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國(guó)家游泳中心(水立方)主體鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝是怎么做的?

▍工程概況

國(guó)家游泳中心是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館之一,是國(guó)家重點(diǎn)工程,備受海內(nèi)外人士的高度重視,因此本工程質(zhì)量控制至關(guān)重要。本文介紹了國(guó)家游泳中心主體鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝工藝與難點(diǎn)處理。

(Werner /Pixaba)
國(guó)家游泳中心由鋼筋混凝土框架筒體結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)和ETFE膜充氣枕覆蓋結(jié)構(gòu)組成。其空間鋼結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。國(guó)家游泳中心墻體和屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程采用國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的新型多面體空間鋼架結(jié)構(gòu),總構(gòu)件數(shù)為30513個(gè),總用鋼量達(dá)6800噸。 

▍防腐涂裝設(shè)計(jì)方案

▍本工程防腐涂裝難點(diǎn)

本工程結(jié)構(gòu)為不規(guī)則多邊形,有圓管與圓管焊接、圓管與球焊接、圓管與矩形管焊接、矩形管與矩形管焊接、矩形管與球焊接,桿件與焊縫較多,防腐涂裝難度較大。


桿件與砼面之間的距離很小,桿件之間的夾角很小,桿件與插板之間難施工,焊縫難施工,工程量大,防護(hù)難度大。 

(wikimedia)

▍防腐涂裝施工工藝

一、基層處理 

1、手工除銹,除銹等級(jí)為st3,按照現(xiàn)場(chǎng)所做樣板的照片進(jìn)行對(duì)比檢查。 

2、施工要求 

⑴結(jié)構(gòu)性處理 
為了保證鋼結(jié)構(gòu)的表面能夠使涂料發(fā)揮最佳性能,在基層表面處理前要對(duì)構(gòu)件的銳邊,火焰切割邊緣要拋光性打磨,對(duì)焊接缺陷,如氣孔,非連續(xù)焊(凹坑)等要進(jìn)行修正,焊縫及兩側(cè)要打磨平順,無(wú)焊接飛濺物,焊渣等。 

⑵除油和脫脂 
對(duì)構(gòu)件在制作、吊運(yùn),機(jī)加工時(shí)產(chǎn)生的油污以及探傷、拍片所用的有關(guān)試劑進(jìn)行清洗,同時(shí)還要對(duì)其他污染物加以清理,以達(dá)到拋丸前鋼結(jié)構(gòu)表面清理所需要的標(biāo)準(zhǔn) SSPC-SP1。通常采用的清洗劑有工業(yè)清洗劑, 乳化劑和溶劑。 

⑶基層表面處理用工具 
采用動(dòng)力砂輪機(jī)對(duì)該部分構(gòu)件的裸露鋼表面進(jìn)行基層表面處理。 
砂輪機(jī)處理因采用砂紙片,砂紙片的規(guī)格為 PC-20,砂紙片表面砂粒直徑約 1-2mm, 通常用砂紙片的直徑為?125*16。

⑷基層表面處理要求和標(biāo)準(zhǔn) 
采用砂輪機(jī)進(jìn)行基層表面處理時(shí),先打磨除去構(gòu)件表面的氧化皮和浮銹,然后將砂紙片與被處理的構(gòu)件表面保持一定的角度,從而確保被處理后構(gòu)件表面產(chǎn)生有一定的粗糙度。以增強(qiáng)底漆與基層表面的附著力。

用該方法進(jìn)行基層表面處理后的構(gòu)件表面,應(yīng)達(dá)到ISO8501 標(biāo)準(zhǔn)要求的St3級(jí)要求?;鶎颖砻鎽?yīng)無(wú)氧化皮和浮銹,表面粗糙度應(yīng)達(dá)到25-30微米左右。 

⑸基層表面清潔 
基層表面處理并檢查合格后,底漆涂層施工前,應(yīng)對(duì)基層表面進(jìn)行充分的清潔處理,以除去基層表面的灰塵、銹塵、顆粒以及其它污染物。 

基層表面清潔的一般方法為:用壓縮空氣吹凈構(gòu)件基層表面粉塵,銹塵等污染物,清潔用壓縮空氣必須干燥,無(wú)油和水,粉塵清理標(biāo)準(zhǔn)是ISO8502-3,灰塵量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不低于1級(jí)。 

