專利名稱：鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)建筑物、土木構(gòu)筑物等構(gòu)造物遇到火災(zāi)等被高溫炙烤時(shí)，構(gòu)成這些構(gòu)造物的鋼結(jié)構(gòu)的物理強(qiáng)度會(huì)急速降低。對(duì)此，人們采用一種耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)上涂覆防火涂料，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的溫度上升，抑制鋼結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度的降低。另外，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)具有接合部(鋼結(jié)構(gòu)的焊接部、螺栓接合部等)時(shí)，該接合部與其他部位相比存在耐熱性能略差的問題。因此，對(duì)于具有螺栓接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，人們采用了一種方法，即對(duì)各螺栓、螺母(及墊圈)的突出部分(凸部)進(jìn)行局部涂覆(專利第 39548823 號(hào)公報(bào))。但是，在對(duì)上述凸部進(jìn)行局部涂覆時(shí)，有時(shí)難以以均勻的厚度進(jìn)行涂覆，從而會(huì)影響美觀性。另外，當(dāng)涂覆厚度不均勻時(shí)，難以獲得一定的防火性能，從而有可能造成防火性能下降。并且，涂覆厚度會(huì)出現(xiàn)局部增大的情況，在鋼結(jié)構(gòu)溫度上升時(shí)，耐火涂覆材料有可能會(huì)脫落。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)中通過一定的涂層厚度確保充分的防火性能、并具有很高的美觀性的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型涉及一種具有以下特征的鋼結(jié)構(gòu)防火構(gòu)造體。1. 一種具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。2. 一種具有鋼結(jié)構(gòu)之間的焊接部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。3. 一種具有螺栓接合部區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。4.根據(jù)1. 3.中任一項(xiàng)所記載的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有粉體成分、合成樹脂、界面活性劑。5.根據(jù)1. 3.中任一項(xiàng)所記載的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)泡性耐火涂覆材料含有樹脂成分、阻燃劑、發(fā)泡劑、碳化劑及填充材料。
圖1為本實(shí)用新型所述鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；圖2為圖I-A部分的放大圖；圖3為本實(shí)用新型所述鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的示意圖；圖4為本實(shí)用新型所述具有接合部(螺栓接合部區(qū)域)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一個(gè)例子的示意圖。符號(hào)說明1-鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件； 221-螺栓接合部；3-無機(jī)質(zhì)層；12-鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件； 222-螺栓；4_發(fā)泡性耐火涂覆層；21-焊接接合部；223-螺母；22-螺栓接合部區(qū)域； 224-接合構(gòu)件；
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所提供的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)是在具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。例如，本實(shí)用新型中的具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可以是在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造物中對(duì)柱和梁、柱和柱、梁和梁等鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行焊接接合和/或者使用螺栓等進(jìn)行接合的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。也可以是角型鋼管、圓型鋼管、H型鋼、I型鋼等。并且，也可以使用經(jīng)過防銹處理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。圖1 圖2顯示了本實(shí)用新型的具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火涂覆結(jié)構(gòu)體的一個(gè)例子。圖1為本實(shí)用新型的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。在圖1中，對(duì)于具有焊接接合部21的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件1，按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層3和發(fā)泡性耐火涂覆層4。焊接接合部21通過將鋼結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行焊接而接合，具有補(bǔ)強(qiáng)、填角焊等形成的凹凸。本實(shí)用新型的無機(jī)質(zhì)層3用來調(diào)整接合部的凹凸。