【BIM结构】什么是耐候钢?



我们经常看到这样一种材料

表面锈迹斑斑

看上去十分粗糙

颜色在黄红褐之间模糊不定

怎么看怎么觉得丑丑的

比如像下面这样

【BIM结构】什么是耐候钢?


【BIM结构】什么是耐候钢?


就算从旁边经过也要绕路而行

生怕弄脏了衣服


【BIM结构】什么是耐候钢?



不过到了设计师手里

它变成了这样

山,六安市茶谷景区的标志性雕塑

【BIM结构】什么是耐候钢?

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万科3V展廊【BIM结构】什么是耐候钢?

【BIM结构】什么是耐候钢?


上海世博会澳大利亚馆

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印度新月状办公楼

【BIM结构】什么是耐候钢?【BIM结构】什么是耐候钢?

 

结合灯光运用
竟然可以这么迷人!

【BIM结构】什么是耐候钢?
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 不仅一改土里土气的形象

还可以造型多变、不同纹理

【BIM结构】什么是耐候钢?
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明明又脏又旧的材料

原来还可以这么有个性!


【BIM结构】什么是耐候钢?


这强烈的色彩、特殊的质感

呈现出一种独特的工业艺术美

冷峻的外表与周围的环境融合起来

竟然有一种说不出的魅力~


没错

它就是近年来新晋的网红钢铁材料

——耐候钢

不管是景观还是建筑中

我们都能看到它的身影

但是关于耐候钢

你真的了解它吗?



01.


耐候钢概述


「耐候钢原理」


耐候钢又名耐腐蚀钢、考顿钢

是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列

在自然气候下

耐候钢通过加入铌、钼、磷、钛等耐候性元素

使钢铁材料在锈层与基体之间

形成一层致密的氧化物层

由于这层致密氧化物膜的存在

阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入

减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展

从而提高耐大气腐蚀能力

耐大气腐蚀性能为普通碳素钢的2~5倍


【BIM结构】什么是耐候钢?


「耐候钢发展历程」


耐候钢在研发初期

是作为一种工业材料被应用到

建筑、船舶、铁路等领域的

美国是最早进行耐候钢研究的国家

起源于北美的考顿钢

广泛用于火车车厢

集装箱及桥梁的制作



【BIM结构】什么是耐候钢?

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日本在1955 年开始进行耐候钢的研究

并于 1967 年将耐候钢用于桥梁建设

中国对耐候钢的研究开始于1960年

1992年10月通车的京广线武汉分局地段
是国内开发的第一个耐大气腐蚀桥梁专用钢
虽然中国对于耐候钢的研究不是很早
但也有相当长的历史
目前已是耐候钢生产和出口大国

我国材料腐蚀试验站分布

【BIM结构】什么是耐候钢?

图片来源中国公路


02.


耐候钢材料特性


「耐候钢工艺及分类

作为新一代先进钢铁材料
耐候钢具有突出的视觉表现力
并且使用时间愈长,耐蚀作用愈突出

钢板锈蚀产生的粗糙表面

使其构筑物更富体积感和质量感


【BIM结构】什么是耐候钢?

它的特别之处在于,暴露在自然环境中

随着时间的推移,表面形成抗腐蚀的保护层

无需涂漆保护,材料寿命在80年以上

听上去是不是很厉害【BIM结构】什么是耐候钢?


耐候钢表面颜色变化示意图

【BIM结构】什么是耐候钢?


但是如果不处理,锈化反应就会持续下去

最终钢板就会被烂穿

所以必须让他停留在某个特殊阶段

那要怎么做呢~


【BIM结构】什么是耐候钢?


上面已经提到

耐候钢板表面有一层锈红色保护膜

阻碍锈蚀往里扩散和发展

保护锈层下面的基体

以减缓其腐蚀速度

那么这层保护膜是如何形成的呢?

比较常用的就是——

锈安定化处理工艺


【BIM结构】什么是耐候钢?


