刘 旸
(中国航发北京航空材料研究院，北京 100095)
0 引言
当下建筑施工中，随着技术的不断成熟，钢结构替代传统承重构件，并发挥重要作用。当建筑主体发生火灾，虽然钢结构不会燃烧，但是在高温作用下，强度会逐渐下降，达到临界点时，会完全丧失承载能力，不能保证使用者安全。因此，对超薄型钢结构防火涂料施工技术应用的研究，有着鲜明现实意义。
1 钢结构表面处理目的
为了进一步促进防火涂料发挥作用，除了保证涂料本身质量之外，还需要保证钢结构材料质量，其目的主要有三个方面:第一，修整结构。需要对钢结构外部结构进行合理的修整，对钢结构的锐边进行打磨，将倒角进行磨圆处理，去除结构中的飞溅，焊口周围应用砂轮磨平。第二，清洁表面。在进行防火涂料施工之前，需要将钢结构表面进行清洁处理，特别是钢结构表面的锈迹和氧化皮，会降低防火涂料的作用。还需要去除表面的可溶性盐、多余水分以及油脂等。第三，增加粗糙度。钢结构表面粗糙度增加之后，防火涂料涂层与钢材的接触面积就会增加，并且可以达到机械吻合，进一步提升涂料的附着力，降低涂料的开裂、脱落概率。
2 钢结构表面处理的方法
2.1 溶剂清理
因为油脂成分会对防火涂层产生影响，造成涂层脱落等问题，所以需要应用溶剂清理方法，去除钢结构表面的油脂成分。溶剂清理的类型有很多种，例如碱液、乳化剂以及各类有机溶剂等，对于体积较小的钢结构可以采用溶剂浸泡的方法，此种方法处理效率高，但是适用范围较小，并且溶剂消耗量较大。大体积的钢结构处理可以应用擦拭或者喷射方法，擦拭方法可以避免溶剂的浪费，但是处理效率并不高。喷射方法可以保证处理效率，还可以缓解溶剂浪费的情况，但是操作步骤较为复杂。因此具体溶剂的选择，还需要根据油脂成分进行确定。通常情况下，大都采用擦拭方法进行除油。
2.2 化学处理
化学处理法中主要处理形式为酸洗，应用有机酸或者是无机酸进行涂抹，这样酸性成分就可以与钢结构表面的氧化层以及锈迹发生反应，最终生成可溶性铁盐。常见的处理方式为浸渍、刷涂以及喷射。化学酸洗法适用于清理小型钢结构以及6 mm以下的管材等，此种方法用量非常讲究，必须结合实际计算用量，因为酸性溶液对于钢材造成的影响都是不可逆的，用量过多容易造成铁损，用量过少不能清除氧化层与铁锈，所以化学酸洗的方法无法为防火涂料施工提供一个良好的粗糙表面，然而粗糙表面对于整个防火涂料施工质量会产生极大影响，所以化学酸洗法的应用并不常见。
2.3 机械处理
当下经常应用的钢结构表层机械处理方法主要有三种，分别是:动力工具清理方法、抛丸清理方法以及喷砂清理方法。其中动力工具清理方法，主要用于清除钢结构表面松散的氧化层以及铁锈。但是对于牢固的氧化层以及铁锈处理，效果并不好。应用工具为砂轮、旋转钢丝盘以及锥形小砂轮等［1］。抛丸清理方法主要应用抛丸机来实现清理，抛头上的叶轮在电力作用下高速旋转产生离心力，将磨料以高速度抛出，并作用在钢材表面，达到清理目的，是现阶段应用最为广泛的一种方法。喷砂清理方法主要应用空气压缩，将磨料以一定速度喷向被处理表面，从而去除氧化层以及铁锈，此方法一般应用于大型钢结构表面清理任务中。
3 超薄型钢结构防火涂料施工环境要求
施工环境对于防火涂料的施工，具有较大的影响，通常情况下，要求该施工环节在室内进行，如果在室外进行遇到雨天以及雾天，空气中的水分会进入到防火涂层中，涂层起泡，固化后会干裂脱落。在室内需要温度与湿度适中，具有完善的照明系统和通风条件。具体要求为:防火涂料施工外环境温度需要维持在15℃ ～30℃，相对湿度不能高于80%。当室内温度过高，防火涂层在固化过程中容易开裂，室内温度过低会影响防火涂层固化速度，降低施工效率。室内照明需要从多个角度进行，尽量达到“无影”的效果，避免施工人员因阴影遮挡，造成涂抹不均匀，降低施工质量。良好的通风环境可以促进防火涂层的固化效率，但是需要注意外界天气情况，若空气湿润，水汽过多，则不适合通风。因此，需要注意施工环境防火涂料施工质量的影响。
