▍工程概況
國家游泳中心是2008年北京奧運會的主場館之一,是國家重點工程,備受海內外人士的高度重視,因此本工程質量控制至關重要。本文介紹了國家游泳中心主體鋼結構防腐涂裝工藝與難點處理。
(Werner /Pixaba)
國家游泳中心由鋼筋混凝土框架筒體結構、空間鋼結構和ETFE膜充氣枕覆蓋結構組成。其空間鋼結構是建筑設計和結構設計的重點。國家游泳中心墻體和屋蓋鋼結構工程采用國內外首創的新型多面體空間鋼架結構,總構件數為30513個,總用鋼量達6800噸。
▍防腐涂裝設計方案
▍本工程防腐涂裝難點
本工程結構為不規則多邊形,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,除銹等級為st3,按照現場所做樣板的照片進行對比檢查。
2、施工要求
⑴結構性處理
為了保證鋼結構的表面能夠使涂料發揮最佳性能,在基層表面處理前要對構件的銳邊,火焰切割邊緣要拋光性打磨,對焊接缺陷,如氣孔,非連續焊(凹坑)等要進行修正,焊縫及兩側要打磨平順,無焊接飛濺物,焊渣等。
⑵除油和脫脂
對構件在制作、吊運,機加工時產生的油污以及探傷、拍片所用的有關試劑進行清洗,同時還要對其他污染物加以清理,以達到拋丸前鋼結構表面清理所需要的標準 SSPC-SP1。通常采用的清洗劑有工業清洗劑, 乳化劑和溶劑。
⑶基層表面處理用工具
采用動力砂輪機對該部分構件的裸露鋼表面進行基層表面處理。
砂輪機處理因采用砂紙片,砂紙片的規格為 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準
采用砂輪機進行基層表面處理時,先打磨除去構件表面的氧化皮和浮銹,然后將砂紙片與被處理的構件表面保持一定的角度,從而確保被處理后構件表面產生有一定的粗糙度。以增強底漆與基層表面的附著力。
用該方法進行基層表面處理后的構件表面,應達到ISO8501 標準要求的St3級要求?;鶎颖砻鎽獰o氧化皮和浮銹,表面粗糙度應達到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,應對基層表面進行充分的清潔處理,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,無油和水,粉塵清理標準是ISO8502-3,灰塵量檢驗標準不低于1級。
⑹基層表面處理的一般要求
1)環境條件
a.構件表面有水、霜凍和冰時,不應對其進行基層表面處理施工;
b.雨、雪和大霧的天氣,在室外的環境下,應停止基層表面處理施工;
c.當施工環境相對濕度大于85%或構件表面溫度低于露點溫度3℃時,不應進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 小時內須涂裝完底漆。如果底漆涂裝前基層表面有可見的返銹,變濕,或者被污染,要重新清理至規定要求的級別。
(二)涂裝技術要求及工藝
1、材料準備
2、機具準備無氣噴涂機、刷涂工具、空氣噴涂機。
3、涂裝工藝
矩形管、圓鋼管涂四遍漆,在加工廠只進行底漆和第一遍中間漆的涂裝,涂裝時已留出現場焊接部位,第二遍中間漆與面漆待整個結構安裝、焊接完成后再進行現場涂裝。埋件、節點球底漆、中間漆、面漆全部在現場涂裝。
● 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)
混合時先用動力攪拌器攪拌基料(A),然后將全部的固化劑(B)和基料(A)調和在一起,再用動力攪拌器徹底攪拌。
⑵混合使用壽命
注意:超過混合使用壽命時間的油漆不得使用,否則易產生流掛和噴涂后固化不良、附著力差等情況。
⑶涂裝方法
底漆大面積施工時采用高壓無氣噴涂,局部補漆及小面積施工可采用刷涂。由于該油漆一次刷涂很難達到設計要求的干膜厚度,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在25-30微米后道底漆涂層應在規定的覆涂間隔時間內進行覆涂,直到達到設計要求的干膜厚度,進氣壓力:3kg—4.5kg/cm2。
⑷預涂
噴涂實施前必須對焊縫部位用毛刷進行預涂。預涂時,不得有流掛、堆積現象,否則可能會產生龜裂現象。施工時應該小心避免涂覆過厚。
如果漆膜太厚,會產生粘結膜缺陷;還要避免干噴涂,否則會使涂覆層出現針孔。Interzinc 52 涂覆過厚,會延長最小重涂間隔和搬運時間,而且可能對重涂層的重涂間隔有不良影響。
⑸表干,硬干和覆涂間隔時間
⑹覆涂
埋件表面噴涂經測膜合格后,如有漆粉顆粒,灰塵和污染物,需采用砂紙打磨處理。如果Interzinc52經過長期風化,表面可能會形成鋅鹽,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,殘留在桶內的固化劑需加入溶劑 GTA007,再進行充分攪拌、稀釋后倒入 A 組分內充分攪拌、混合。
分次使用一套涂料時,一定要按比例混合,油漆攪拌均勻后,必須在規定的使用壽命內用完。
