装配式钢结构工程计量及涂料用量计算

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：在钢结构的涂装施工中，由于结构复杂，高空作业较多，所以涂料的用量是用户比较关心，也是操心最多的问题。要正确理解和掌握涂料用量，需要了解涂料的体积固体分、湿膜和干膜、理论涂布率和实际用量之间的关系。干膜厚度厚的情况下，涂料用量明显要多。当进行总的涂料用量计算特别是进行实际的订货时，必须包括这部分损耗。在钢结构建筑中，其他连接件为小面积构件。

在钢结构的涂装施工中，由于结构复杂，高空作业较多，所以涂料的用量是用户比较关心，也是操心最多的问题。在钢结构建筑的工程造价中，防火工程占了很大一部分，在英国，40%～50% 的多层结构都采用钢框架，据他们对该类结构的统计，防火工程的造价大概占总工程的 20%。在中国，防火工程造价大约占工程造价的 1/3。

要正确理解和掌握涂料用量，需要了解涂料的体积固体分、湿膜和干膜、理论涂布率和实际用量之间的关系。

1．涂料的体积固体分、湿膜和干膜

亚洲国家，如日本和中国对于涂料的固体分计算一直是使用质量固体分，而欧美则是使用体积固体分。

使用质量固体分的意义在于涂料的配方计算方面，而对于涂料的施工计算没有多少实际意义。在相同膜厚的情况下，使用相对密度大的涂料和相对密度小的涂料，相对密度大的涂料当然用量就多，这样就会增加使用费用；在每平方米上使用规定质量的涂料，则相对密度大的涂料漆膜厚度就薄，就提供屏蔽作用的涂料而言，那么保护作用明显就减弱。

漆膜的厚度是钢结构保护的重要参数，而厚度是一个体积概念。这也就是为什么欧美国家的涂料用固体概念进行包装的真正原因所在。

体积固体分（%VS，percent volume solids）是涂料中所含的固体分所占的百分比。固体分在被涂物表面干燥固化成膜，实际上是真正涂在被涂表面上起到防腐蚀保护或其他功能的实质性材料，其他物质，如溶剂和稀释剂则挥发在大气中。

ASTM D-2697-86（1991 年重新批准）描述了固体分在实验室中的测量方法和程序，它要求涂料在空气温度为（23±1）°C 时，干燥固化 7 d。标准的实验室中测试涂料的体积不挥发分的方法是油和颜色化学家协会的 No.4 专论（Monograph No.4 of the Oil and Colour Chemists’ Association：OCCA）。

双组分涂料的体积固体分的测量以双组分混合后进行测量是最准确实用的。

对于无机富锌涂料，锌粉间有相关空隙，不适合用排水法来测试，因为这些孔隙会积存水而影响试验的准确性。

有机富锌涂料，最好使用干膜和湿膜的比值来确定体积固体分。湿膜的计算来自质量的计算，干膜质量可以用一定涂布面积获知，并且要知道湿膜的密度（用密度计可很容易地测出）。

体积固体分可以说是涂料计算中最重要的概念，它不仅表明了干膜和湿膜间的关系，而且，在计算涂料的涂布率、理论用量、实际用量时，也要用到体积固体分的概念。

通常体积固体分已经在试验中测试出来，并在产品说明中已有说明，如果已知干膜厚度，就可计算出相应的湿膜厚度：

湿膜厚度＝干膜厚度/体积固体分

要计算干膜厚度，只要将上面的公式变换一下就可以了：

干膜厚度＝湿膜厚度/体积固体分

2．涂料的理论涂布率

涂料说明书上应该都标明了涂料的理论涂布率。涂料的涂布率理论表明了每升涂料理论上可以涂覆的面积（m2/L）。

但是漆膜厚度的设计是会变化的。同样的一个涂料品种，有时可能要求涂干膜厚度50 μm，有的可能要求涂 75 μm，这时的涂布率明显是不同的。干膜厚度厚的情况下，涂料用量明显要多。

只要知道涂料的体积固体分，就可以计算理论涂布率，计算公式如下：

理论涂布率＝10×体积固体分/干膜厚度

3．涂料的损耗系数与实际用量

实际上，涂料在使用中会损耗，损耗量根据涂装方法、涂装物的结构形状、风速大小、漆膜的分布、操作工人的技艺等会有很大的不同。在实际施工情况下，涂料的损耗有以下几种情况：

（1）大风时进行喷涂会产生很大量的额外涂料消耗。

（2）由于复杂的几何形状而产生的过度复涂，或者是很差的施工技能。

（3）施工后在喷涂泵、喷涂管和涂料桶内都会留有一定的涂料量。

这些涂料损耗率通常在 25%～40%，但是也可能高达 50%。假定涂料损耗40%，则说明实际上只有 60% 的涂料留在了被涂物体上面。当进行总的涂料用量计算特别是进行实际的订货时，必须包括这部分损耗。一种习惯上的损耗系数说法是1.8、2.1 等等。其实这两者还是统一的，只要按 1/（1－损耗率）就可以得出这个数值。下面用实例来说明这个问题。

对于某涂装工程，通常要设定某一涂料产品要求达到的干膜厚度，从说明书中又可以知它的体积固体分（%VS），只要知道这一涂装工程的面积，就可以计算出涂料的用量。如果不知道确切的面积，那么就是计算1m2 的理论用量，作用是一样的。

不计消耗计算出来的就是理论用量，公式如下：

涂料的理论用量(L)＝面积×干膜厚度/(10×体积固体分)

实际用量的计算，即再除以实际留在被涂物表面的数值，即（1－损耗率），其计算公式为

涂料的实际用量(L)＝面积×干膜厚度/[10×体积固体分×(1－损耗率)]

4．钢结构涂料面积的计算

钢结构必须进行防腐或防火处理。钢结构工程的受力部件有柱、梁、檩条、连接件（如钢管、圆钢、角铁）等。一般来说，各部件的防火要求是不同的，因此，面积要分开计算。

（1）钢柱。

钢柱常用的有两种，一种是方形柱，一种是 H 形柱。

方形柱的面积按长方形计算，根据其周长（a＋b）×2，再乘以高度 L，即可得出面积。

H 形柱主要采用的是 H 型钢，计算面积时，先计算出其周长，上下翼缘板的4 面和腹板的2 面，即（4b＋2h）再乘以高度 L，即得出面积。

以上计算的是面积，另外，考虑接头、牛腿等多余面积，可以乘以系数，一般不超过5%。