⑹基層表面處理的一般要求 

1)環(huán)境條件 
a.構(gòu)件表面有水、霜凍和冰時(shí),不應(yīng)對(duì)其進(jìn)行基層表面處理施工; 
b.雨、雪和大霧的天氣,在室外的環(huán)境下,應(yīng)停止基層表面處理施工; 
c.當(dāng)施工環(huán)境相對(duì)濕度大于85%或構(gòu)件表面溫度低于露點(diǎn)溫度3℃時(shí),不應(yīng)進(jìn)行基層表面處理施工。 
2)基層表面處理合格后,鋼材表面返銹前,在 4 小時(shí)內(nèi)須涂裝完底漆。如果底漆涂裝前基層表面有可見的返銹,變濕,或者被污染,要重新清理至規(guī)定要求的級(jí)別。 

(二)涂裝技術(shù)要求及工藝 

1、材料準(zhǔn)備

2、機(jī)具準(zhǔn)備無(wú)氣噴涂機(jī)、刷涂工具、空氣噴涂機(jī)。 

3、涂裝工藝 

矩形管、圓鋼管涂四遍漆,在加工廠只進(jìn)行底漆和第一遍中間漆的涂裝,涂裝時(shí)已留出現(xiàn)場(chǎng)焊接部位,第二遍中間漆與面漆待整個(gè)結(jié)構(gòu)安裝、焊接完成后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)涂裝。埋件、節(jié)點(diǎn)球底漆、中間漆、面漆全部在現(xiàn)場(chǎng)涂裝。 

● 底漆Interzinc 52涂裝 

⑴混合與攪拌 
混合比例:A組分:B組分=4:1(體積比) 

混合時(shí)先用動(dòng)力攪拌器攪拌基料(A),然后將全部的固化劑(B)和基料(A)調(diào)和在一起,再用動(dòng)力攪拌器徹底攪拌。 

⑵混合使用壽命 

注意:超過(guò)混合使用壽命時(shí)間的油漆不得使用,否則易產(chǎn)生流掛和噴涂后固化不良、附著力差等情況。 

⑶涂裝方法 
底漆大面積施工時(shí)采用高壓無(wú)氣噴涂,局部補(bǔ)漆及小面積施工可采用刷涂。由于該油漆一次刷涂很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求的干膜厚度,因此分多道刷涂。

第一道底漆刷涂后,底漆漆膜的干膜厚度應(yīng)在25-30微米后道底漆涂層應(yīng)在規(guī)定的覆涂間隔時(shí)間內(nèi)進(jìn)行覆涂,直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求的干膜厚度,進(jìn)氣壓力:3kg—4.5kg/cm2。

⑷預(yù)涂 
噴涂實(shí)施前必須對(duì)焊縫部位用毛刷進(jìn)行預(yù)涂。預(yù)涂時(shí),不得有流掛、堆積現(xiàn)象,否則可能會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。施工時(shí)應(yīng)該小心避免涂覆過(guò)厚。

如果漆膜太厚,會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)膜缺陷;還要避免干噴涂,否則會(huì)使涂覆層出現(xiàn)針孔。Interzinc 52 涂覆過(guò)厚,會(huì)延長(zhǎng)最小重涂間隔和搬運(yùn)時(shí)間,而且可能對(duì)重涂層的重涂間隔有不良影響。 

⑸表干,硬干和覆涂間隔時(shí)間 

⑹覆涂 
埋件表面噴涂經(jīng)測(cè)膜合格后,如有漆粉顆粒,灰塵和污染物,需采用砂紙打磨處理。如果Interzinc52經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化,表面可能會(huì)形成鋅鹽,覆涂面層涂料前必須予以清除。 

● 中間漆Intergard 475HS涂裝 

⑴混合與攪拌 
混合比例:A組分 :B組分 = 3 :1(體積比) 
打開A組分包裝,用機(jī)械攪拌器攪拌均勻A組分,加入全部的B組分固化劑。因固化劑較粘稠,固化劑桶先倒出,殘留在桶內(nèi)的固化劑需加入溶劑 GTA007,再進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、稀釋后倒?A 組分內(nèi)充分?jǐn)嚢琛⒒旌稀?/section>

