摘要：施工工藝條件對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的使用性能和裝飾性有重要影響。研究了被保護(hù)基材鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法和防火涂料施工環(huán)境對(duì)涂裝效果的影響，以及防火涂料的施工工藝，以期對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料最佳施工工藝的選擇提供有價(jià)值的參考。

    關(guān)鍵詞：薄型鋼結(jié)構(gòu)；防火涂料；施工工藝

    0.引言

    在薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料配方設(shè)計(jì)研究中，防火涂料的施工工藝研究也很重要，施工工藝條件對(duì)涂料的使用性能和裝飾性有重要影響。鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)由經(jīng)過培訓(xùn)合格取得資質(zhì)的專業(yè)施工隊(duì)進(jìn)行施工，施工中的安全技術(shù)和勞動(dòng)保護(hù)等要求，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理應(yīng)有相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量管理體系、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)制度、施工方案等技術(shù)文件。防火涂料的施工是使涂料在被保護(hù)物件表面形成所需涂膜的過程，防火涂料對(duì)被保護(hù)基材表面的裝飾、保護(hù)以及功能性作用是以其在物件表面所形成的涂膜來體現(xiàn)。薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料的施工工藝研究包括3方面內(nèi)容：被保護(hù)基材鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法研究、施工環(huán)境對(duì)涂裝效果影響的研究和施工工藝研究。

    1.鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法研究

    被保護(hù)鋼基材的表面處理，是薄型鋼結(jié)構(gòu)水性防火涂料施工的基礎(chǔ)工序。其目的是為涂膜與被保護(hù)鋼基材表面的附著創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，同時(shí)還能提高和改善涂膜性能。鋼結(jié)構(gòu)表面處理是整個(gè)涂裝工藝取得良好效果的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。表面處理的目的：第一，清除被涂物件表面的各種污垢，使涂層與被涂鋼基材表面很好地附著，以保證涂層具有優(yōu)良的性能。污垢分為無機(jī)和有機(jī)污垢兩類，它們的存在不僅影響涂層外觀，嚴(yán)重的會(huì)使涂膜成片脫落；第二，修整被保護(hù)物件表面，除去存在的缺陷，提供防火涂料施工時(shí)需要的表面粗糙度，使涂刷時(shí)有良好的附著基礎(chǔ)。實(shí)踐表明：被涂物件表面合適的粗糙度為4~6級(jí)；第三，針對(duì)被保護(hù)鋼基材的不同材質(zhì)采用不同的處理方法，以提高涂層的附著力和防腐蝕能力。表面處理的方法多種多樣，應(yīng)依據(jù)被涂鋼基材表面加工后的清潔和光潔程度，污垢的種類和特性以及污染程度等來選擇。屬于表面凈化處理的有除油、除銹、除舊漆；屬于化學(xué)處理的有磷化、鈍化處理。

    1.1除油

    去除金屬工件表面的油污，可增強(qiáng)各種涂料的附著力。根據(jù)油污情況，選用成本低、溶解力強(qiáng)、毒性小和不易燃的溶劑。常用的溶劑有200#石油溶劑油、松節(jié)油、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、二氯甲烷、三氯乙烷、三氟三氯乙烷等。

 1.2除銹

    徹底清除鋼材表面的銹垢，以延長(zhǎng)涂膜的使用壽命，不同的鋼鐵器件表面有不同的除銹標(biāo)準(zhǔn)。除銹方法主要有：

    （1）手工打磨除銹，是最簡(jiǎn)單、古老的除銹方法。它能除去松動(dòng)、翹起的氧化皮，疏松銹蝕及其他污物。

    （2）機(jī)械除銹，借助于機(jī)械力的沖擊與摩擦作用，清除鋼材表面的氧化皮、銹層、舊漆層及焊渣等。其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，效率比手工除銹有所提高。常用的除銹設(shè)備有：鋼板除銹機(jī)，鋼材在一對(duì)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬絲滾筒間通過，靠絲刷與鋼材表面的快速摩擦，除去鋼材表面的銹蝕層；手提式鋼板除銹機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過軟軸帶動(dòng)鋼絲輪與鋼材表面摩擦而除銹；滾筒除銹機(jī)，靠滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)使磨料同鋼材表面相互沖擊、摩擦而除銹。此外，噴砂除銹也是一種重要的除銹方式。

    （3）化學(xué)除銹，通常稱為酸洗，是以酸溶液促使鋼材表面銹層發(fā)生化學(xué)變化并溶解在酸液中，而達(dá)到除銹目的。常用浸漬、噴射、涂覆3種處理方式。

