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专题 | 耐候钢在农业领域的应用
发表日期:2017-07-20   来源:   浏览量:1418  

 耐候钢是一类耐大气腐蚀的钢材,能在大气环境下数年以后其表面形成稳定、致密、牢固的锈层,阻止或延缓材料进一步生锈腐蚀。在非重度污染和非海洋气候条件下,正常大气环境中耐候钢具有优良的耐蚀性能,采用耐候钢为骨架结构建造的建筑物或构筑物,钢材表面可以做到到免涂装、免维护,而不影响正常其使用。


耐候钢发展历程


耐候钢研发及工程应用起始于上世纪二、三十年代的美国,起初仅用于铁路交通部门,之后六十年代应用于桥梁建设。1964年在美国新泽西州建成世界上第一座耐候钢桥梁,而1974年建成的“New River Gorge bridge”钢架桥成为耐候钢桥梁应用的经典范例,之后更多的耐候钢桥梁建成投入使用。这些桥梁已历经数十年甚至半个世纪,仍完好无损正常使用,足以看出耐候钢在耐大气腐蚀方面的优势。继美国之后,从上世纪开始在欧州、日本等发达国家,耐候钢被逐渐得到应用,并应用于不同建筑形式,甚至作为一种装饰材料,以其特有的“巧克力色”广泛应用于外装饰或室外工程,如幕墙、公园装饰、绿地雕塑等。


2、我国对耐候钢的研究起始于上世纪60年代,但应用发展缓慢,80年代实现工业化生产,之后其的应用长期局限于铁路车辆和货运集装箱制造,近几年才在建筑领域开始少量应用。其中原因之一是因为我国钢材生产技术和应用方面的脱节,耐候钢在建筑领域还没有得到广泛的认识;另一个原因就是我国在建筑规范、标准、法规方面严重滞后,使耐候钢在建筑结构方面的应用出现瓶颈。当前,随着我国经济改革的深入,在国家大力倡导发展钢结构建筑的大背景下,耐候钢建筑将迎来崭新的发展时代。


耐候钢原理

1.钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后,使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜,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。

2.致密氧化物膜在锈层和基体之间形成,约50μm~100μm厚非晶态尖晶石型氧化物层。

3.保护膜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,大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。

4.耐候钢可减薄使用、裸露使用或简化涂装,是一个可融入现代冶金新技术、新工艺的新钢系。


特点与用途


特点:

(1)具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;

(2)耐候性为普碳钢的2~8倍,节能降耗,环保健康。

用途:

(1)铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中钢结构;

(2)集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器、结构件。


 耐候钢建筑工程上的应用:


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2004年同济大学中法中心使用耐候钢作为建筑外观 

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2010年上海世博会中的卢森堡大公国国家馆

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2010年世博会中的澳大利亚馆

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2011年万科的三V画廊

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上海水舍酒店

耐候钢在市政工程上的应用

 

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耐候钢的优势

1、普通钢传统镀锌防腐工艺

初次投入费用高;防腐维护成本高,全结构生命周期成本是初次成本的2-3倍;造成严重污染环境,政府严格管理镀锌企业环评和准入。

耐候钢一次性投资,每吨较普通钢成本增加800-1000元,即可满足全寿命周期内耐大气腐蚀要求。

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耐候钢的配套材料


1、S20 系列耐候钢特点:

适用于城市高层住宅楼、办公写字楼、公共建筑、构筑物、农村住宅、别墅式住宅等钢结构用钢建设,可焊接,耐大气腐蚀,免涂装作业。

2、H20 系列耐候钢焊接材料

特点:适用于城市高层住宅楼、办公写字楼、公共建筑、构筑物、农村住宅、别墅式住宅等钢结构施工过程中的耐候钢钢结构件的焊接。

3、B20 系列耐候钢用螺栓连接副

特点:适用于城市高层住宅楼、办公写字楼、公共建筑、构筑物、农村住宅、别墅式住宅等钢结构建筑施工过程中的耐候钢结构构件连接。

耐候钢在农业领域的应用


耐候钢暴露在自然环境中,经与空气、雨水等作用,钢材表面会自动形成抗腐蚀的保护层,无需涂漆维护,材料的寿命在80年以上,经久耐用。

耐候钢特有的棕红色外观,具有材料自身氧化的一种自然状态,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,易于周围农业景观自然融合。

新型的耐候钢与自然的结合,营造出雕塑式的艺术作品,不仅艺术感十足,也谙和了环保和可持续的当代设计理念。

1、农业园区建筑元素

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     2、农用设施材料的应用 

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园艺植物栽培槽(2010年上海世博会中的卢森堡大公国国家馆)

      3、园区景观小品

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相关专家简介:

 剧锦三,中国农业大学水利与土木工程学院教授,北京力学协会理事。研究领域:(1)钢结构稳定理论研究;(2)结构冲击动力问题研究;(3)结构断裂及裂纹扩展的计算和研究。主讲《钢结构》、《钢筋混凝土结构》与《大跨与特种结构》等课程,为硕士生和博士生主讲《工程结构有限元分析》、《钢结构设计原理》等课程。


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