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寶鋼彩涂鋼板的選擇主要是對鋼種、厚度、鍍層及涂層的選擇。、工程及加工方考慮的是建筑物的安全性能(耐沖擊、抗震、防火、抗風(fēng)壓、抗雪)、居住性能(防水、隔音、隔熱)、耐久性能(耐污染、耐久、外觀保持性)、經(jīng)濟(jì)性(成本低、易加工、易維護(hù)、易更換)等。對彩涂鋼板供應(yīng)廠商來說,這些性能是需要鋼廠提供保證并轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板性能的。轉(zhuǎn)化成彩涂鋼板的性能要求主要有材料的力學(xué)性能(抗拉強度、屈服強度、延伸率)、鍍層性能(鍍層種類、鍍層厚度和鍍層附著力)和涂層性能(涂料品種、顏色、光澤、耐久性能、加工性等)。其中抗風(fēng)、抗沖擊、抗雪、抗震等都和材料的力學(xué)性能有關(guān),當(dāng)然也和彩色壓型鋼板的波形、鋼板的厚度、跨度、檁距有關(guān),如果選擇合適的彩涂鋼板再配合適當(dāng)?shù)膲盒弯摪逶O(shè)計,既能滿足建筑物的安全系數(shù)又能降低工程造價。而材料的耐久性、加工性能及外觀保持性則大部分由涂層和鍍層的耐久性決定。
下面就寶鋼多年的使用和研究經(jīng)驗對彩涂鋼板的選擇作一個簡要的推薦和介紹:
■環(huán)境對彩涂鋼板應(yīng)用的影響
自然環(huán)境的影響(不同地區(qū))
不同地區(qū)寶鋼彩涂鋼板的選擇主要考慮的是當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)雪載荷以及腐蝕環(huán)境。風(fēng)雪載荷主要是考慮建筑物的安全系數(shù),這盡管和彩涂鋼板的力學(xué)性能有關(guān),但更多的和壓型鋼板的板型、厚度以及板與板之間的連接有關(guān)(關(guān)于鋼板材料的推薦在發(fā)展趨勢中描述)。而定量描述一個地區(qū)的腐蝕環(huán)境相對困難,影響彩涂鋼板的腐蝕因素有很多。不同地區(qū)的腐蝕環(huán)境影響因素溫度:溫度高涂層軟化,腐蝕介質(zhì)容易沾附,容易滲透到基板,高溫下水中含氧量會提高,在一定溫度下腐蝕速度加快濕度:切口、加工損壞處的基板腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕,濕度低不容易形成腐蝕電池(即電化學(xué)回路晝夜溫差:溫差大容易結(jié)露,在的金屬上面形成電腐蝕的條件。另外,溫差大也導(dǎo)致涂層冷熱變形頻繁,會加速涂層老化疏松,外界腐蝕介質(zhì)容易滲透到基板。日照時間和日照強度:太陽光是電磁波,根據(jù)能量及頻率的高低分為y射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和無線電波。微波和無線電波具有低能量并不和物質(zhì)互作用。紅外線也屬低能量光音,它只能拉伸或彎曲物質(zhì)的化學(xué)鍵,而不能使之?dāng)嗔选?梢姽赓x予萬物豐室的色彩。UV紫外光譜屬高頻射線,它有比低能光諧更大的破壞力。如我們知道的皮膚黑斑和皮膚癌是由于太陽紫外線造成的。同樣,UV也能破壞物質(zhì)的化學(xué)鍵,使其斷裂。這取決于UV的波長和物質(zhì)的化學(xué)鍵強度。X射線有穿透作用,y射線能使物質(zhì)化學(xué)鍵斷裂并產(chǎn)生游離的帶電離子,這些對有機物都是致命的,幸虧太陽光中這些射線很少。因此,從上面看出,日照時間和強度影響涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,尤其是紫外線強烈的地區(qū)。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定對耐腐蝕是不利的,但陷雨量則有雙重作用,對墻面板及坡度大的屋面板,降雨有清潔鋼板表面、沖走表面腐蝕產(chǎn)物的作用,但對于低坡度的屋面板以及排水不暢的部位,降雨量大則容易引起腐蝕加劇。風(fēng)向和風(fēng)速:其作用和水類似,而且往往相伴而來,它對于材料的連接部位是一個考驗,因為風(fēng)會導(dǎo)致連接部位松動,雨水會滲透到建筑物的內(nèi)部。腐蝕性沉降物:如氯高子、二氧化硫等對腐蝕均有加速作用,這些沉降物多發(fā)生在海邊、工業(yè)污染比較嚴(yán)重的區(qū)域(如發(fā)電廠、冶煉廠等)。
