基本特點(diǎn)
1.重量輕：10-14千克/平方米，相當(dāng)于磚墻的1/30。
2.隔熱保溫：芯材導(dǎo)熱系數(shù)： λ<=0.041w/mk。
3.強(qiáng)度高：可作天花圍護(hù)結(jié)構(gòu)板材承重，抗彎抗壓；一般房屋不用梁柱。
4.色澤鮮艷：無需表面裝飾，彩色鍍鋅鋼板防腐層保持期在10-15年。
5.安裝靈活快捷：施工周期可縮短40%以上。
6.氧指數(shù)：(OI)32.0(省消防產(chǎn)品質(zhì)檢站)。

調(diào)質(zhì)與整平
高性能之調(diào)質(zhì)機(jī)及張力整平機(jī),可改善鍍層表面之均勻性及板形·提高產(chǎn)品品質(zhì)。

建筑鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)系統(tǒng)目前大量采用彩色壓型鋼板。壓型鋼板是采用0.4~2.0mm厚彩色涂層鋼板( Pretainted steel sheet)(以下簡(jiǎn)稱彩涂板)經(jīng)成型機(jī)輥軋冷彎成波型、V型、U型等形狀的板材,彩涂板一般以熱鍍基板及電鍍基板為原料,在連續(xù)機(jī)組上用輥涂或覆膜等方法涂覆一層或多層有機(jī)涂層,經(jīng)過烘烤和冷卻而形成的,故有時(shí)也稱為烤漆板。涂層以有不同顏色,因之又稱為彩色涂層鋼板。
設(shè)計(jì)選擇彩色壓型鋼板應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的腐蝕性、設(shè)計(jì)使用年限、美觀壽命、耐久性、加工方式和變形程度等要求,對(duì)彩涂板的牌號(hào)、基板力學(xué)性能、基板類型及鍍層重量、涂層類別及厚度,板厚、顏色以及壓型板板型和連接形式做出明確規(guī)定。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分了解彩涂板的基本物理結(jié)構(gòu)以及各物理結(jié)構(gòu)層的基本性能和作用,方可做出恰如其分的選擇。


2彩涂板的基本物理結(jié)構(gòu)

由圖1可知,彩涂板大致可分為鋼基材、鍍層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和有機(jī)涂層四部分。鋼基材和鍍層也合稱為基板。有機(jī)涂層則包括了正面面漆、底漆和背面漆。
2.1鋼基材
鋼基材有熱軋板及冷軋板兩種。熱軋板的牌號(hào)與性質(zhì)與普通結(jié)構(gòu)鋼相同,通常采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的Q235牌號(hào)及低合金結(jié)構(gòu)鋼的Q345牌號(hào),主要用于檁條等冷彎薄壁型鋼構(gòu)件,基材厚1.5mm~3.0mm左右。
彩涂板基板一般為冷軋板(板厚≤3mm)(當(dāng)板厚3mm,按熱軋板供貨)。表1可知,熱軋板經(jīng)冷軋成為冷軋硬
板,硬板經(jīng)連續(xù)退火軟化后作為熱鍍使用的基材。熱軋鋼卷一般為低碳鋼,但硫、磷含量較普通碳素結(jié)構(gòu)鋼低。熱軋卷的力學(xué)性能由鋼的化學(xué)成分及溫度變形歷史確定。冷軋板的力學(xué)性能同時(shí)還與板的壓下率及連續(xù)退火制度也有關(guān)。一般冷軋板壓下率在70~80%左右。退火目的是使得冷軋壓扁、破碎的晶粒通過重新生核、長(zhǎng)大再結(jié)晶為新的均勻細(xì)小的晶體,消除冷加工硬化,恢復(fù)塑性變形能力。連續(xù)退火的加熱溫度、緩冷溫度及快冷溫度影響冷軋板的屈服強(qiáng)度13。冷軋基板與普通結(jié)構(gòu)用鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能不同,冷軋板屈服強(qiáng)度隨碳含量增加而增長(zhǎng),服強(qiáng)度越高,板的延伸率越低,冷彎加工性能越差。冷軋板的伸長(zhǎng)率較普通結(jié)構(gòu)用鋼小。基板的力學(xué)性能包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及冷彎性能等;級(jí)別有250,350,550等,表示較小屈服強(qiáng)度為250MPa,350 MPa, 550MPa.彩涂板的力學(xué)性能一按基板力學(xué)性能確定。
壓型鋼板的承載力驗(yàn)算按GB50018-20023規(guī)定的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法與公式以及構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)計(jì),其中250及350級(jí)別板強(qiáng)度等設(shè)計(jì)指標(biāo)分別按GB5008-2002規(guī)定的Q235及Q345鋼選用。其它強(qiáng)度級(jí)別板的設(shè)計(jì)指標(biāo)目前規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)尚無明確規(guī)定,值得進(jìn)一步的探討,不能簡(jiǎn)單套用規(guī)范公式。因?yàn)橥瑯影逍汀⑾嗤穸鹊煌瑥?qiáng)度等級(jí)板的材料抗力分項(xiàng)系數(shù)YR及板件的有效截面模量、有效截面慣性矩等截面特性是不同的。
2.2鍍層
彩涂板的鍍層按制造方法分為熱鍍法與電鍍法,熱鍍法即將鋼卷連續(xù)浸漬在融熔鍍液中進(jìn)行鍍層,(鋅)熔液溫度430~460℃,所以稱為熱浸鍍(鋅)(Hot-Dip Galvanized)。電鍍法為將鋼卷連續(xù)送入鍍槽中,以鋼板為陰極,鋅板為陽極,以硫酸鋅為溶液,通電鍍鋅,也稱為冷鍍。

