建筑紧固件对建筑质量和寿命至关重要

　　去年8月13日，武汉天河机场突然遭遇12级大风，候机楼屋顶被掀。“就在我头上，突然听到屋顶一声巨响，房顶被掀了，泡沫飞得到处是！”乘客王先生回忆说。而2008年12月21日，该机场也曾遭6级大风，将屋顶掀起过一长23米、宽4米的巨大豁口。对于机场遭遇的风灾来说，最不可思议的是举世瞩目的首都国际机场T3航站楼，其屋顶曾在2010年12月11日、2011年11月24日、2013年3月9日连续3次均被狂风撕开过口子。

　　类似屋顶被风揭顶情形在我国各地、尤其台风频繁的沿海一带，每年均有大量发生，造成巨大的生命伤害和财产损失。“造成此种情况，显然是屋面围护系统的紧固失效所致。”嘉兴合邦机械科技有限公司黄岳枝认为，紧固件在整个建筑和装饰体系中，虽然价值低微、体量细小，但其作用却至关重要。

　　据粗略统计，建筑领域约有数十个品种、成千上万个各种形式规格的紧固件，它们的使用场合和环境更是千变万化。黄岳枝表示，紧固件作为建筑或装饰中部件与部件间的连接件，除了与建筑主体一起承担着主体的基本功能之外，还必须适应来自温度、紫外线、震动、环境腐蚀、载荷、交变应力、抗剪切、抗扭转等各种考验，由于往往位居最为关键的关节点位置，这些因素对紧固件影响之严酷，甚至远远超过对建筑主要部件的考验程度。因此，在建筑领域，由紧固件失效引发的工程事故的概率一直居高不下。

　　据了解，碳素钢自钻自攻螺钉一般为低碳碳素钢制造而成，由于低碳碳素钢本身耐腐蚀性能低下，所以螺钉一般必须经过电镀或涂覆等表面处理以提高其耐腐蚀性。自钻自攻螺钉的工作机理是：在使用过程中，首先是充当一个锋利的钻头将被紧固基材钻出一个预制孔，然后作为丝攻在金属预制孔孔壁上攻制出螺纹，最后才是作为一个螺纹连接件进行缔结紧固。因此自钻自攻螺钉本身实质上是由“钻头+丝攻+螺纹连接件”3部分组成，属于功能性紧固件。由于使用过程中，钻头和前端部分螺纹作为穿透和攻丝的工具，必然会经过剧烈的挤压、穿刺和摩擦，故其表面保护层必定会遭受或多或少的破坏，特别是在较厚较硬的基材上使用（不锈钢板、铁板、厚铝板等），则其螺杆表面保护层几乎破坏殆尽，装配完毕后，螺钉本身铁本质势必充分暴露于空气之中，自然腐蚀的问题也就接踵而至。

　　因此，对于功能性自钻自攻螺钉和自攻螺钉来说，任何表面处理，如电镀或涂覆，均只能起到有限的保护作用，只有提高螺钉自身材质的耐腐蚀性才是提高此类功能性紧固件使用寿命的唯一方法。

　　“我国目前虽然是一个紧固件生产大国，也是世界上第一产钢大国，但是紧固件用钢的开发生产起步较迟，严重影响了我国建筑的质量和寿命。”中国机械通用零部件工业协会紧固件专业协会的材料顾问人士表示：我国建筑行业中范围最广、影响最大的紧固件寿命不匹配案例，当属轻钢结构建筑屋面围护系统中自钻自攻螺钉的应用。目前，我国每年竣工验收的数亿平方米轻钢结构建筑屋面围护系统中，几乎99%以上应用的是经过电镀或涂覆处理过了的碳素钢材质自钻自攻螺钉，造成此类建筑寿命普遍只有5至30年。

　　根据我国《民用建筑设计通则（试行）》规定，一般认为按民用建筑的主体结构确定的建筑耐久年限分为四级：一级耐久年限100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。二级耐久年限50～100年，适用于一般性建筑。三级耐久年限25～50年，适用于次要的建筑。四级耐久年限15年以下，适用于临时性建筑。

　　“如果按上述耐久年限考虑，那么目前我国建筑行业广为使用的碳素钢自钻自攻螺钉、自攻螺钉和锁紧扭矩高的高强度螺栓等均只适用于四级15年以下临时性建筑。”黄岳枝说。

　　但是现实生活中，关注点往往集中在建筑主材的耐腐蚀性上，极少关注到与之配套的紧固件的耐蚀性和寿命，以致在钢结构建筑金属围护系统、门窗、护栏、雨阳棚安装、轻钢结构、空调通风、装饰隔断等等众多领域，广为使用的仍然是碳素钢紧固件。只要我们稍加留意，在竣工不到10年的建筑中，诸如屋面锈蚀、门窗松散或锈蚀、门把手或门锁松脱，隔断或吊顶鼓起脱落、大型通风管道溃散坠落等等现象举目皆是。于是在后续的物业管理中，不得不投入大量的人力物力来进行更换和维护，周而复始，给广大民众的工作和生活带来诸多的不适和巨大的损失和浪费，甚至危及生命。

　　那么，用什么样的功能性紧固件，才能保证建筑设计寿命的达成呢？黄岳枝认为，对于功能性自钻自攻螺钉、自攻螺钉及锁紧扭矩较高的紧固件（使用时表面会遭遇破坏的一类紧固件）来说，这里只有唯一的一个标准：那就是首先看紧固件本身材质，紧固件自身的材质一定要远优于建筑主材的材质，无论是机械性能还是耐腐蚀性能上。在建筑领域，鉴于追求建筑物本身价值的最大化和寿命的长久性，不锈钢材质的紧固件是我们的首选，特别是马氏体不锈钢紧固件，其卓越的机械性能和优秀的耐腐蚀性能几乎满足当前一切建筑领域的各项要求，是值得重视并大力推广的优质紧固件。

　　“目前，中国已是全球最大紧固件生产国，但是却一直面临因质量问题而被引起的索赔之中，这里面因为钢材质量不过关导致紧固件成品出现质量问题的案例占了很大一部分，我国紧固件钢材尚需在加强创新型研发、满足严格质量标准前提下进行扩产。”一位业内人士说。