這樣，就可以將發(fā)泡性耐火涂覆層4以均勻的厚度進(jìn)行涂布，美觀性高，在發(fā)生火災(zāi)等產(chǎn)生高溫時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體會(huì)發(fā)揮出均勻的防火性能。另外，無機(jī)質(zhì)層3具有由下述的粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔，由于具有微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔，所以發(fā)泡性耐火涂覆層4的附著性非常優(yōu)異。另外，因火災(zāi)等被高溫炙烤時(shí)，可以防止發(fā)泡性耐火涂覆層4的脫落。雖然該作用機(jī)理不是很清楚，但我們認(rèn)為下述的發(fā)泡性耐火涂覆層4中含有的樹脂成分進(jìn)入無機(jī)質(zhì)層3的微細(xì)凹凸中進(jìn)行硬化后，可以提高附著性。另外，因火災(zāi)等被高溫炙烤時(shí)，發(fā)泡性耐火涂覆層4的軟化的樹脂成分會(huì)被吸入無機(jī)質(zhì)層3的微孔中，從而可以防止發(fā)泡性耐火涂覆層4的脫落。另外，利用粘合劑粘貼發(fā)泡性耐火涂覆層4時(shí)，粘合劑進(jìn)入無機(jī)質(zhì)層3的微細(xì)凹凸中硬化后，可以提高附著性。另外，因火災(zāi)等被高溫炙烤時(shí)，粘合劑及發(fā)泡性耐火涂覆層4 的軟化的樹脂成分會(huì)被吸入無機(jī)質(zhì)層3的微孔中，從而防止發(fā)泡性耐火涂覆層4的脫落。無機(jī)質(zhì)層3含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料。[0031]水硬性水泥可以采用波特蘭水泥、氧化鋁水泥、超速硬水泥、膨脹水泥、酸性磷酸鹽水泥、二氧化硅水泥、高爐水泥、粉煤灰水泥、金氏水泥等?？梢允褂闷渲?種水泥或者2 種以上的混合水泥。骨料可以使用硅砂、砂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、玻璃微粒、氧化鋁微粒、碳酸鈣、碳酸鈉、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋅、粘土、滑石粉、泥土、白砂、云母、二氧化硅等。骨料的平均粒徑?jīng)]有特別限定，但優(yōu)選為1 1000 μ m左右(優(yōu)選為5 800 μ m左右，更優(yōu)選為10 500 μ m左右)。通過這種平均粒徑，有利于形成適合本實(shí)用新型的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。相對(duì)于上述水硬性水泥100重量份，骨料的含量最好為10 500重量份，更好為 30 300重量份。通過以這樣的重量比例進(jìn)行混合，可以在無機(jī)質(zhì)層3上容易地形成微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。另外，本實(shí)用新型的無機(jī)質(zhì)層3最好含有合成樹脂、界面活性劑。合成樹脂可以采用膠乳、合成樹脂乳液、水溶性樹脂、溶劑型樹脂、無溶劑型樹脂、 粉末樹脂等，例如氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠(NBR)、甲基丙烯酸甲酯-聚丁橡膠、聚丁橡膠、丙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、丙酸乙烯酯樹脂、叔碳酸乙烯基酯樹脂、丙烯乙酸乙烯酯樹脂、乙烯乙酸乙烯酯樹脂、氯乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂、浙青、橡膠浙青等。其中，最好使用丙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂等。相對(duì)于所述水硬性水泥100重量份，合成樹脂的含量以固態(tài)成分換算最好為1 100重量份，更好為3 80重量份。通過以這樣的重量比例進(jìn)行混合，可以提高強(qiáng)度，發(fā)揮優(yōu)異的耐久性。界面活性劑可以使用市面上常見的產(chǎn)品，比如作為負(fù)離子類界面活性劑可以使用聚氧乙烯烷基磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉等，另外作為陽(yáng)離子類界面活性劑可以使用類似十二烷基三甲基溴化銨氫化物的第4級(jí)銨鹽，作為非離子類的界面活性劑可以使用聚氧乙烯-乙二醇-乙酰丙酸，另外作為兩性的界面活性劑可以使用η-烷基-β -氨基丙酸鈉及 AE磷酸鹽等。相對(duì)于所述水硬性水泥100重量份，界面活性劑的含量最好為0. 01 5重量份， 更好為0. 1 2重量份。通過這樣的重量比例進(jìn)行混合，有利于形成適合本實(shí)用新型的微孔。其他也可以配合添加增粘劑、減水劑、消泡劑、防銹劑等常見的添加劑以及玻璃纖
維、巖棉、紙漿等纖維物質(zhì)。本實(shí)用新型的無機(jī)質(zhì)層3是按照常見的方法將所述成分進(jìn)行均勻混合制造成合成物后進(jìn)行成形而成的。對(duì)各成分進(jìn)行混合時(shí)，最好均勻地混合適量的水。無機(jī)質(zhì)層3的厚度可以根據(jù)接合部的凹凸形狀適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，但通常最好為從接合部的凸部的上部開始1 IOmm的厚度。當(dāng)因火災(zāi)等周圍溫度達(dá)到所定的發(fā)泡溫度時(shí)，本實(shí)用新型的發(fā)泡性耐火涂覆層4 就會(huì)發(fā)泡，形成碳化隔熱層。作為發(fā)泡性耐火涂覆層4的構(gòu)成成分，最好含有樹脂成分、阻燃劑、發(fā)泡劑、碳化劑及充填劑。其中作為樹脂成分采用丙烯樹脂、醇酸樹脂等，作為阻燃劑采用多磷酸銨等，作為發(fā)泡劑采用三聚氰胺、雙氰胺、偶氮二甲酰胺等，作為碳化劑采用季戊四醇、二季戊四醇等，作為充填劑采用二氧化鈦等。[0042]關(guān)于各個(gè)成分的配合比例，通常以固態(tài)成分換算，相對(duì)于樹脂成分100重量份，阻燃劑為200 600重量份，發(fā)泡劑為40 150重量份，碳化劑為40 150重量份，充填劑為50 160重量份。本實(shí)用新型的發(fā)泡性耐火涂覆層4是涂覆有含有上述構(gòu)成成分的涂料合成物后而成形的，或者是將該涂料合成物事先成形為片狀而形成的。另外，發(fā)泡性耐火涂覆層4的厚度可以根據(jù)適用部位等適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)定，但通常為0. 2 IOmm左右，最好為0. 5 6mm