分次使用一套涂料時(shí),一定要按比例混合,油漆攪拌均勻后,必須在規(guī)定的使用壽命內(nèi)用完。 

⑵混合使用壽命 

在溫度低于25℃以下使用的固化劑為EVA056,在溫度高于25℃以上應(yīng)使用高溫固化劑EVA046,如果使用超過(guò)規(guī)定的使用壽命的油漆,會(huì)影響涂層成形和漆層結(jié)合力。 

⑶涂裝方法 

中間漆施工應(yīng)使用高壓無(wú)氣噴涂。由于底漆Interzinc 52采用刷涂施工,底漆表面相對(duì)比較粗糙,所以中間漆Intergard 475HS的施工前,應(yīng)用60目左右的砂布,將底漆Interzinc 52涂層表面砂磨平整,并充分清潔干凈后,再覆涂Intergard 475HS涂層。 

泵壓比:至少64:1。 

進(jìn)氣壓力:至少3.5kg/cm2,噴嘴壓力到至少190kg/ cm2。 

噴嘴口徑:0.53~0.63mm(0.021″-0.025″),并根據(jù)構(gòu)件具體特點(diǎn)合理選擇噴槍噴幅。 

⑷預(yù)涂 

在噴涂施工前,應(yīng)對(duì)構(gòu)件的焊縫用毛刷進(jìn)行刷涂。 

⑸固化 

如果再涂覆過(guò)程中或剛涂覆完時(shí)便暴露于過(guò)低的溫度或高濕度的環(huán)境,就可能導(dǎo)致固化不完全和表面污染,降低涂層之間的附著力。如果溫度超過(guò)25℃,需用另一種固化劑(EVA046)。 

⑹表干、硬干和覆涂間隔時(shí)間 

⑺覆涂 

噴涂硬干后,經(jīng)測(cè)膜合格后,如有漆膜缺陷和漆霧顆粒,表面需采用砂紙打磨清理并保持干燥,以達(dá)到平滑、干凈的漆膜表面,以達(dá)到面漆成膜光滑,得到最佳的防污效果。 

● 面漆Interfine 878涂裝 

⑴混合與攪拌 

混合比例:A組分 :B組分 = 5:1(體積比)。 

將A組分和B組分按比例混合,加入適當(dāng)比例稀釋劑GTA007徹底攪拌均勻后,待用。涂覆開始時(shí)使用未開啟過(guò)的漆料容器。

因?yàn)楣袒瘎?duì)濕氣比較敏感,一旦固化劑桶打開后,如果只是部分使用,重新蓋上以后,空氣中的濕氣就會(huì)留在桶內(nèi)與余下的固化劑反應(yīng),對(duì)最后形成的漆膜性能產(chǎn)生不良影響,因此 整套的涂料混合攪拌使用。 

⑵混合使用壽命 

⑶涂裝方法 

采用空氣噴涂(帶壓力罐)或無(wú)氣噴涂方法施工。刷涂和滾涂的施工方法也適合,但刷涂?jī)H用于小范圍修補(bǔ)或預(yù)涂。

噴涂時(shí)不斷對(duì)濕膜厚度測(cè)量,才能控制干膜厚度。使用無(wú)氣噴涂,切不可壓力過(guò)大,否則會(huì)產(chǎn)生漆霧飛揚(yáng),污染其他表面。 

噴涂泵壓力比:64:1進(jìn)氣壓力:3.0-4.0kg/cm2。 

噴嘴壓力:至少155kg/cm2。 

噴嘴口徑:0.28-0.43mm (0.011″- 0.017″), 并根據(jù)構(gòu)件具體特點(diǎn)合理選擇噴槍噴幅。 

⑷預(yù)涂 

在噴涂前,應(yīng)對(duì)構(gòu)件的焊縫部位用毛刷進(jìn)行刷涂,以保證這些區(qū)域不漏涂和達(dá)到相應(yīng)的干膜厚度。 

⑸表干,硬干和覆涂間隔時(shí)間 


⑹固化 

當(dāng)相對(duì)濕度介于40%和85%之間時(shí),Interfine878固化效果令人滿意。濕度低,固化則慢;濕度高,固化則快。 

▍防腐涂裝施工的難點(diǎn)處理

1、底材處理方面 

a、國(guó)家游泳中心工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,存在大量的結(jié)構(gòu)死角,用常規(guī)的打磨設(shè)備無(wú)法對(duì)這些區(qū)域除銹,通過(guò)參考其它工地的施工經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)人員的施工建議,要求施工單位采購(gòu)特種設(shè)備,如用于打磨死角的小鉆頭等,對(duì)上述區(qū)域進(jìn)行處理; 