2.2鍍層
彩涂板的鍍層按制造方法分為熱鍍法與電鍍法,熱鍍法即將鋼卷連續(xù)浸漬在融熔鍍液中進(jìn)行鍍層(鋅)熔液溫度430~460℃,所以稱為熱浸鍍(鋅)(Hot -Dip- Galvanized)電鍍法為將鋼卷連續(xù)送入鍍槽中,以鋼板為陰極,鋅板為陽極,以硫酸鋅為溶液,通電鍍鋅,也稱為冷鍍。
彩涂板按鍍層材料可分為熱鍍鋅、熱鍍鋁鋅(55%鋁),熱鍍鋅鋁(5%鋁)及電鍍鋅,一般彩涂板基板采用熱鍍法。熱鍍鋅依鍍鋅層的含鐵量可分為合金化和非合金化兩種,熱鍍鋅板的合金化處理即將熱鍍鋅板加熱至500~550℃左右,在此高溫中鐵原子會(huì)擴(kuò)散至鋅層形成灰黑色的8相FeZn7鋅鐵合金層,在鍍層表面形成穩(wěn)定的針狀組織因此與漆層附著性好,同時(shí)因表面為鋅鐵合金,電阻大,且鍍鋅鋼板焊接時(shí),鍍層不會(huì)融化,電極可不受污染,故點(diǎn)焊性能優(yōu)良所以合金化熱鍍鋅板(ZF)主要用于家電、汽車及電腦外殼等。一般建筑
用熱鍍鋅板不經(jīng)過合金化處理。熱鍍鋅板的防銹蝕原理主要為鋅層的犧牲保護(hù),所以鍍鋅板的防銹蝕能力與鍍鋅量成正比關(guān)系。

鍍鋅量按雙面鍍層重量表示,如Z180表示雙面鍍鋅層的鍍鋅重量為180g/mZF150表示鋅鐵合金鍍層重量為
150g/m。鍍鋅量的選擇根據(jù)彩涂板所處的使用環(huán)境確定,般情況下要求鍍鋅量為180g/m,在腐蝕性較高的環(huán)境中要求鍍鋅量275g/m熱鍍鋁鋅板(AZ)鍍層由55%鋁,43.5%鋅及1.5%硅組成。鍍鋁鋅板的防腐蝕性包括鋁的障礙層保護(hù)功能及鋅的犧牲保護(hù)。基板在切邊、刮痕及鍍層擦傷部分,形成了不能溶解的氧化物層,發(fā)揮屏障保護(hù)功能,因此在相同鍍層的情況下,熱鍍鋁鋅(AZ)比熱鍍鋅(Z)耐腐蝕性高2~6倍。
熱鍍鋅鋁板(ZA)鍍層含95%鋅,5%鋁及微量的鑭鈰合金成分,是一種鋁鋅合金鍍層,具有遠(yuǎn)超傳統(tǒng)熱鍍鋅的特點(diǎn)鍍鋅鋁層首先由95%鋅與5%鋁形成二相共晶組織,均勻且致密防止雜質(zhì)接觸鋼材的表面同時(shí)鋅層也提供犧牲保護(hù)功能。熱鍍鋅鋁較傳統(tǒng)的熱鍍鋅提高3倍的耐腐蝕性能。熱鍍鋅鋁板有極好的成型性。
電鍍鋅鋼板(Electro galvanized steel sheet,ZE)由于工藝原因鍍鋅量少,鋅層犧牲保護(hù)功能差,在沖孔及剪斷時(shí),剪斷面受鋅的保護(hù)不足易生紅銹故電鍍板一般只用于室內(nèi)隔板及汽車家電外殼用途,較少用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

目前建筑用彩涂板基板主要采用熱鍍鋅板,但在防腐性能有較高要求,如在工業(yè)污染及沿海潮濕地區(qū),以及有較高要求的公共建筑中,也采用熱鍍鋁鋅板(A),一般要求鍍鋁鋅量在150g/m以上。目前內(nèi)熱鍍鋅鋁(ZA生產(chǎn)線較少故推廣使用不多。表1為不同腐蝕環(huán)境的基板類型及鍍層重量要求,表2為各種鍍層板性能比較

