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【摘 要】 随着经济的不断发展，建筑工程占据着国民经济增长的首要地位。轻钢结构被广泛的应用在建筑工程中。本文从建筑结构中轻钢结构的主要特点、建筑轻钢结构防腐技术及轻钢结构的防火技术等几个方面进行了分析。
【关键词】 建筑；轻钢结构；防腐与防火
一、前言
近年来，由于建筑工程的不断壮大，建筑轻钢结构防腐与防火技术的问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强C轻钢结构防腐与防火技术的研究，对我国建筑工程的发展有着重要意义。
二、建筑结构中轻钢结构的主要特点
1、节能环保且经济效益好
轻钢结构的应用改变了传统的砖石构造，使得建筑结构能够灵活多变且避免了灰尘满天，施工废弃物难以处理的问题。同时，废旧钢材的回收利用价值高，拆除方便且不易产生固体废物垃圾，具有良好的环保效果。
2、节约钢材与节约工期
轻钢结构大多是采用薄壁构造，其自身重量轻的特点能够有效节约钢材。在同等外负荷的条件下，轻钢结构较之其他钢结构构能够充分发挥钢材的潜力。
3、建筑结构灵活多变
轻钢结构自身的钢结构使得在建筑结构应用中布局更为灵活，净使用的面积最大化。钢结构建筑的柱距最小化，开间最大化。同时，轻钢结构的钢材构建可以在垂直方向满足用户跃层、错层的需求，使得建筑的形式更加多样化，空间更为开阔、简约、明快。
4、自有强度高，抗震性能强
轻钢结构的材料比普通的钢材截面更为合理。轻钢结构较高的轻度也使得它在承受同样负荷时所使用的钢材较少，自身的重量相应减轻。此外，轻钢结构的韧性较强，变形能力更好，相应的抗震性能也较为优越。
三、建筑轻钢结构防腐技术
1、腐蚀原理轻钢结构腐蚀原理，轻钢结构的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是干燥气体及非电解质液体作用于金属表面而产生；也可以是空气中的CO2、SO2作用而生成的F℃O或F℃S，从而使得轻钢结构腐蚀。电化学腐蚀是轻钢材表面与电解质溶液中产生电流，形成腐蚀电池，使轻钢材产生腐蚀的现象。轻钢材在冶炼时，常常加入碳元素及其它一些合金元素，于是由于基体铁元素与其他合金元素各自的标准电极电位的不同，而形成腐蚀微电池的两极，当大气中的水分、氧气等介质被吸附于轻钢材表面时，无数个腐蚀微电池的两极被接通了，因而发生腐蚀的电化学反应。促进腐蚀的外因，是由于轻钢结构的腐蚀与相对湿度及大气中侵蚀性物质的含量有密切的关系。通常相对湿度在60%以下时，轻钢材的大气腐蚀是微弱的。在干燥的亚热带气候或在温带气候的建筑物室内，轻钢材的腐蚀只可能在极有限的范围内发生。
2、轻钢结构桁架的防腐措施。从能量变化的观点看问题，金属遭受腐蚀之后，把存在于内部的化学能转变成电能电化学腐蚀或热能化学腐蚀而放出。显然，这是一个自发发生的过程，因此，要防止轻钢材生锈，就必须设法阻止其表面腐蚀电池的电化学反应过程，或者以另一种电极更低的金属原子代替铁原子作为阳极，而铁原子受到保护不发生电极反应。根据以上原理，轻钢材的防腐方法主要有以下几种：
（1）物理屏蔽作用的防锈漆。这类防锈漆的防锈颜料有良好的屏蔽作用，能阻挡水分等化学介质渗到轻钢铁表面，因而减缓电化学反应的速度延迟发生锈蚀的时间。其特点是价格便宜防锈期限仅在五年左右，不适合用于轻钢结构住宅建筑中。
（2）依靠化学钝化作用，使轻钢材表面形成一层钝化膜。如磷化膜或具有阻蚀性的络合物，这些在轻钢材表面形成的钝化膜或络合物的标准电极电位较铁为正，从而能延缓轻钢材的腐蚀过程。这类防锈漆防锈性能好，价格便宜，但铅系防锈漆和铅酸盐防锈漆的毒性大，亦不适合用在住宅建筑中。