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℃以上應使用高溫固化劑EVA046,如果使用超過規定的使用壽命的油漆,會影響涂層成形和漆層結合力。
⑶涂裝方法
中間漆施工應使用高壓無氣噴涂。由于底漆Interzinc 52采用刷涂施工,底漆表面相對比較粗糙,所以中間漆Intergard 475HS的施工前,應用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″),并根據構件具體特點合理選擇噴槍噴幅。
⑷預涂
在噴涂施工前,應對構件的焊縫用毛刷進行刷涂。
⑸固化
如果再涂覆過程中或剛涂覆完時便暴露于過低的溫度或高濕度的環境,就可能導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25℃,需用另一種固化劑(EVA046)。
⑹表干、硬干和覆涂間隔時間
⑺覆涂
噴涂硬干后,經測膜合格后,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,以達到平滑、干凈的漆膜表面,以達到面漆成膜光滑,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,加入適當比例稀釋劑GTA007徹底攪拌均勻后,待用。涂覆開始時使用未開啟過的漆料容器。
因為固化劑對濕氣比較敏感,一旦固化劑桶打開后,如果只是部分使用,重新蓋上以后,空氣中的濕氣就會留在桶內與余下的固化劑反應,對最后形成的漆膜性能產生不良影響,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)或無氣噴涂方法施工。刷涂和滾涂的施工方法也適合,但刷涂僅用于小范圍修補或預涂。
噴涂時不斷對濕膜厚度測量,才能控制干膜厚度。使用無氣噴涂,切不可壓力過大,否則會產生漆霧飛揚,污染其他表面。
噴涂泵壓力比:64:1進氣壓力: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″), 并根據構件具體特點合理選擇噴槍噴幅。
⑷預涂
在噴涂前,應對構件的焊縫部位用毛刷進行刷涂,以保證這些區域不漏涂和達到相應的干膜厚度。
⑸表干,硬干和覆涂間隔時間
⑹固化
當相對濕度介于40%和85%之間時,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處理
1、底材處理方面
a、國家游泳中心工程構件結構復雜,存在大量的結構死角,用常規的打磨設備無法對這些區域除銹,通過參考其它工地的施工經驗并結合現場技術服務人員的施工建議,要求施工單位采購特種設備,如用于打磨死角的小鉆頭等,對上述區域進行處理;
b、現場沒有進行打磨除銹的球結點數量巨大,分布不均勻,為確保施工單位的除銹工作進行徹底,在打磨報驗的時候,質檢人員攜帶圖紙參與報驗,并將驗收合格的球結點在圖紙上標出,以示區別;
c、屋面下弦底部的球節點與支撐架跳板面的距離過小,按照正常的方法無法對球節點底部的除銹情況進行驗收,為了解決這一難題,用反光鏡與照明手電配合對底部的除銹情況進行驗收。
2、涂裝施工方面:
a、為避免噴涂施工對環境造成污染,在鋼結構外圍設立密布網,防止涂料飛揚;
b、在底漆的施工當中,對焊道、死角的涂裝成為施工難點,經過現場觀察,發現這些區域的漏涂主要是由于施工設備的使用不當造成的,要求施工單位對上述區域進行涂裝時安排專人采用刷子來涂裝這些區域,避免漏涂;
c、大面積涂裝施工開始時,為確保球節點等現場打磨處理區域的涂層厚度,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,均安排專人測量涂層厚度,檢測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,其優點是:效率高,成膜厚,涂層表面狀態好,美觀,施工速度快。
b、后續膜結構開始施工,為了避免防腐涂裝噴涂時污染膜結構,所以采用刷涂。其優點是:施工便捷,對環境污染小。
4、涂層損傷的修補
鋼結構涂裝,構件運輸和吊裝過程中,會發生機械損傷,涂層被破壞后要進行修補。如果破壞至金屬鐵和中間漆,手工除銹至St3等級。
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要求補涂漆。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。
▍結束語
國家游泳中心是2008年北京奧運會的主場館之一,是國家重點工程。對國家游泳中心鋼結構的防腐蝕涂裝質量控制是十分必要的,整個防腐涂裝不僅采取了全面自檢。而且依據國家標準規范,采取了第三方抽檢。
抽檢項目包括:涂層厚度、附著力、外觀及低壓漏點檢測。其目的就是確保國家游泳中心鋼結構更加安全、可靠、耐久。
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