    （4）除銹劑除銹（常用絡(luò)合除銹劑），既可在酸性條件下進(jìn)行，也可在堿性條件下進(jìn)行，前者還適合于除油、磷化等綜合表面處理。

    1.3表面處理對(duì)涂層性能的影響

    鋼基材的表面處理對(duì)涂層附著力有很大影響。涂覆水性防火涂料前，鋼基材表面應(yīng)達(dá)到無銹、無油、干燥和有合適的粗糙度，以便提高涂層的附著力。先用噴射除銹劑對(duì)鋼基材表面除油、除銹后，再采用機(jī)械打磨和化學(xué)洗液處理兩種不同的方法對(duì)鋼基材表面進(jìn)行處理，所得涂層性能如表1所示。

                     

                                            表1表面處理對(duì)薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂層性能的影響

        

    注：硬度按GB6739—86用QHQ—A型硬度儀測(cè)定。

    由表1可見：鋼基材經(jīng)機(jī)械打磨后，所得涂層的附著力、初期干燥抗裂性等性能比化學(xué)洗液處理方法要好。這是由于鋼基材經(jīng)機(jī)械打磨后增大了基材的粗糙度，使防火涂層牢牢地鑲嵌在鋼基材表面。

 2.施工環(huán)境對(duì)涂裝效果的影響

    施工環(huán)境對(duì)防火涂料涂裝效果有相當(dāng)大的影響。一般要求施工場(chǎng)所環(huán)境明亮、不受日光直曬、溫度和濕度合適、空氣清潔、風(fēng)速適宜、防火條件好。施工場(chǎng)所除應(yīng)具備一定亮度或照明條件外，還要求避免日光直曬，在烈日下施工很易造成涂膜缺陷。大氣的溫濕度與涂料施工和干燥性能關(guān)系很大。實(shí)驗(yàn)表明：在高溫、高濕情況下，防火涂料中的一些組分會(huì)慢慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成涂膜變脆而開裂脫落。一般溫度在5℃以下或高于50℃，相對(duì)濕度在85%以上時(shí)，施工效果都不太理想。適宜的施工氣候條件為：在施工過程和施工之后，涂膜干燥固化之前，環(huán)境溫度宜在5~50℃，相對(duì)濕度不大于90%，空氣應(yīng)流通。若溫度過低或過高，風(fēng)速在5m/s（4級(jí)）以上時(shí)，都不利于防火涂料施工。不能在戶外露天施工，鋼構(gòu)件表面或防火涂料表面有結(jié)露時(shí)不能施工；施工好的涂膜未完全固化前不能受到雨淋、霧水的影響和表面結(jié)露；每次涂刷厚度不能太厚，上道涂膜未干就進(jìn)行下一次施工等都可造成涂層空鼓、開裂。空氣中的塵埃對(duì)涂裝效果影響特別大，必須采取防塵措施，不同涂層要求不同的防塵標(biāo)準(zhǔn)。通風(fēng)效果既影響涂層質(zhì)量，又影響施工場(chǎng)所的安全衛(wèi)生。

    3.施工工藝研究

    施工工藝包括工藝流程、工藝條件和參數(shù)、施工方法和使用設(shè)備等。不同的被涂鋼件和涂料品種，對(duì)應(yīng)不同的施工工藝。

    3.1刷涂法

    它是使用最早、最簡(jiǎn)單的一種涂裝方法，適用于涂刷任何形狀的物件，絕大多數(shù)防火涂料可以用此種方法施工。刷涂法涂刷很容易滲透金屬表面的細(xì)孔，可增強(qiáng)涂料對(duì)金屬表面的附著力。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，有時(shí)涂層表面留有刷痕，影響裝飾性。

    3.2滾筒刷涂法

    滾筒是一個(gè)直徑不大的空心圓柱，表面粘有合成纖維制成的長(zhǎng)絨毛，圓柱兩端裝有兩個(gè)墊圈，中心帶孔，彎曲的手柄即由這個(gè)孔中通過。施工時(shí)先將輥?zhàn)咏肫嶂薪?rùn)，然后用力輥涂到所需的表面上。現(xiàn)在采用空壓機(jī)壓送涂料的輥涂裝置。