（3）阴极保护型防锈漆一富锌底漆。当防锈漆整层漆膜的电极电位比铁元素更负时，轻钢结构中的铁成分便变成阴极，受到电化学保护不会腐蚀。
（4）金属镀层保护，在轻钢材表面施加金属保护层，以提高轻钢材表面的抗腐蚀能力。最常用的是镀锌。镀锌主要是通过形成致密的保护膜和锌置换作用来防腐蚀。
四、轻钢结构的防火技术
1、轻钢结构必须进行防火处理
未加保护的轻钢结构的耐火极限一般为0.25h，必须采取适当的防火保护措施才能达到规范要求的耐火极限。
2、轻钢结构在不同温度下的力学、物理特性在高温条件下，轻钢结构的特有规律主要是强度降低和蠕变。对于建筑用轻钢来说，在260℃以前其强度不降低，260℃～280℃开始下降，达到400℃时屈服现象消失，强度明显降低，当达到450℃～500℃时，轻钢材内部再结晶使强度急速下降，进而失去承载力。蠕变在较低温度时也会发生，但只有在高于0.3t（以绝对温度表示的金属熔点）时才比较明显，对于碳素轻钢来说，该温度大体为300℃～350℃；对于合金来说，该温度大体为400℃～450℃。温度越高，蠕变越明显，而建筑物的火灾温度可高达900℃～1000℃，所以，经受火灾的轻钢结构应考虑蠕变的影响。
3、轻钢结构防火的主要方法
目前，大多数轻钢结构采用了轻钢结构防火涂料喷涂保护，也有采用板型材和现浇混凝土保护的。在防火涂料中，薄涂层的涂层厚度为2mm～7mm，当加热至150℃～350℃时，所含树脂和防火剂（此外为无机填料）发生物理化学变化，使涂层膨胀增厚，从而起到防火保护作用，但是其耐火极限不应超过1.5h。厚涂型则是以水泥、水玻璃、石膏为胶结料，掺入膨胀石、膨胀珍岩、空心微珠和岩（矿）棉而成，涂层厚度在8mm以上，改变厚度可满足不同的耐火极限要求。常用的板型材有石膏板、水泥蛭石板、硅酸钙板和岩（矿）棉板，使用时需通过粘结剂或紧固件固定在构件上。现浇混凝土表观密度大，遇火易爆裂，在应用上受到一定限制。
4、轻钢结构防火保护材料的基本选用原则
（1）良好的绝热性，导热系数或热容量大；
（2）在装修、正常使用和火灾升温过程中，不开裂，不脱落，能牢固地附着在构件上，本身又有一定的结构强度，并且粘结强度大或有可靠的固定方式；
（3）不腐蚀轻钢材，呈碱性且氯离子含量低；
（4）不含危害人体健康的石棉等物质。
5、防火层厚度的设计
防火保护材料选好之后，保护层厚度的确定十分重要。由于影响因素较多，如材料的种类、轻钢构件的截面形状和尺寸、荷载形式与大小，以及要求的耐火极限等。因此，确定厚度的最好办法，是进行构件的耐火试验。
6、水冷却
水冷却的方式有两种：一种是将空心的轻钢柱和轻钢梁连成管网，其内装有抗冻剂和防锈剂的水溶液，通过泵或水受热时的温差作用使水循环。从理论上讲，此法防火保护效果最佳，但技术难度较大。另一种是采用自动水喷淋系统，一旦发生火灾，传感元件动作，将水喷洒在构件表面上，此法主要适用于轻钢屋架的防火保护。设计时，可采用中级危险级闭式系统，并按现行国家标准GBJ84自动喷水灭火系统设计规范的有关规定执行。
五、建筑轻钢结构防腐与防火技术的建议
轻钢结构的防腐蚀和防火保护除了采用上述方法，还要注意设计中构件尺度的划分要与防腐蚀工艺相协调，合理避免焊接貼合面等。我国发展轻钢结构市场前景非常广阔，它符合保护环境和土地资源的国策，轻钢结构的大量应用和耐火耐候轻钢的研制、开发、生产将引发一场新的轻钢结构防腐防火技术革命。
六、结束语
通过对建筑轻钢结构防腐与防火的技术问题分析，进一步明确了轻钢结构防腐与防火技术在建筑工程中的重要性。因此在建筑工程的后续轻钢应用中，要加强防腐与防火的技术的运用，确保建筑物的安全。
参考文献：
[1]陈军.轻钢结构的现状及发展.城市建设理论研究（电子版），2011年
[2]弓晓芸.轻型钢结构建筑的应用和发展.工业建筑，2010年
[3]董传月.钢结构的防火与防腐保护.山西建筑，2010年
