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我國彩色涂層鋼板起步比較晚,80年代國內只有少數企業(寶鋼和武鋼等)在進行彩色涂層鋼板的建設和生產。大約在90年代中期隨著國內經濟的發展,對彩色涂層鋼板的需求劇增,大量民營及外商資資本進入彩涂鋼板的行業,從1996年開始的近十年,中國彩色涂層鋼板的產能從不足50萬噸猛增到2000萬噸,產能超過近四十年的總和。這些產能主要是針對建筑行業,但是,建筑行業的需求遠遠落后于產能的增速。目前中國國內表觀消費量不足500萬噸,由于市場供需矛盾突出,彩涂鋼板的市場競爭十分激烈,為了利潤,為了生存,偷工減料、、假冒名廠產品的現象突出,對整個行業以及彩涂鋼板的前途極其不利。由于缺乏有效的市場規范和監督,使得90年屬于建筑材料的彩涂板變成了劣質建材的代名詞,越來越多的公共建筑已經不再使用彩涂鋼板,而改用更貴更的金屬合金板(鋁鎂錳板、鈦合金板等)。因此,近幾年來寶鋼已經內其他彩涂鋼板生產企業對彩涂鋼板的品質進行規范,并聯系下游用戶及行業協會等將高質量的彩涂鋼板納入國家相關設計規范,并強制執行。
寶鋼彩涂鋼板質量失控的原因
■供需矛盾突出
國內彩涂鋼板的年表觀消費量不足500萬噸,而目前彩色涂層鋼板的生產能力(產能}超過2000萬噸。整涂機組的開工率只有20%,而且,國內彩涂生產線集中在山東、江蘇、河北、天津、上海、浙江等沿海地區,這些區域的市場競爭更為殘酷。
■缺少行業規范
盡管有彩色涂層鋼板國家標準,但這部標準僅僅是推薦性的,不具備強制性。而對應的建筑用壓型鋼板的設計規范還是不完備,依靠行業自律在目前階段基本就是一句空話。
在彩涂板屋頂下面和墻面通常采用玻璃纖維氈進行絕緣,如果鋼板和纖維氈接觸,就會吸潮發生膜下腐蝕,特別是靠近固定墊板鋼板端部和屋檐下面彩涂板部分容易發生膜下腐蝕。因此,絕緣氈應安裝在固定墊板上面以保持干燥,避免發生毛細現象產生膜下腐蝕。同樣,如果屋頂和上部墻面的絕緣氈安裝不當,在冷凝和風雨的作用下,引起鋼板背面腐蝕。安裝過程應避免使絕緣氈連續受潮,正確的屋頂板絕緣氈安裝方法應密封好所有的密封膜縫,修復好密封膜上所有的孔洞等缺陷避免滲水,因為屋頂板背面水蒸氣結露和絕緣膜吸潮將引起膜下腐蝕。
緊固件
緊固件:由于采用彩涂板制作的屋頂板和墻面板壽命長,因此,緊固件的壽命應與彩涂板及附件保持一致。相比之下,緊固件占建筑投資的比例較小,選用差的緊固件并不能獲益,因此,緊固件選用重要考慮的是建筑物的長遠性能和美觀。彩涂板緊固件的選擇范圍較廣,還有各種金屬材料制成的自攻和自鉆類型以及無碳聚合物墊圈材料等緊固件以滿足鋼板緊固要求。緊固件材料包括碳鋼、300系列和400系列不銹鋼和鋁。 螺帽的碳鋼緊固件如鑄造鋅鋁合金、尼龍和300系列不銹鋼等。緊固件制造商還可根據屋頂板和墻面板顏色對緊固件涂漆 (注:還有經過電鍍或機械鍍鋅或鎘的碳鋼緊固件,但鍍層太薄(≤0.5mil),建議不要使用在彩涂板上)。用戶應遵從鋼板和緊固件生產廠商的建議應用緊固件產品。在安裝過程中,緊固件應適度擰緊、避免擰緊過度和傾斜。緊固位置不當和螺絲松動將產生漏水,緊固件處漏水使絕緣膜潮濕使鋼板產生膜下腐蝕。過度擰緊使部分板面變形,造成積水,加速腐蝕。 配備具有深度探測探頭和合適RPM速度的緊固工具將有助于防止上述問題,避免使用沖擊型緊固工具。