可知,熱鍍鋅板的價(jià)格較低,耐腐蝕性一般。熱鍍鋁鋅及熱鍍鋅鋁耐腐蝕性較好,但成本也較高。
2.3化學(xué)轉(zhuǎn)化膜化學(xué)轉(zhuǎn)化膜指金屬外層原子和選配介質(zhì)的陰離子反應(yīng)而在金屬表面產(chǎn)生不溶性的化合物覆蓋層,通常把這種經(jīng)過化學(xué)處理而形成的覆蓋膜,稱為化學(xué)轉(zhuǎn)化膜?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜呈連續(xù)分布,與基板具有可靠的聯(lián)系并與基板表面形成整體,其主要作用為增強(qiáng)基板與涂層的附著力,并改善彩板的抗沖擊與壓型彎
曲加工性能,同時(shí)也能提高基板的抗腐蝕性能。
彩涂板基板化學(xué)轉(zhuǎn)化膜工藝一般有磷化、絡(luò)合氧化、鉻化工藝三種。常用的為磷化及鉻化工藝。磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜附著性和耐腐蝕性方面較為優(yōu)越,鉻酸轉(zhuǎn)化膜成型性較好。
2.4涂層
由圖1可知,彩涂板的涂層可分為底漆、正面面漆和背面面漆。底漆采用環(huán)氧樹脂(Epoxy),聚氨基甲酸酯樹脂(聚氨酯)(Polyurethane Polyester,pE)
環(huán)氧樹脂涂料與基板附著性好耐腐蝕性較好,但柔韌性較差。聚酯樹脂涂料與基板附著性好,柔韌性較好,但耐腐蝕較差。
聚氨酯涂料是綜合性能較好的底漆,所以目前彩涂板底漆多采用聚氨酯。背面面漆在無特殊要求情況下一般采用聚酯涂料。彩涂板的涂層類型通常以正面漆命名,常用的面漆種類有聚酯(PE),硅改性聚酯( Silicone Modified Polyester,Smp),高耐久性聚酯(High Durable Polyester,HDP)聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF),有時(shí)也稱為氟碳漆。聚脂涂料(PE)是目前使用量較大的面漆,耐久性一般,涂層的硬度和柔韌性好,價(jià)格較低,美觀壽命7~8年。硅改性聚酯(SMP)耐久性和光澤、顏色的保持性有所提高,但涂層的柔韌性略差,價(jià)格比PE略高,美觀壽命10~12年。
高耐久性聚酯(HDP)具有優(yōu)良的顏色保持性和抗紫外線性能,優(yōu)良的室外耐久性和抗粉化性,漆膜附著力好,性價(jià)比高,美觀壽命15年。
聚偏二氟乙烯(PVDF)耐久性優(yōu)異,顏色保持性和抗紫外線性能優(yōu)異,具有優(yōu)良的抗溶劑性和良好的成型性,屬于較高級(jí)別的產(chǎn)品,但價(jià)格較高。美觀壽命可達(dá)20~25年目前主要應(yīng)用于一些大型公共建筑。
正面涂層的總厚度不應(yīng)小于20um。背面涂層為一層時(shí),總厚度不小于5um,為二層時(shí),總厚度不小于12um目前常用的彩涂板面漆為PE,大約占到市場(chǎng)總量的85%以上。

3彩涂板的牌號(hào)
彩涂板的牌號(hào)由彩涂代號(hào)、基板特性代號(hào)和基板類型代號(hào)三個(gè)部分組成,其中基板特性代號(hào)和基板類型代號(hào)之間用加號(hào)“+”連接。
以TS350GD+Z為例,T代表“涂”字漢語拼音第一個(gè)字母,S代表結(jié)構(gòu)用鋼,350代表較小屈服強(qiáng)度為350MPa,G代表熱處理,D代表熱鍍,Z代表熱鍍鋅。一般建筑用壓型板宜選用TS250GD、TS28OGD、TS350GD牌號(hào),不宜選用更高強(qiáng)度板。TS550GD板主要應(yīng)用于扣合連接板型。
4彩涂板板厚的討論
彩涂板的設(shè)計(jì)板厚的要求目前較為混亂,有按基材(鋼板)厚設(shè)計(jì)的,也有按基板(鋼板+鍍層)厚設(shè)計(jì)的,有些甚至按包括涂層厚度在內(nèi)設(shè)計(jì)板厚。不同的要求厚度有時(shí)相差近15%。例如按《地震災(zāi)區(qū)過渡安置房建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》第3.3.2條規(guī)定,用于承重的彩鋼板厚度不應(yīng)小于0.4mm,非承重的彩鋼板厚度不應(yīng)小于0.3mm,不同的企業(yè)采用了三種不同的算法,造成了質(zhì)量的差異,影響了災(zāi)區(qū)安置房的建造質(zhì)量。
國標(biāo)GB/T12754-2006規(guī)定彩板的厚度為基板厚度即鋼板+鍍層厚,但不含涂層。僅日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)按基材即鋼板厚不含鍍層和涂層的厚度。圖2為按GB/T12754-2006規(guī)定,0.5mm厚熱鍍鋅彩板分層層厚示意圖。彩涂板為二涂二烤,

另外，還有早期采用的刷涂法，浸涂法，空氣噴涂法和特種行業(yè)使用的無空氣噴涂法，電泳涂效法等，不一一而敘述。目前，新建彩涂線多采用輥涂法施工。

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