[4]胡建虹.电厂主厂房钢结构建筑防火设计.江西煤炭科技，2009年
【关键词】 建筑；轻钢结构；防腐与防火
一、前言
近年来，由于建筑工程的不断壮大，建筑轻钢结构防腐与防火技术的问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩，但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强C轻钢结构防腐与防火技术的研究，对我国建筑工程的发展有着重要意义。
二、建筑结构中轻钢结构的主要特点
1、节能环保且经济效益好
轻钢结构的应用改变了传统的砖石构造，使得建筑结构能够灵活多变且避免了灰尘满天，施工废弃物难以处理的问题。同时，废旧钢材的回收利用价值高，拆除方便且不易产生固体废物垃圾，具有良好的环保效果。
2、节约钢材与节约工期
轻钢结构大多是采用薄壁构造，其自身重量轻的特点能够有效节约钢材。在同等外负荷的条件下，轻钢结构较之其他钢结构构能够充分发挥钢材的潜力。
3、建筑结构灵活多变
轻钢结构自身的钢结构使得在建筑结构应用中布局更为灵活，净使用的面积最大化。钢结构建筑的柱距最小化，开间最大化。同时，轻钢结构的钢材构建可以在垂直方向满足用户跃层、错层的需求，使得建筑的形式更加多样化，空间更为开阔、简约、明快。
4、自有强度高，抗震性能强
轻钢结构的材料比普通的钢材截面更为合理。轻钢结构较高的轻度也使得它在承受同样负荷时所使用的钢材较少，自身的重量相应减轻。此外，轻钢结构的韧性较强，变形能力更好，相应的抗震性能也较为优越。
三、建筑轻钢结构防腐技术
1、腐蚀原理轻钢结构腐蚀原理，轻钢结构的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。化学腐蚀是干燥气体及非电解质液体作用于金属表面而产生；也可以是空气中的CO2、SO2作用而生成的F℃O或F℃S，从而使得轻钢结构腐蚀。电化学腐蚀是轻钢材表面与电解质溶液中产生电流，形成腐蚀电池，使轻钢材产生腐蚀的现象。轻钢材在冶炼时，常常加入碳元素及其它一些合金元素，于是由于基体铁元素与其他合金元素各自的标准电极电位的不同，而形成腐蚀微电池的两极，当大气中的水分、氧气等介质被吸附于轻钢材表面时，无数个腐蚀微电池的两极被接通了，因而发生腐蚀的电化学反应。促进腐蚀的外因，是由于轻钢结构的腐蚀与相对湿度及大气中侵蚀性物质的含量有密切的关系。通常相对湿度在60%以下时，轻钢材的大气腐蚀是微弱的。在干燥的亚热带气候或在温带气候的建筑物室内，轻钢材的腐蚀只可能在极有限的范围内发生。
2、轻钢结构桁架的防腐措施。从能量变化的观点看问题，金属遭受腐蚀之后，把存在于内部的化学能转变成电能电化学腐蚀或热能化学腐蚀而放出。显然，这是一个自发发生的过程，因此，要防止轻钢材生锈，就必须设法阻止其表面腐蚀电池的电化学反应过程，或者以另一种电极更低的金属原子代替铁原子作为阳极，而铁原子受到保护不发生电极反应。根据以上原理，轻钢材的防腐方法主要有以下几种：
（1）物理屏蔽作用的防锈漆。这类防锈漆的防锈颜料有良好的屏蔽作用，能阻挡水分等化学介质渗到轻钢铁表面，因而减缓电化学反应的速度延迟发生锈蚀的时间。其特点是价格便宜防锈期限仅在五年左右，不适合用于轻钢结构住宅建筑中。
（2）依靠化学钝化作用，使轻钢材表面形成一层钝化膜。如磷化膜或具有阻蚀性的络合物，这些在轻钢材表面形成的钝化膜或络合物的标准电极电位较铁为正，从而能延缓轻钢材的腐蚀过程。这类防锈漆防锈性能好，价格便宜，但铅系防锈漆和铅酸盐防锈漆的毒性大，亦不适合用在住宅建筑中。
（3）阴极保护型防锈漆一富锌底漆。当防锈漆整层漆膜的电极电位比铁元素更负时，轻钢结构中的铁成分便变成阴极，受到电化学保护不会腐蚀。