封劑:一般采用雙圓或三園型密封劑對屋頂板交接部分和邊飾等材料的粘結。密封劑還用于夾芯板和密封。密封劑應全部涂覆在交接部分內,涂覆在鋼板表面上的密封劑將因紫外線(UV)照射而變質。屋頂板生產商將提供密封劑在鋼板交疊處、輔材和夾芯板涂覆的詳細設計。可以使用丁基合成橡膠、聚亞安脂,丙烯酸和硅膠作密封劑。推薦使用中性硅樹脂。 酸性硅樹脂與鋼板反應產生一種帶醋味的腐蝕性副產物。推薦使用聚氨酯橡膠(aliphatic urethanes)。丁基合成橡膠適用于無外部暴露部位,如接頭內。推薦使用固含量大于80%的丙烯酸較好。密封劑生產廠商能針對不同柔性、彈性、抗紫外線及耐候性密封劑產品進行詳細說明。
切邊:剪切的邊部使基板、鍍層和涂層均暴露在環境中,形成電化學反應區開始腐蝕。切邊腐蝕發生的程度與鋼板的厚度,涂料系統、環境和暴露角度即垂直(墻面板)和傾斜(屋頂板)。
滴水檐邊:受雨水和結露留存的影響,滴水檐邊切口腐蝕為嚴重,切口腐蝕初的征兆為切邊下表面出現肉眼可見的微小氣泡,隨時間的推移,氣泡蔓延至整個切邊。對于部分金屬鍍層產品,氣泡以固定的速率擴展直至切邊附近板面產生“紅銹”,彩涂產品氣泡擴展速率隨時間增加而逐漸下降,因此彩涂板耐蝕性能優于普通鍍層產品。
側邊:對彩涂板建議不要進行分條或長的切邊,因為切邊部分完全暴露在環境中,建筑板生產商應定尺訂制輥壓加工所需彩板以避免切邊暴露。全寬的彩涂板的邊部受鍍鋁鋅鍍層和涂層的環繞保護。
屋頂板疊板和墻面板邊:因為無雨水和結露留存,本部分的腐蝕較滴水邊弱,應盡可能使用全長板以減少端部切邊暴露。
定尺切邊:在門窗處也需要切邊,戶外進行切割規定在墻面四周使用清潔的、刺邊的墻面板,采用裝飾板保護切邊,裝飾板的切邊也盡量進行彎折和摺邊處理使切邊處隱藏在視線之外。
設計事項
采用各式各樣的接縫、連接、肋板和緊固設施以及表面處理,基本上可以達到任何所需要的設計效果。設計上,彩涂板無論是質地和樣式上都能與混凝土、木材、玻璃等很多建筑材料匹配和協調使用。彩涂板強度高,重量輕,可以達到使用其他建筑材料無法達到的效果,重量輕意味著負荷低,給瘦長建筑元素的選擇以更多的自由空間。彩涂板色彩多樣,與石料、混凝土、木材和其他建材相結合使用的選擇度大,對于采用金屬材料并涂漆的建筑項目,彩
寶鋼PVDF彩鋼板類產品要求的涂膜更厚,因為要提供更長的使用年艱保證。對背面涂層的要求視用途而定,夾芯板只要求有層可粘結的底漆,而成型鋼板由于室內腐蝕環境因此也要求涂兩層,厚度至少10um以上。
寶鋼彩涂板涂層顏色的選擇
對顏色的選擇主要是考慮與周圍環境的匹配和的愛好,但從使用技術角度講淺顏色涂料的顏料選擇余地大,可選擇耐久性優越的無機顏料(如鈦白粉等),而且涂料的熱反射能力強(反射系數達到深色涂料的一倍)夏季涂層本身的溫度相對就低,這對涂層壽命延長是有益的。另外,即使涂層變色或粉化,淺顏色涂膜變化后與原顏色的反差小,對外觀的影響就不大。而深顏色(尤其是比較鮮艷的顏色)采用有機顏色的居多,遇索外線照射容易褪色,短的3個月就變顏色。對于彩色涂層鋼板來說,通常涂層和鋼板的受熱膨脹率不同,尤其是金屬基板和有機涂層的線膨脹系數差別較大當環境溫度發生變化時,基板和涂層結合界面就會發生膨脹或收縮應力,如果不能適當釋放就會發生涂層龜裂。另外,在這里要說明兩點目前國內市場上的選擇誤區:其一就是國內目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以減少面漆的厚度,因為正常建筑用耐腐蝕底漆是黃綠色的(因此有鉻酸鍶顏料),必須有足夠的面漆厚度才能有好的遮蓋力。這樣,對耐腐蝕性是很危險的,先底漆耐腐蝕性差,再者面漆大大減薄,不足10微米。這樣的彩涂鋼板看上去光鮮,用不了兩年就會在不同地方產生腐蝕(切口、折彎加工處、膜下等)。其二就是建筑工程用彩涂鋼板同一工程采用不同廠商、不同批次的彩涂鋼板,在施工中看似顏色一致,但經過幾年的太陽光照射后,不同涂層不同廠商的顏色變化趨勢不同,導致產生嚴重的色差,這樣的例子實在太多了。即使同一供應商的產品,也強烈建議同一工程一次訂貨,因為不同批號有可能采用不同涂料供應商的產品,增加了色差產生的可能性。
