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耐候钢板,即耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈,使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。耐候钢表面是一层锈红色物质,摸上去十分粗糙,质感十分。由于耐候钢表面可形成的这一致密氧化层具有稳定、均匀的自然锈红色,这使它成为一种有吸引力的建筑外墙材料。2010年世博会的澳大利亚馆也大量采用了耐候钢这一外墙材料,营造红土之州的氛围。同时耐候钢板与防腐木和石材的结合,在粗糙与细腻,冷与暖,软与硬的对比结合中,凝聚成了丰富的设计语境。在20世纪初,国外一些前卫的艺术家将钢材用于雕塑创作。由于钢铁锈蚀是材料自身的一种自然状态,十分符合艺术表达的真实性原则,久而久之,钢材成为现代景观造型艺术设计的材料之一。普通的钢铁生锈之后,会逐渐腐蚀老化直至破损,而耐候钢的出现使得设计师有机会在造型艺术创作中充分利用钢铁的锈蚀形态进行表达。曾对这一材料在风景园林设计实践中的应用做过不少研究的清华大学建筑学院景观学系博士崔庆伟说,在现代风景园林设计中,材料的选择受到诸如项目属性、场地条件、设计师偏好、造价用量等多种条件的影响。而从材料本体出发,每种材料语言都有其特的表达方式与精神内涵。锈蚀钢铁在不同类型的设计语境中常被冠以工业时代的代名词、时间概念的视觉表达以及科技与文化创意的标签等设计语汇,而被大量应用。
耐候钢板从肉眼上看上去与普通钢板并无区别,如果不进行材料分析抽样试验,如果空气温度如郑州,一年半载都是没法发现买的是不是耐候钢板。如果不进行材质我们通常是通过如下渠道买到的耐候钢板:找到钢厂经销购,签定正式购销合同,并要求提供原厂材质书。并且耐候钢板能常价格比普通钢板价格高1200-1800元/吨,如果价格偏低那就要小心是不是买到非耐候钢板了。
耐候钢板在使用后我们又怎么鉴别我们是不是买到了耐候钢板呢?很简单,耐候钢板表层的锈是那种均匀而细密的一层锈,而普通钢板表层生锈是颗粒较大而不均匀,甚至有时候锈层是成块状的。
耐候钢,作为新一代钢铁材料,耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2~5倍,并且使用时间愈长,耐蚀作用愈。由于具有耐锈、免涂装、减薄降耗,省工节能等特点,可以应用到建筑、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构,也可以用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台等结构件。
钢铁工业“十二五”发展规划,显示我国耐候钢需求用量逐渐增多,在铁路、公路、电力塔架建设等方面凸显。在美国、日本等发达国家,耐候钢已经得到了广泛应用。我国耐候钢起步较晚,但随着国民经济的迅速发展,耐候钢的应用已引起国内有关部门的高度重视,所以耐候钢及其防腐蚀的研发和升级,具有重要现实意义,同时也有利于促进钢铁行业产品结构的升级。
耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性能,虽然应用耐候钢前期的投资成本较普碳钢略高,但是与普碳钢表面喷涂防腐涂层等方法比较,普碳钢的后期维护费用是耐候钢的1.5-2倍。因此耐候钢可减少环境污染,属于节能减排推广技术。国内耐候钢大都涂装使用,其免涂装和“以锈防锈”的设计初衷并没有得到程度的发挥。在苛刻的服役环境下,耐候钢存在锈层难以致密化,另外在服役初期,钢结构的外观锈蚀呈现不均匀等相关问题,因此耐候钢的应用环境和表面处理技术一直困扰耐候钢的应用。
锈蚀钢板会随着时间不断变化发生色彩和质感的变化,起锈蚀斑驳的表面又容易使人产生历史沧桑之感,从而将时间这样的一个无法捕捉的概念视觉化,所以它便很自然的应用到一些纪念意义的公园中。青海省原子城爱国纪念公园设计受爆破试验基地的锈蚀钢板影响,利用耐候钢板形成了近210米长的连续锈蚀钢板墙,其深浅变化的锈迹将人们带到曾经的峥嵘岁月。玻璃、金属等材料因其简洁现代的形态而多被用于富有现代创意感的建筑及景观设计中,玉石便面锈蚀的钢板材料也很快自然的被赋予科技、文化、艺术创意的标签而开始应用在一些时尚、创意或者办公的环境中。此外,在一些发达国家,随着设计应用增多喝公众接受度的增强,耐候钢板已经更多的出现在普通城市的开放空间的设计案例中。其中,中国的世博会项目已经大量运用,包括澳大利亚馆,卢森堡馆,以及土人设计的外滩湿地公园构筑物以及地面铺装等。“生锈钢铁是工业时代的缩影,很多设计师利用它一种特的工业审美和文化记忆功能。而且,锈迹斑驳的表面容易使人产生历史沧桑之感,从而将‘时间’这样一个无法捕捉的概念视觉化,所以它便很自然地被应用到一些纪念性园林创作当中。又由于玻璃、金属等材料具有简洁现代的形态特征,于是锈蚀钢铁也常常被赋予科技、艺术创意的标签而应用在一些时尚或办公环境当中。”
耐候钢在与大气的接触使用过程中,金属基体表面形成致密的、粘附性好的非晶态氧化层保护膜,颜色由锈红逐渐变成暗青、终成为暗紫色,并从此不再锈蚀稳定下来,这层保护膜有效地阻挡了腐蚀的侵入,延长了构件的使用寿命。国外某立的科研机构将耐候钢与普通碳钢在不同环境中的耐腐蚀性能作了对比,数据显示的耐候钢在海边环境中16年后平均腐蚀深度约0.1~0.2mm,在工业区及乡村大约为0.02~0.04mm,这个结果结果显示出耐腐钢材的良好耐候性。我国武汉钢铁公司也对其生产的耐候钢进行了测试,结果表明即使在海边城市耐候钢的平均腐蚀深度约0.02mm/年。即使考虑到其他非正常因素,一般认为,耐候钢耐大气腐蚀性能是一般结构钢的3~4倍,即使在裸装使用条件下,其耐腐蚀性寿命也可达30年以上。
瑞士赫尔佐格和德梅隆的西班牙马德里CAXIA艺术中心作为一个重要历史地段建筑的更新表达出建筑新与旧的融合,在保留下来的老建筑外墙上部新的耐候钢板外墙成为建筑重要的特征。
未处理的耐候钢板显示出的色彩、质感、气氛与经过岁月洗礼的历史建筑有一种天然的融合性,匈牙利布达佩斯布达王宫新加的游览楼梯、电梯井虽然形式、色彩与古建筑反差较大,但在一起又是那么和谐。耐候钢板在建筑外饰面中常用的形式多为切边的平板,也有折弯成盒式块板的形式,当然耐候钢板也可以如同其它金属采用穿孔、数控雕刻处理,形成各种透空效果。耐候钢板的构造方法常与其他类型金属板幕墙(非薄板型)有所类似,通常有明露螺栓(铆钉)固定法、背焊肋板干挂法、盒式块板干挂法等。考虑到钢板的平整度及耐久性,设计中钢板的厚度好在3mm以上(盒式块板刚度好可以薄些,如1.5mm),在重要的高等级工程中应适当加大钢板厚度(如选用6~10~15mm厚的钢板)。钢板的构造主要应注意避免钢板长期处于水气环境中,防止雨水在钢板上的积聚,提供板后的通风间层以钢板快速干燥同时提高墙体的热工性能。