管材在鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用具有良好的前景。同時(shí),由于圓管和方矩管各有特點(diǎn),各有合理的使用范圍,使用方矩管作為建筑物立柱比圓管性能更好。比如在墻角的位置,使用方管可以使建筑面積得到大的有效利用。因此,在鋼結(jié)構(gòu)住宅以及高層鋼結(jié)構(gòu)建筑方面,方矩鋼管更有前途。
目前,在我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè),使用圓鋼管比較多,技術(shù)比較成熟,也有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和多本應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。在使用圓鋼管時(shí),一些建筑物的重要部件一般要求采用無(wú)縫鋼管,但一方面由于無(wú)縫鋼管價(jià)格昂貴,另一方面由于焊管的直徑可以做得較大,管壁也可滿足設(shè)計(jì)要求,大部分建筑構(gòu)件仍采用焊管。如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一部分使用直縫焊管,一部分使用無(wú)縫鋼管。
我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的方矩管產(chǎn)品較少,特別是作為高層或大跨度建筑的柱子,壁厚仍達(dá)不到使用要求,即便是鋼鐵工藝研究所生產(chǎn)的方矩管500mmx500mm,壁厚也只能達(dá)到19mm,因而廣州新白云機(jī)場(chǎng)的候機(jī)樓仍采用進(jìn)口的方矩管。我國(guó)在建筑上應(yīng)用較多的仍是箱形梁.其由四塊厚板焊接制成,壁厚要求也較高,如通常要求壁厚要達(dá)到20mm-60mm,甚至80mm、100mm等。2008年奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館“鳥(niǎo)巢”的箱形梁、柱,厚度一般都為50mm、60mm或80mm,甚至超過(guò)100mm。如果一部分能用方矩管代替,將帶來(lái)顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果國(guó)外一些生產(chǎn)企業(yè)由于采用特殊的生產(chǎn)工藝,已能夠生產(chǎn)大壁厚的方矩管,這種方矩管與箱形梁相比,可以大大減少焊接工作量,還能減少因焊接帶來(lái)的環(huán)境污染,同時(shí)鋼材如抗銹等性能也更有優(yōu)勢(shì),表面也更為美觀。
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(一)鋼帶的力學(xué)性能
焊接方矩管常用的鋼種為碳素結(jié)構(gòu)鋼,主要的牌號(hào)有Q195、Q215、Q235等多種。鋼帶屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度過(guò)高,將造成鋼帶的成型困難,特別是管壁較厚時(shí),材料的回彈力大,方矩管在焊接時(shí)存在較大的變形應(yīng)力,焊縫容易產(chǎn)生裂縫。當(dāng)鋼帶的抗拉強(qiáng)度超過(guò)635MPa、伸長(zhǎng)率低于10%時(shí),鋼帶在焊接過(guò)程中焊縫易產(chǎn)生崩裂。當(dāng)抗拉強(qiáng)度低于300MPa時(shí),鋼帶在成型過(guò)程中由于材質(zhì)偏軟,表面容易起。可見(jiàn),方矩管材料的力學(xué)性能對(duì)焊接質(zhì)量的影響很大,應(yīng)從材料強(qiáng)度方面對(duì)其進(jìn)行有效地控制;
(二)鋼帶表面缺陷
鋼帶表面缺陷常見(jiàn)的有鐮刀彎、波浪形、縱剪啃邊等幾種,鐮刀彎和波浪形一般出現(xiàn)在冷軋鋼帶軋制過(guò)程中 ,是由壓下量控制不當(dāng)造成的。在方矩管成型過(guò)程中,鐮刀彎和波浪形會(huì)引起帶鋼的跑偏或翻轉(zhuǎn),容易使方矩管焊縫產(chǎn)生搭焊,影響質(zhì)量。鋼帶的啃邊,一般出現(xiàn)在縱剪帶上,產(chǎn)生原因是縱剪機(jī)圓盤(pán)刀刃磨鈍或不鋒利造成的。由于鋼帶的啃邊,時(shí)時(shí)出現(xiàn)局部缺肉,使鋼帶在焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋、裂縫而影響方矩管焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性;
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對(duì)于方矩管的防腐技術(shù)來(lái)說(shuō),應(yīng)用多的方法是使用涂料。常用防腐涂料有以下十種:
(一)瀝青
瀝青防腐蝕涂料,原料易得,價(jià)格低廉,常溫能耐稀堿液和稀酸的腐蝕。漆膜彈性好,干燥快,常用作防水層。但瀝青涂料不耐各種和強(qiáng)氧化劑,并且低溫脆化?,F(xiàn)有的定型產(chǎn)品,如煤焦油瓷漆、石油瀝青漆、環(huán)氧煤瀝青,都是改性的瀝青漆,目的是為了提方矩管高漆膜的硬度、耐溫性、耐候性和附著力。
(二)聚氨酯
聚氨酯漆耐酸、耐堿、耐油、耐水并且耐磨性也較好。作為防腐蝕涂料,主要是單組份的濕固化型和雙組份的催化劑固化型及羥基固化型。為了改善某些性能,常和環(huán)氧樹(shù)脂、瀝青等混合使用。
(三)過(guò)樹(shù)脂
過(guò)漆是一種較好的涂料,已廣泛地用于化工方矩管道防化工大氣腐蝕。其缺點(diǎn)是附著力差,為了提高其附著力,常用環(huán)氧樹(shù)脂改性,取得一定效果。
(四)富鋅涂料
富鋅涂料防腐蝕原理主要是對(duì)鋼鐵材料能起到陰極保護(hù)的作用,因此適用于水、海水、油、海洋大氣的防腐蝕。在酸、堿介質(zhì)中不宜使用。
(五)氯磺化聚乙烯
氯磺化聚乙烯涂料具有的耐臭氧、耐天候老化性能,優(yōu)良的耐油、耐水性能,對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、無(wú)機(jī)鹽等化學(xué)介質(zhì)的耐蝕性也很好,并使方矩管具有柔韌、耐磨、耐沖擊的機(jī)械性能,具有耐熱、抗寒、阻燃、防離子輻射、附著力好等物理性能。
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