锈安定化处理是在其表面

用化学方法(生锈液)

使其产生锈安定化的皮膜

是一种抑制钢铁使用初期所流出来的锈

使之安定化

主要阶段如下:


第一阶段:正品耐候钢开始长出小锈点,普通钢板的锈点比较疏松,部分发锈处理差的甚至出现掉锈皮。


长锈第二阶段:正品耐候钢锈水较少,锈点较小厚密;普通钢板的锈水比较多,锈点较大薄疏;普通钢板的锈柱,泪痕比较严重,工件底部有发黑痕迹。


长锈第三阶段:正品耐候钢有清晰的致密的锈核层,锈点之间紧密粘连成保护层,用手擦几乎不掉锈;普通钢板掉锈量较多,甚至整块锈皮剥落,锈穿。正品耐候钢是偏向红褐色,普通钢板是偏向暗黑色。


锈化处理颜色变化

【BIM结构】什么是耐候钢?


耐候钢常见的产品类型分为:

型材、板材、管材、丝材四大类


型钢是指具有确定断面形状且长度和截面周长之比相当大的直条钢材。

【BIM结构】什么是耐候钢?

板材:当型钢的尺寸无法满足票求,或制造大尺寸结构构件时,需使用耐候钢材料中的板材进行制造。冲孔耐候钢板是一种造型独特的板材,具有独特的质感和视觉效果。

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板材的常见形式


管材是中空的管状钢材,常用于承重结构,如回廊、梁、柱等。

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丝材:丝材是圆钢经过冷拉加工而得到的小于8mm的产品,又称高线,在景观中可编制成网屏障,用于经过雕塑、小品,起到装饰作用。


「耐候钢施工及安装节点


【BIM结构】什么是耐候钢?


现代耐候钢建筑幕墙(3MM)与铝板外墙安装目前类似,厚层(5MM及以上)耐候钢板幕墙多采用单元外挂方式。景观及一些简易装置,多采用直接焊接工艺。都需要注意以下事项:

1.焊接点的腐蚀:焊接点的氧化速率必须和其它用料相同,这需要特殊的焊接材料和技术。

2.积水腐蚀:耐候钢并非不锈钢,如果耐候钢的凹位中有积水,该处的腐蚀速率将变快,因此必须做好排水。

3.富盐空气环境:耐候钢对夏威夷这样的富盐空气环境较敏感。在这样的环境中,表层保护膜可能阻止不了内部的进一步氧化。

4.掉色:耐候钢表面的锈层可使它附近的物体表面变得锈迹斑斑。


耐候钢工厂预处理

【BIM结构】什么是耐候钢?

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随着时代的发展

耐候钢开始流行设计界

它用途广泛

不管是建筑、室内空间

还是景观景墙、雕塑、水景等

耐候钢都能表现的淋漓尽致,锈色可餐~


03.


耐候钢在现代设计中的应用



「建筑领域」


随着耐候钢的普及

它已经广泛的出现在城市建筑中

为设计师们提供了更为丰富的创作空间

随着时光老化

使得充满美感的耐候钢独特的色彩和质感

可以体现别出心裁的艺术魅力

为城市的建筑肌理提供了另一种可能性


比利时耐候钢住宅 / DMOA Architecten

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Corten 公寓,意大利 / 3ndy Studio

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玄庵,韩国 / Seung H-Sang / IROJE Architects & Planners

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Owl Creek住宅,美国 / Skylab

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巴克莱体育竞技中心,纽约 / SHoP Architects

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圣莫妮卡教区教堂,西班牙 / Vicens + Ramos

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「景观领域」


耐候钢在景观中可以与植物完美结合

与娇柔的植物形成鲜明对比

其色彩明度和饱和度比一般的构筑物材料要高

因此在园林绿植背景下容易突显出来


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「室内领域」


耐候钢在室内的应用也越来越多

不管是公共空间还是家居空间

耐候钢原始粗糙的纹理与细腻的家居搭配

反而让整个空间充满了时尚个性


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这样的耐候钢

你喜欢吗

欢迎下方留言~


参考文献:

《耐候钢在景观设计中的应用研究》 ,作者许多

《耐火耐候钢在建筑结构中的分析研究及应用》,作者欧蔓丽 曹伟军

《耐候钢,绣出别样红》,坤易造景空间

《耐候钢原来这么美!》,材料在线服务

向以上原作者致谢!

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原文始发于微信公众号(海南省BIM中心):【BIM结构】什么是耐候钢?

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