左右ο圖3 圖4顯示了本實(shí)用新型的具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火涂覆結(jié)構(gòu)體的另一個(gè)例子。圖3為本實(shí)用新型鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的示意圖。在圖3中，在具有螺栓接合部區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件上按順序設(shè)有所述無機(jī)質(zhì)層3及所述發(fā)泡性耐火涂覆層4。另外，圖4為本實(shí)用新型的具有螺栓接合部區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一個(gè)例子的示意圖，是用螺栓對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件12進(jìn)行接合的。在本實(shí)用新型中，將螺栓222、螺母223及必要的墊圈總稱為“螺栓”。所謂螺栓接合部是指利用一組螺栓將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行固定的部分(圖4(A)-221)。所謂螺栓接合部區(qū)域是指包括多個(gè)螺栓接合部及其周邊的區(qū)域，是包括螺栓從接合對(duì)象物向外面突出的部分的區(qū)域(圖4(A)-22)。螺栓接合部區(qū)域中通常使用各種接合構(gòu)件(拼接板、對(duì)開三通管
7卜〒4 )、端板、凸緣板等)(圖4(B)-224)。以下說明具體的實(shí)施例子。(無機(jī)質(zhì)層)相對(duì)于波特蘭水泥100重量份，加入硅砂(粒徑30 200 μ m) 90重量份、丙烯類乳液15重量份、界面活性劑0. 2重量份、增粘劑1. 5重量份及水40重量份，進(jìn)行充分地?cái)嚢柚谱鞒蓾{體狀的無機(jī)質(zhì)合成物。(發(fā)泡性耐火涂覆層)將丙烯樹脂100重量份、三聚氰胺90重量份、二季戊四醇90重量份、多磷酸銨320 重量份、氧化鈦100重量份進(jìn)行混合，加入二甲苯，充分?jǐn)嚢枋沟酶鱾€(gè)成分均勻混合，制作成發(fā)泡性防火涂料合成物。(鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)體)作為具有焊接接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用了將鋼板(150mmX300mmX 1.6mm)進(jìn)行焊接接合的、事先涂布有防銹漆的基底材料。且焊接部的高度為2mm。對(duì)于所述具有焊接部的基底材料，用抹子涂布無機(jī)質(zhì)合成物，平滑地進(jìn)行覆蓋以調(diào)整焊接部的凹凸，在溫度20°C、相對(duì)濕度65%的條件下進(jìn)行干燥。此時(shí)，干燥后的無機(jī)質(zhì)層的厚度為從焊接部凸部算起1mm，并要保持涂層的平滑。通過該工序，就可以獲得具有由波特蘭水泥及硅砂形成的微細(xì)凹凸及多個(gè)微孔的無機(jī)質(zhì)層。然后，涂布發(fā)泡性防火涂料，使得干燥膜的厚度約為1mm，在溫度20°C、相對(duì)濕度 65%的條件下干燥1周后，從而得到試驗(yàn)體。對(duì)于制作的試驗(yàn)體，按照IS0834的標(biāo)準(zhǔn)加熱曲線進(jìn)行1小時(shí)的加熱試驗(yàn)。結(jié)果形成了大致均勻的碳化隔熱層，表現(xiàn)出良好的防火性能。另外，將試驗(yàn)體垂直立起來，在距離試驗(yàn)體IOcm的位置，使用煤氣爐進(jìn)行2分鐘的加熱。結(jié)果顯示發(fā)泡防火層不會(huì)脫落，在垂直面上也發(fā)揮了良好的發(fā)泡性。
權(quán)利要求1.一種具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。
2.一種具有鋼結(jié)構(gòu)之間的焊接部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。
3.一種具有螺栓接合部區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，在所述鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸和/或者多個(gè)微孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，其特征在于所述無機(jī)質(zhì)層含有粉體成分、合成樹脂、界面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)，其特征在于所述發(fā)泡性耐火涂覆材料含有樹脂成分、阻燃劑、發(fā)泡劑、碳化劑及填充材料。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于提供一種在具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)中通過一定的涂層厚度確保充分的防火性能、并具有很高的美觀性的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所提供的鋼結(jié)構(gòu)耐火涂覆結(jié)構(gòu)是在具有接合部的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的上面按順序設(shè)有無機(jī)質(zhì)層和發(fā)泡性耐火涂覆層，其特征在于，所述無機(jī)質(zhì)層含有作為粉體成分的水硬性水泥和骨料，并且具有由粉體成分形成的微細(xì)凹凸以和/或者多個(gè)微孔。
文檔編號(hào)B32B13/06GK201998484SQ20112003701
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月10日
發(fā)明者山本將貴, 田中康典, 輕賀英人 申請(qǐng)人:四國(guó)化研(上海)有限公司