（4）金属镀层保护，在轻钢材表面施加金属保护层，以提高轻钢材表面的抗腐蚀能力。最常用的是镀锌。镀锌主要是通过形成致密的保护膜和锌置换作用来防腐蚀。
四、轻钢结构的防火技术
1、轻钢结构必须进行防火处理
未加保护的轻钢结构的耐火极限一般为0.25h，必须采取适当的防火保护措施才能达到规范要求的耐火极限。
2、轻钢结构在不同温度下的力学、物理特性在高温条件下，轻钢结构的特有规律主要是强度降低和蠕变。对于建筑用轻钢来说，在260℃以前其强度不降低，260℃～280℃开始下降，达到400℃时屈服现象消失，强度明显降低，当达到450℃～500℃时，轻钢材内部再结晶使强度急速下降，进而失去承载力。蠕变在较低温度时也会发生，但只有在高于0.3t（以绝对温度表示的金属熔点）时才比较明显，对于碳素轻钢来说，该温度大体为300℃～350℃；对于合金来说，该温度大体为400℃～450℃。温度越高，蠕变越明显，而建筑物的火灾温度可高达900℃～1000℃，所以，经受火灾的轻钢结构应考虑蠕变的影响。
3、轻钢结构防火的主要方法
目前，大多数轻钢结构采用了轻钢结构防火涂料喷涂保护，也有采用板型材和现浇混凝土保护的。在防火涂料中，薄涂层的涂层厚度为2mm～7mm，当加热至150℃～350℃时，所含树脂和防火剂（此外为无机填料）发生物理化学变化，使涂层膨胀增厚，从而起到防火保护作用，但是其耐火极限不应超过1.5h。厚涂型则是以水泥、水玻璃、石膏为胶结料，掺入膨胀石、膨胀珍岩、空心微珠和岩（矿）棉而成，涂层厚度在8mm以上，改变厚度可满足不同的耐火极限要求。常用的板型材有石膏板、水泥蛭石板、硅酸钙板和岩（矿）棉板，使用时需通过粘结剂或紧固件固定在构件上。现浇混凝土表观密度大，遇火易爆裂，在应用上受到一定限制。
4、轻钢结构防火保护材料的基本选用原则
（1）良好的绝热性，导热系数或热容量大；
（2）在装修、正常使用和火灾升温过程中，不开裂，不脱落，能牢固地附着在构件上，本身又有一定的结构强度，并且粘结强度大或有可靠的固定方式；
（3）不腐蚀轻钢材，呈碱性且氯离子含量低；
（4）不含危害人体健康的石棉等物质。
5、防火层厚度的设计
防火保护材料选好之后，保护层厚度的确定十分重要。由于影响因素较多，如材料的种类、轻钢构件的截面形状和尺寸、荷载形式与大小，以及要求的耐火极限等。因此，确定厚度的最好办法，是进行构件的耐火试验。
6、水冷却
水冷却的方式有两种：一种是将空心的轻钢柱和轻钢梁连成管网，其内装有抗冻剂和防锈剂的水溶液，通过泵或水受热时的温差作用使水循环。从理论上讲，此法防火保护效果最佳，但技术难度较大。另一种是采用自动水喷淋系统，一旦发生火灾，传感元件动作，将水喷洒在构件表面上，此法主要适用于轻钢屋架的防火保护。设计时，可采用中级危险级闭式系统，并按现行国家标准GBJ84自动喷水灭火系统设计规范的有关规定执行。
五、建筑轻钢结构防腐与防火技术的建议
轻钢结构的防腐蚀和防火保护除了采用上述方法，还要注意设计中构件尺度的划分要与防腐蚀工艺相协调，合理避免焊接貼合面等。我国发展轻钢结构市场前景非常广阔，它符合保护环境和土地资源的国策，轻钢结构的大量应用和耐火耐候轻钢的研制、开发、生产将引发一场新的轻钢结构防腐防火技术革命。
六、结束语
通过对建筑轻钢结构防腐与防火的技术问题分析，进一步明确了轻钢结构防腐与防火技术在建筑工程中的重要性。因此在建筑工程的后续轻钢应用中，要加强防腐与防火的技术的运用，确保建筑物的安全。
参考文献：
[1]陈军.轻钢结构的现状及发展.城市建设理论研究（电子版），2011年
[2]弓晓芸.轻型钢结构建筑的应用和发展.工业建筑，2010年
[3]董传月.钢结构的防火与防腐保护.山西建筑，2010年
[4]胡建虹.电厂主厂房钢结构建筑防火设计.江西煤炭科技，2009年