b、現(xiàn)場(chǎng)沒有進(jìn)行打磨除銹的球結(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大,分布不均勻,為確保施工單位的除銹工作進(jìn)行徹底,在打磨報(bào)驗(yàn)的時(shí)候,質(zhì)檢人員攜帶圖紙參與報(bào)驗(yàn),并將驗(yàn)收合格的球結(jié)點(diǎn)在圖紙上標(biāo)出,以示區(qū)別; 

c、屋面下弦底部的球節(jié)點(diǎn)與支撐架跳板面的距離過(guò)小,按照正常的方法無(wú)法對(duì)球節(jié)點(diǎn)底部的除銹情況進(jìn)行驗(yàn)收,為了解決這一難題,用反光鏡與照明手電配合對(duì)底部的除銹情況進(jìn)行驗(yàn)收。 

2、涂裝施工方面: 

a、為避免噴涂施工對(duì)環(huán)境造成污染,在鋼結(jié)構(gòu)外圍設(shè)立密布網(wǎng),防止涂料飛揚(yáng); 

b、在底漆的施工當(dāng)中,對(duì)焊道、死角的涂裝成為施工難點(diǎn),經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察,發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域的漏涂主要是由于施工設(shè)備的使用不當(dāng)造成的,要求施工單位對(duì)上述區(qū)域進(jìn)行涂裝時(shí)安排專人采用刷子來(lái)涂裝這些區(qū)域,避免漏涂; 
c、大面積涂裝施工開始時(shí),為確保球節(jié)點(diǎn)等現(xiàn)場(chǎng)打磨處理區(qū)域的涂層厚度,要求施工單位在噴涂中間漆之前先將上述區(qū)域刷涂一遍中間漆,再開始大面積施工; 
d、為確保涂層厚度,在每一道油漆施工完畢之后,均安排專人測(cè)量涂層厚度,檢測(cè)合格之后再開始下一道油漆的施工。 

3、施工方式 

a、由于前期工期緊所以采用噴涂,其優(yōu)點(diǎn)是:效率高,成膜厚,涂層表面狀態(tài)好,美觀,施工速度快。 
b、后續(xù)膜結(jié)構(gòu)開始施工,為了避免防腐涂裝噴涂時(shí)污染膜結(jié)構(gòu),所以采用刷涂。其優(yōu)點(diǎn)是:施工便捷,對(duì)環(huán)境污染小。

4、涂層損傷的修補(bǔ) 

鋼結(jié)構(gòu)涂裝,構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中,會(huì)發(fā)生機(jī)械損傷,涂層被破壞后要進(jìn)行修補(bǔ)。如果破壞至金屬鐵和中間漆,手工除銹至St3等級(jí)。

清除銹蝕后,再把邊緣打磨成平緩坡度,清潔粉塵后按油漆配套和技術(shù)要求補(bǔ)涂漆。如果僅是面漆被破壞則采用80目砂紙輕輕打磨平整(St2),清潔粉塵后再刷涂面漆。 


▍結(jié)束語(yǔ)

國(guó)家游泳中心是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館之一,是國(guó)家重點(diǎn)工程。對(duì)國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕涂裝質(zhì)量控制是十分必要的,整個(gè)防腐涂裝不僅采取了全面自檢。而且依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,采取了第三方抽檢。

抽檢項(xiàng)目包括:涂層厚度、附著力、外觀及低壓漏點(diǎn)檢測(cè)。其目的就是確保國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)更加安全、可靠、耐久。 (原文載于《鋼結(jié)構(gòu)》 2010年第3期第25卷)


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