目前大量使用于建筑用彩涂的鍍層是熱鍍鋅和鍍鋁鋅,鍍層厚度越大,耐腐蝕性能越好。鍍層厚度主要是影響到彩涂鋼板的切口腐蝕性能,切口腐蝕是電化學腐蝕,影響因素有預處理層、底漆、基板厚度、鍍層厚度等。在正常情況下,預處理層和底漆相對比較固定,影響切口腐蝕性能的就是基板厚度及鍍層享度了,基板越薄,鍍層越厚,耐切口腐蝕的性能越好。關于這點,國際上有很多研究,目前比較公認的就是鋅比,即鍍層單面每平方米鍍層重量的克數/基板的厚度(以毫米計),認為鋅比≥100是有效防止彩涂鋼板切口腐蝕的保證。舉例說明:如果0.6mm的鋼板,其單面鍍鋅量就要達到60克/平方米。盡管鍍鋁鋅光板的耐腐蝕性能優于熱鍍鋅,但對切匚腐蝕蔓延來說,鏵比也適用于熱鍍鋁鋅。至于鍍層選擇熱鍍純鋅還是熱鍍鋁鋅,則主要取決于使用環境的酸堿度。鋅和鋁均屬于兩性金屬,但它們在酸和堿中的表現還是有差別的,純鋅在堿性介質中的表現優于鋁鋅合金,在酸洗介質中的表現則相反。因此,推薦相對酸性環境中采用鍍鋁鋅彩涂,相對堿性環境則采用熱鍍純鋅彩涂,根據使用經驗,濕的木材、混凝土等不要長時間接觸鍍鋁鋅基板。
鋼種
有色金屬冶煉廠(銅、鋅、鋁、鉛等)是挑戰彩涂鋼板使用年限的。但是合理的選擇材料、設計、以及環保投入等能保證或提高彩涂鋼板的使用壽命。10年進行更換或維護是應該能做到的。
彩鋼板知識詳解(建議收藏)
寶鋼彩涂板使用時可能直接或部分暴露于外部環境即大氣環境中,此時主要考慮大氣環境的腐蝕。
另外,也可能在相對封閉的內部環境即內部氣氛中使用,此時主要考慮內部氣氛的腐蝕。
2 使用環境腐蝕性等級
GB /T 19292.1--2003((金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性分類》(ISO 9223:1992,IDT)根據碳鋼、
鋅、鋁等金屬年腐蝕速率測量值對大氣腐蝕性進行了分類,但是彩涂板還缺乏使用環境(指大氣環
境和內部氣氛)腐蝕性分類的數據,因此本標準僅定性的將大氣環境和內部氣氛腐蝕性分為5個等級即
C1,C2,C3,C4,C5,其腐蝕性依次增強。表D. 1示例性的給出了不同腐蝕性等級對應的典型大氣環境
和內部氣氛
3 大氣環境腐蝕性
3.1 影響寶鋼彩涂板耐大氣腐蝕性的關鍵因素是大氣中腐蝕介質的種類、濃度和涂層表面被潮濕薄膜覆蓋的時間即潮濕時間。腐蝕介質的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,大氣的腐蝕性越高。
3 .2 GB/T 15957-1995《大氣環境腐蝕性分類》根據大氣環境中存在的腐蝕介質(主要是二氧化硫和氯化物)及其濃度將大氣環境分為鄉村大氣、城市大氣、工業大氣和海洋大氣四種類型。但實際大氣
環境是復雜多樣的,可能還存在硫化氫、氟化氫、氮的氧化物、工業粉塵等各種各樣的腐蝕介質,因此GB/T 15957中的大氣環境分類并不完善,也不可能包括所有的大氣環境,對此應有充分的認識。另外,在特定作業環境中,如化工廠、冶煉廠、火力發電廠等場所周圍的大氣環境即微觀環境可能與該地區的大氣環境存在很大差異,此時微觀環境可能比大氣環境更重要,因此應盡可能對微觀環境的腐蝕性做出準確的判斷,并在分析大氣腐蝕性時給予特別關注