    3.3刮涂抹涂法

    使用金屬或非金屬刮刀，如硬膠皮片、玻璃鋼刮刀、牛角刮刀等手工抹涂各種厚漿型防火涂料和膩?zhàn)?/span>。

    3.4噴涂法

    采用壓縮空氣及噴槍，使涂料霧化的施工方法。其特點(diǎn)是噴涂后涂膜均勻，生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是有一部分涂料被揮發(fā)損耗，同時(shí)由于溶劑大量揮發(fā)，影響操作者身體健康。噴涂法包括空氣噴涂法、無空氣噴涂法、熱噴涂法、雙口噴槍噴涂法、靜電噴涂法、自動(dòng)噴涂法等。防火涂料一般采用空氣噴涂法。空氣噴涂的關(guān)鍵設(shè)備是噴槍。依據(jù)涂料供給方式，噴槍通常分為重力式、吸引式和壓送式3種，又按噴涂能力分為小型和大型兩類。小型噴槍多為重力式或吸引式，其噴嘴口徑約0.5~1.8mm；大型噴槍則為壓送式，也有吸引式，噴嘴口徑多為1~10mm。噴嘴口徑的大小決定涂料的噴出量和噴射涂料束的幅面寬度。涂料黏度高，需要工作壓力大，應(yīng)選大口徑噴嘴；涂料黏度低，需要工作壓力小，可選小口徑噴嘴。空氣噴涂的工作壓力一般為0.3~0.6MPa。為獲得光滑平整的涂層，噴涂時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。第一，施工前，首先應(yīng)將涂料調(diào)至適當(dāng)?shù)酿ざ龋鶕?jù)涂料的種類、空氣壓力、噴嘴的大小以及物面的需要量來確定。第二，供給噴槍的空氣壓力一般為0.3~0.6MPa。第三，噴嘴與物面的距離，以200~300mm為宜。第四，噴出涂料流的方向應(yīng)盡量垂直于物體表面。第五，為了獲得均勻的涂層，操作時(shí)每一噴涂條帶的邊緣應(yīng)當(dāng)重疊在前一已噴好的條帶邊緣上（以重疊1/3為宜）。噴槍的移動(dòng)速度應(yīng)保持均勻一致，不可時(shí)快時(shí)慢。

 3.5水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的施工工藝

    由于水性薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的粒度較大、黏度較稠，因而不太適宜采用刷涂法和滾筒刷涂法，而選用噴涂、抹涂和刮涂相結(jié)合的施工工藝。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料為水性涂料，直接涂刷在鋼基材表面易生銹。因此施工前首先應(yīng)將鋼基材表面的油污、雜質(zhì)、銹跡、銹斑徹底除掉，然后先刷一道防銹底漆，目的是防止鋼結(jié)構(gòu)生銹，以延長(zhǎng)使用壽命，另外可使鋼結(jié)構(gòu)表面與涂層之間具有良好的結(jié)合力，提高整個(gè)涂層的保護(hù)性能。涂防銹底漆緊接著施工前表面處理進(jìn)行，兩工序之間的間隔應(yīng)盡可能縮短。正確地選擇防銹底漆品種及其涂裝工藝，就能起到提高涂層性能、延長(zhǎng)涂層壽命的作用。對(duì)防銹底漆的性能要求：應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)底材具有很好的附著力；本身有較好的機(jī)械強(qiáng)度；對(duì)底材具有良好的防腐蝕保護(hù)性能和不產(chǎn)生其他副作用；能為防火涂層提供良好的基礎(chǔ)，不含能滲入上層涂膜引起弊病的組分；具有良好的涂裝性、干燥性和打磨性，這點(diǎn)在大批量流水線生產(chǎn)中至關(guān)重要。薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料固體含量較大，較易沉淀，使用前應(yīng)充分?jǐn)噭颉ｋp組分防火涂料，要根據(jù)產(chǎn)品說明書上規(guī)定的比例在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)配，并充分?jǐn)噭颍粏谓M分涂料也應(yīng)充分?jǐn)嚢琛嚢韬玫耐苛先缣恚杉舆m量自來水稀釋到便于施工的黏度，噴涂時(shí)以不發(fā)生流淌和下墜現(xiàn)象為宜。不需噴涂的設(shè)備、管道、墻面和門窗，應(yīng)遮蔽保護(hù)。防火涂料一般較粗糙，宜采用重力式或噴斗式噴槍，噴嘴口徑φ4~6mm，空氣壓力0.4~0.6MPa。一般每次噴涂厚度為3mm左右，每隔24h噴涂1次，達(dá)到所需厚度為止。必須在上一道涂料干燥后，再噴涂下一道涂料，噴涂時(shí)應(yīng)確保涂層均勻平整。操作者要攜帶涂層測(cè)厚儀隨時(shí)檢測(cè)涂層厚度，并確保噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度。要求涂層表面平整光滑時(shí)，應(yīng)對(duì)最后一道涂層作抹平處理，以保證外表面平整。局部修補(bǔ)和小面積施工，可用刷涂、噴涂或輥涂法。涂層若無裝飾要求，可不涂面層；若有裝飾要求，可噴涂裝飾面層涂料1~2道，約2mm厚。

                                                                                                覃文清（公安部四川消防研究所)