、耐久性，与结构混凝土同寿命。选用了高密度氧化镁与磷酸一铵，磷酸一铵与氧化镁反应速率快于同类型的磷酸一钾、磷酸一钠，采用磷酸一铵制备的强度更高，且采用氧化镁20-60份、磷酸一铵5-25份，保证磷酸盐组分完全反应彻底，未反应完的氧化镁颗粒，其自身强度高，作为骨料，产生微集料效应，进一步提高磷镁材料的强度，氧化镁颗粒细度在60～400目之间效果最优。

本发明创造所采用的防护材料，不仅具有混凝土的耐火性能，还具有耐冻融、耐盐蚀、粘结强度高和钢材保护性能好等特性，因此，本发明的防护材料硬化后强度高，其耐磨性好，提高了钢表面防护层抗磨蚀(如风砂磨蚀)的性能；本发明的防护材料在高温下会释放水分，蒸发吸热，并形成多孔结构提高其隔热能力，同时掺入玻化微珠进一步提高其隔热性能，从而提高耐火性能；此外，本发明的防护材料中磷酸盐组分、镁组分会与钢结构表面发生发化学反应，在钢表面生成一种含磷酸铁镁的密实包裹层，使得防护材料具有极化电阻(Rp)高、腐蚀电流(icorr)低的特点，且极化电阻随干湿循环次数的增加而增加，而腐蚀电流的变化近似为零，因此，提高钢结构的防锈蚀、抗腐蚀能力。

综上，本发明的防护材料的优异特点很好地弥补了钢结构的耐火和抗腐蚀能力差的缺陷。本发明创造所公开的防护材料的施工方法，操作简单、施工工期短、施工条件低，并且还解决了低品质磷酸一铵产能过剩问题，提高了磷酸一铵的利用价值。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种钢结构用防护材料，以重量计包括：磷酸一铵25kg，氧化镁60kg，硼砂10kg，掺合料30kg，玻化微珠60kg，骨料50kg；

所述磷酸一铵，其粒度为400目，养份(以N和P₂O₅总量计)≥58％；

所述氧化镁，其粒度为400目；

所述氧化镁为重烧氧化镁；

所述硼砂，其粒度为400目；

所述骨料，其粒径≤2.6mm；

所述掺合料为偏高岭土。

实施例2

本实施例提供了一种钢结构用防护材料，以重量计包括：磷酸一铵5kg，氧化镁20kg，硼酸2kg，掺合料5kg，玻化微珠5kg，骨料0.1kg；

所述磷酸一铵，其粒度为60目，养份(以N和P₂O₅总量计)≥58％；

所述氧化镁，其粒度为60目；

所述氧化镁为重烧氧化镁；

所述硼酸，其粒度为60目；

所述骨料，其粒径≤1.18mm；

所述掺合料为偏高岭土。

实施例3

本实施例提供了一种钢结构用防护材料，以重量计包括：磷酸一铵15kg，氧化镁45kg，硼砂5kg，掺合料13kg，玻化微珠30kg，骨料15kg；

所述磷酸一铵，其粒度为120目，养份(以N和P₂O₅总量计)≥58％；

所述氧化镁，其粒度为150目；

所述氧化镁为重烧氧化镁；

所述硼砂，其粒度为220目；

所述骨料，其粒径为0.3～2.6mm；

所述掺合料为粉煤灰、偏高岭土、石英砂的混合物。

实施例4

采用实施例1-3中任一种防护材料对钢结构进行防护，其防护方法包括如下步骤：

S1钢结构表面除锈；

S2钢结构防护材料制备：按配比称取磷酸一铵、氧化镁、硼砂或硼酸、掺合料、玻化微珠、骨料进行混合后加水搅拌至物料至浆体状；

S3钢结构表面喷涂：将防护材料喷涂于钢结构表面，喷涂厚度为5-30mm；

S4一次养护：待物料终凝后立即用塑料薄膜包裹进行保湿养护，养护时间为3-6小时；

S5钢结构安装：钢结构安装过程中不得用钢丝绳直接捆绑钢构件，以免损伤防护层；

S6钢结构节点防护处理：对于钢结构的螺栓连接或焊接的节点用防护材料进行再防护，采取喷涂或支模浇筑中任一种方式进行处理；

S7二次养护：对节点防护层采取包裹塑料薄膜进行养护，养护时间为3-6小时；

对照组1对钢构表面依次形成防火保护层、防腐蚀保护层，所用材料均采用普通防火涂料(水泥砂浆)和普通防腐涂料(环氧树脂)。

对照组2对钢构表面依次形成防腐蚀保护层、防火保护层，所用材料均采用普通防火涂料(水泥砂浆)和普通防腐涂料(环氧树脂)。

经JC/T 2381-2016标准的检测，结果如表1所示：

Claims (8)

1.一种钢结构用防护材料，其特征在于，以重量份计包括：磷酸一铵5-25份，氧化镁20-60份，硼砂或硼酸2-10份，掺合料5-30份，玻化微珠5-60份，骨料0.1-50份。

2.如权利要求1所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述磷酸一铵，其粒度为60-400目，养份(以N和P₂O₅总量计)≥58％。

3.如权利要求1所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述氧化镁，其粒度为60-400目。

4.如权利要求1或3所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述氧化镁为重烧氧化镁。

5.如权利要求1所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述硼砂或硼酸，工业级，含量大于95％，其粒度为60-400目。

6.如权利要求1所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述骨料，其粒径≤2.6mm。

7.如权利要求1所述的钢结构用防护材料，其特征在于，所述掺合料为粉煤灰、偏高岭土、石英砂、煤矸石、膨胀珍珠岩中任意一种或几种的混合物。

8.如权利要求1所述的钢结构用防护材料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1钢结构表面除锈；

S2钢结构表面喷涂：将防护材料喷涂于钢结构表面，喷涂厚度为5-30mm；

S3一次养护：待物料终凝后立即用塑料薄膜包裹进行保湿养护，养护时间为3-6小时；

S4钢结构安装：钢结构安装过程中不得用钢丝绳直接捆绑钢构件，以免损伤防护层；

S5钢结构节点防护处理：对于钢结构的螺栓连接或焊接的节点用防护材料进行再防护，采取喷涂或支模浇筑中任一种方式进行处理；

S6二次养护：对节点防护层采取包裹塑料薄膜进行养护，养护时间为3-6小时。