4 超薄型钢结构防火涂料施工技术应用研究
4.1 刷涂
刷涂在防火涂料施工中是比较常见的一种方式，此种方法不需要借助其他设备就可以实现操作，也因此该种技术在应用过程中，不能满足大面积的钢结构防火涂料施工。采用手工刷涂可以让钢结构表面全部覆盖，并且涂料的渗透性相比于其他方法更加显著。例如，天津市某建筑项目需要进行防火涂料施工，施工钢结构为3 m×2 m长方形框架，设计防火涂层厚度为1 800 μm，要求单道涂层干膜厚度不能超过200 μm，应用刷涂方法进行操作，钢结构耐热性显著增强。原有同类材料钢结构，在450℃ ～600℃失去承载能力，耐火极限时间为14 min～16 min。同类具有防火涂料的钢结构，耐火极限时间为80 min～83 min。经过以上比较，刷涂方法可以实现对钢结构的保护，维护建筑安全。
4.2 辊涂
辊涂方法在应用过程中，将会把辊筒作为载体，首先将防火涂料置于辊筒之上，让其形成一个湿膜，然后让辊筒表面钢结构进行接触，这样辊筒表面的防火涂料，就可以均匀的涂抹在钢结构表面上，此种方法操作简便且设备易得，在施工过程中，还可以保证施工效率，因此该方法往往被应用在大面积、高厚度涂抹施工任务中［2］。例如，上海市某建筑项目，需要进行防火涂料施工，施工钢结构为长10 m、宽5 m的长方形架构。设计防火涂层厚度为3 000 μm，要求单道涂层干膜厚度不能超过400 μm，采用辊涂方法施工，钢结构耐热性显著增强。原有同类材料钢结构，在450℃ ～600℃失去承载能力，耐火极限时间为14 min～16 min。同类具有防火涂料的钢结构，耐火极限时间为113 min～115 min。
4.3 喷涂
常见的喷涂方式可以分为空气喷涂以及无气喷涂两种。其中空气喷涂主要是应用空气压缩的原理，将涂料从枪口喷出，喷出去的涂料会分散成雾状，这样作用在钢结构表面，就可以更加均匀。无气喷涂可以称作高压喷涂，虽然也会应用空气压缩原理，但是会配备液压泵，将涂料进行加压，再经过高压枪立即喷出，最终涂料成扇形雾状，迅速作用在钢结构表面，形成防火层。这种方法在应用过程中，十分简便，操作容易掌握，可以进一步提升防火涂料施工的工作效率，并且经由高压枪形成的涂料层，质量更高，相比于刷涂方法来说，防火层外观更加平整，也不需要稀释剂辅助施工。
4.4 组合喷涂
在实际施工过程中，根据不同施工情况可以选择不同施工方法，因为不同施工方法，具有不同的优缺点。例如，刷涂虽然可以完成防火涂料施工，但是不能适用于大面积作业，并且涂料较为粘稠，很难形成厚涂层。辊涂方法，虽然施工效率较高，但是往往涂层表面不均匀，丧失原本的装饰性。空气喷涂动力较小，不能适用高粘度材料，无气喷涂动力较大，但是涂料浪费情况明显，所以可以采用组合喷涂方法，达到经济化、高效化、美观化的施工需求［3］。例如济南市某建筑项目，需要进行钢结构防火涂料施工，设计防火涂层厚度为2 300 μm，要求单道涂层干膜厚度不能超过300 μm。施工方法采用“辊涂+无气喷涂”，钢结构表面处理完毕之后，首先进行防锈漆施工，待防锈漆层固化之后，进行辊涂防火涂料施工，以300 μm每道进行防火层叠加，在涂层厚度为1 700 μm时，停止施工。应用砂轮进行表面修复整平，接着应用无气喷涂方法进行施工，防火层厚度达到2 300 μm时，停止加工。最后进行面漆施工，完成所有喷涂工作。此种施工方式，既可保证防火层美观，还可以节约材料，降低施工成本，可谓是一举两得。
5 结语
超薄型钢结构防火涂料厚度不会超过7 mm，并且会以高粘度溶剂的形式存在，但是却具有良好的装饰性能以及理化性能。以上从化学、机械多个角度对钢结构表面处理进行了研究，并结合现阶段施工情况，分析了刷涂、喷涂等几种常见的防火涂料施工技术应用，希望为今后钢结构防火处理提供一定参考。
