建筑幕墙防腐设计:保障质量,延长使用寿命

   日期:2024-06-07     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:321    
核心提示:本文简单阐述了建筑幕墙的防腐设计。因此,做好建筑幕墙的防腐设计是十分必要的。3、建筑幕墙的防腐设计目前在建筑幕墙设计中,常用的防腐材料主要包括:

摘要:随着建筑业的快速发展,幕墙在建筑工程中得到广泛的应用,为了保证幕墙的质量,必须高度重视其防腐问题。本文简要介绍了建筑幕墙的防腐设计。

介绍

建筑幕墙作为建筑防护结构和装饰结构,其设计理念越来越趋向于节能、环保、健康。然而,建筑幕墙在使用过程中,其结构材料特别是金属材料会与空气中的化学物质发生反应,产生腐蚀破坏,影响幕墙的正常使用功能。因此,做好建筑幕墙的防腐设计十分必要。

1.我国建筑幕墙类型

1.1 玻璃幕墙

玻璃幕墙按型材材质可分为钢质型材、铝合金型材和钢铝型材组合等;按幕墙面板固定方式可分为明框、半隐框和隐框玻璃幕墙;按玻璃面板支撑方式可分为托板支撑、四点支撑、胶合板支撑、六点支撑和多点支撑玻璃幕墙;全玻璃幕墙可分为悬吊式和落地式两种;按支撑结构可分为钢结构、主体结构、玻璃肋支撑、自平衡索桁架、索杆结构等点支玻璃幕墙。

1.2人造板幕墙

人造板幕墙按结构形式可分为单元式、构件式、点支撑式;按使用功能可分为装饰型、围护型;按面板材质大致可分为陶瓷板、石蜂窝板、微晶玻璃、纤维水泥板、瓷质板、混凝土板、木纤维板等。

1.3 石材幕墙

石材幕墙按面板闭合方式可分为闭式和敞开式;按面板支撑固定方式可分为钢销式、嵌入式、通槽式、短槽式等边支式石材幕墙和背插式、背卡式、贯穿式、背栓式等跨中支撑式石材幕墙。

1.4 金属幕墙

金属幕墙按面板闭合方式可分为闭式、屏蔽式和敞开式;按幕墙面板材质可分为铝单板、蜂窝铝板、铝塑复合板、不锈钢板、彩钢板、铜合金板、搪瓷钢板、钛合金板、锌合金板等。

1.5 单元式幕墙

单元幕墙按幕墙面板材料可分为玻璃幕墙、人造板幕墙、石材幕墙、金属板幕墙和组合幕墙;按面板支撑结构形式可分为明框幕墙和隐框幕墙;按单元部件接口方式可分为对接式、粘接式、插入式和连接式幕墙。

1.6 双层幕墙

双层幕墙按结构形式可分为单元式双层幕墙和组件式双层幕墙;按通风方式可分为内通风双层幕墙和外通风双层幕墙。

1.7 天窗

天窗按面层材料可分为玻璃天窗、聚碳酸酯板天窗;按支撑结构可分为单元式天窗、组件式天窗和点支式天窗。

2.幕墙防腐设计原则

幕墙工程防腐设计应遵循以下原则:

(1)重要钢结构桁架、柱、主梁及矩形闭合截面杆件的焊缝宜采用连续焊缝。角焊缝的焊脚尺寸不宜小于8mm;杆件厚度小于8mm时,焊脚尺寸不应小于杆件厚度。闭合截面杆件的端部宜采用封闭形式。

(2)当暴露于腐蚀性气体、固体介质时,应采用耐候钢。

(3)钢结构连接所用材料(如焊条、螺栓、节点板等构件材料)的耐腐蚀性能应高于主要构件材料的耐腐蚀性能。

(4)根据JGJ102-2003《玻璃幕墙工程技术规范》第3.1.2条规定:“除不锈钢、耐候钢外,金属材料及金属部件均应采用表面热镀锌、无机富锌涂层或其他有效的防腐措施”。其中规定需要进行表面防腐处理的钢材种类为碳素结构钢和低合金强度结构钢(不锈钢、耐候钢除外),表面防腐处理不限于热镀锌。

(5)由于两种不同金属直接接触时容易发生电化学腐蚀,因此设计时必须在不同金属的接头或接触面采取绝缘措施。通常采用尼龙垫、石棉垫进行隔离,避免不同金属直接接触。连接铝与钢的固定件应采用不锈钢或铝合金。也可采用适当的涂料或金属镀层来保护金属结构。

(6)铝及铝合金与水泥材料接触时,应在铝及铝合金材料表面涂刷耐酸、耐碱、耐水的沥青漆、聚氨酯漆、氯化橡胶漆、环氧沥青漆等进行隔离。

3、建筑幕墙防腐设计

3.1防腐材料的选择

为了减少建筑金属材料的腐蚀,保证幕墙施工和使用质量,可选用防腐材料替代传统钢材,兼顾强度、机械加工性能等物理性能和耐腐蚀的化学性能,同时充分考虑建设成本。

目前,在建筑幕墙设计中,常用的防腐材料主要有:

(1)不锈钢。不锈钢多为钢中添加镍(Ni)、铬(Cr)等金属元素而制成,根据添加不同元素的量而分为不同牌号。为增强不锈钢的耐大气腐蚀性能,在幕墙设计中可增加不锈钢中铬、钼(Mo)的含量。以Cr+3Mo作为不锈钢的耐腐蚀指标,对不同的不锈钢材料进行比较,铁素体(不锈钢)的耐大气腐蚀性能优于奥氏体(不锈钢),且性价比更高,因此在建筑幕墙设计中,铁素体应用相对更为广泛。表1为各类不锈钢的应用情况。

(2)铝合金。金属铝本身具有良好的防腐性能,在大气环境中,会很快在表面形成一层致密而厚的氧化铝膜,从而阻止进一步腐蚀。但这层氧化铝膜会与盐碱类物质发生反应,在材料表面形成点蚀痕迹,进而不断渗透腐蚀,这就是所谓的点蚀效应,是纯铝防腐的致命弱点。因此,在实际应用中,一般会在铝中添加硅、镁、锰等元素,以提高材料的强度和防腐性能。

(3)钛锌板。锌板是在锌中添加少量钛和铜元素形成的合金板。金属锌的防腐原理与铝相似,虽然稳定性较差,但不会受到点蚀的影响。钛锌板中铜的存在可以提高材料的抗拉强度和硬度,而钛的存在可以进一步增强材料的抗腐蚀能力。在机械加工性能、防腐能力、美观度等方面,钛锌板均优于不锈钢和铝合金。

各类不锈钢的应用

型号 性能 用途范围

304

18Cr-8Ni是一种用途广泛的钢种,具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性能良好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管道、热水器、锅炉、浴缸)、汽车部件(风挡雨刷、消声器、成型品)、医疗器械、建筑材料、化学制品、食品工业、农业、船舶部件

304Cu

13Cr-7.7Ni-2Cu 由于添加Cu,其成形性,特别是拉丝加工性、抗时效裂纹性良好,因此可用于成形形状复杂的制品;耐腐蚀性与304相同。热水瓶、厨房水槽、锅、水壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机

304N1

18Cr-8Ni-N是在304钢的基础上,降低了S、Mn的含量,并添加了N,以防止塑性降低,提高强度,减小钢材厚度。构件、路灯、水箱、水管

316L

18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳

作为316钢的低C系列,除具有与316钢相同的特性外,其抗晶间腐蚀性能优于316钢。

316

18Cr-12Ni-2.5Mo 由于添加了Mo,其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛刻的条件下使用;加工硬化性优良(无磁性)。海水用设备、化工、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照相、食品工业、沿海设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母

3.2幕墙防腐处理

防腐处理主要针对幕墙金属材料的表面处理,可以在不改变金属本身物理性能的情况下,切断腐蚀的根源钢结构防火防腐论文,是最经济、有效的防腐方法。

常用的金属表面防腐技术有:

(1)涂层法。涂层法是指通过热浸镀或电化学吸附的方法,将锌、铜、铜等防锈金属牢固地附着在金属材料表面,形成防腐层的过程。涂层的均质性好,在涂层与钢基体的结合处,不同金属分子相互渗透,结合十分牢固。

一般来说,建筑幕墙的预埋件、过渡件、支撑钢龙骨等均以热镀锌为主处理,对于施工过程中漏镀锌或镀锌层损坏的部位,应采用热镀锌喷锌或2涂环氧富锌底漆+1涂丙烯酸聚氨酯面漆,保证镀锌层或漆膜厚度与原镀锌层一致。

(2)涂装法。涂装法是指在结构表面涂敷油漆或其他防腐材料,不仅具有良好的防腐效果,而且可以使幕墙更加美观。

常见的涂装方式有:粉末喷涂,分为低光、半光、高光及皱纹面等。涂装时要注意涂层的保护,如果涂层脱落或被划伤,则很难修复。粉末喷涂一般采用手工喷涂,再经过高温光烤,形成防腐层。

此方法不适用于需要现场焊接或体积较大的结构,氟碳喷涂由环氧富锌底漆+环氧云母氧化铁中间漆+氟碳面漆组成常温氟碳防腐体系。

(3)阳极氧化。阳极氧化主要是铝合金型材的一种防腐处理,是将铝型材放在硫酸溶液中,然后接上直流电源的阳极,通过氧化还原反应,在材料表面生成一层Al2O3。再经过相应的封孔处理,使氧化膜变得极其致密,起到防腐、耐磨和装饰的作用。与铝在空气中自然生成的固化膜不同,这种经过人工处理的氧化膜厚度较大,孔隙率小,机械性能强,能有效阻止大气中各种介质对金属的进一步腐蚀。

结论

腐蚀给人们带来极大的危害,越来越受到世界各国政府和工程技术人员的重视。幕墙防腐的基本作用是节约资源,合理利用资源,提高资源利用率,对节能减排也起着重要作用。要对幕墙防腐给予足够的重视,在设计选材、施工质量上注意不同材料的防腐措施,严格按照施工工艺要求,不给工程留下隐患。

参考

[1]魏从涛,唐昌旭.建筑幕墙设计技术要点[A].河南省土木工程建筑学会.河南省土木工程建筑学会2010年学术年会论文集[C].河南省土木工程建筑学会:,2010:2.

[2] 陆欣,穆然飞. 浅谈我国现代建筑幕墙设计[J].现代企业教育,2011,22:121-122.

[3]郭伟瑞.建筑幕墙设计要点探讨[J].技术与市场,2013,11:80-81。

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