3.3 潮濕時間取決于氣候條件,如相對濕度、溫度、光照時間、風力等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因素有關:
a) 大 氣相對濕度;
b) 涂 層表面溫度達到或以下產生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質;
d) 結 露、降雨、融雪等直接濕潤涂層表面。
采 取 通 風、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時間。
4 內部氣氛腐蝕性
4 .1 與大氣環境腐蝕性相同,影響彩涂板耐內部氣氛腐蝕性的關鍵因素也是內部氣氛中腐蝕介質的種類、濃度和潮濕時間。腐蝕介質的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,內部氣氛的腐蝕性越高。
4 .2 在分析內部氣氛的腐蝕性時,應先研究內部氣氛中包含的腐蝕介質的種類和濃度
4.3 潮濕時間取決于內部氣氛的相對濕度、溫度、通風條件等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因
素有關:
a) 內 部氣氛的相對濕度;
b) 涂 層表面溫度達到或以下產生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質;
d) 涂 層表面被直接濕潤。
采 取 通 風、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時間。
5 其他腐蝕(老化)因素
5. 1 光照
光 照 (特 別是紫外光)是導致涂層老化的主要原因之一,彩涂板在使用過程中通常會受到光照的影響,因此光照強度和光照時間是分析環境腐蝕性時必須考慮的重要因素。
5.2 溫度
涂 層 長 時間處于溫度過高、過低或溫差過大的環境中會加速涂層老化。
5.3 化學品
彩 涂 板 在使用過程中應盡量避免與酸堿、、洗滌劑、清潔劑等化學品直接接觸,以免腐蝕
涂層。
5.4 沉積物
工 業 粉 塵、懸浮顆粒等物質長時間沉積在涂層表面易導致涂層老化。
5.5 微生物
在 潮 濕 、通風不暢的環境下涂層表面容易長霉菌,降低彩涂板的使用壽命
5.6 機械磨損
彩 涂 板 有時可能與其他材料接觸或一同使用,由于材料性質不同,因此應注意材料之間是否會發生相互影響。
6 實際使用環境中存在多種影響因素并存在且相互影響,此時應找出主要影響因素,并盡可能確定這些因素之間的關系,從而對使用環境做出全面、準確的判斷
1 寶鋼彩涂板卷力學性能
1.1 寶鋼彩涂板的力學性能應符合附錄B的規定,如對力學性能有要求應在訂貨時協商。
1.2 供方如能保證,可以用基板的力學性能代替彩涂板的力學性能。
2 基板類型和鍍層重f
2. 1 寶鋼彩涂板的基板類型如表2,如需其他類型的基板應在訂貨時協商
2.2 寶鋼熱鍍鋅基板、熱鍍鋅鐵合金基板、熱鍍鋁鋅合金基板和熱鍍鋅鋁合金基板應進行光整處理,其中熱鍍鋅基板的表面結構應為光整小鋅花或光整無鋅花,如采用其他表面結構的基板應在訂貨時協商
2. 3 各類型基板在不同腐蝕性環境中推薦使用的公稱鍍層重量如表4,
表 4 單位為 克/平方米
基板類型