有色金屬冶煉廠(銅、鋅、鋁、鉛等)是挑戰(zhàn)彩涂鋼板使用年限的。但是合理的選擇材料、設(shè)計、以及環(huán)保投入等能保證或提高彩涂鋼板的使用壽命。10年進(jìn)行更換或維護(hù)是應(yīng)該能做到的。
彩鋼板知識詳解(建議收藏)
寶鋼彩涂板使用時可能直接或部分暴露于外部環(huán)境即大氣環(huán)境中,此時主要考慮大氣環(huán)境的腐蝕。
另外,也可能在相對封閉的內(nèi)部環(huán)境即內(nèi)部氣氛中使用,此時主要考慮內(nèi)部氣氛的腐蝕。
2 使用環(huán)境腐蝕性等級
GB /T 19292.1--2003((金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性分類》(ISO 9223:1992,IDT)根據(jù)碳鋼、
鋅、鋁等金屬年腐蝕速率測量值對大氣腐蝕性進(jìn)行了分類,但是彩涂板還缺乏使用環(huán)境(指大氣環(huán)
境和內(nèi)部氣氛)腐蝕性分類的數(shù)據(jù),因此本標(biāo)準(zhǔn)僅定性的將大氣環(huán)境和內(nèi)部氣氛腐蝕性分為5個等級即
C1,C2,C3,C4,C5,其腐蝕性依次增強。表D. 1示例性的給出了不同腐蝕性等級對應(yīng)的典型大氣環(huán)境
和內(nèi)部氣氛
3 大氣環(huán)境腐蝕性
3.1 影響寶鋼彩涂板耐大氣腐蝕性的關(guān)鍵因素是大氣中腐蝕介質(zhì)的種類、濃度和涂層表面被潮濕薄膜覆蓋的時間即潮濕時間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,大氣的腐蝕性越高。
3 .2 GB/T 15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類》根據(jù)大氣環(huán)境中存在的腐蝕介質(zhì)(主要是二氧化硫和氯化物)及其濃度將大氣環(huán)境分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大氣和海洋大氣四種類型。但實際大氣
環(huán)境是復(fù)雜多樣的,可能還存在硫化氫、氟化氫、氮的氧化物、工業(yè)粉塵等各種各樣的腐蝕介質(zhì),因此GB/T 15957中的大氣環(huán)境分類并不完善,也不可能包括所有的大氣環(huán)境,對此應(yīng)有充分的認(rèn)識。另外,在特定作業(yè)環(huán)境中,如化工廠、冶煉廠、火力發(fā)電廠等場所周圍的大氣環(huán)境即微觀環(huán)境可能與該地區(qū)的大氣環(huán)境存在很大差異,此時微觀環(huán)境可能比大氣環(huán)境更重要,因此應(yīng)盡可能對微觀環(huán)境的腐蝕性做出準(zhǔn)確的判斷,并在分析大氣腐蝕性時給予特別關(guān)注
3.3 潮濕時間取決于氣候條件,如相對濕度、溫度、光照時間、風(fēng)力等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因素有關(guān):
a) 大 氣相對濕度;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 結(jié) 露、降雨、融雪等直接濕潤涂層表面。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時間。
4 內(nèi)部氣氛腐蝕性
4 .1 與大氣環(huán)境腐蝕性相同,影響彩涂板耐內(nèi)部氣氛腐蝕性的關(guān)鍵因素也是內(nèi)部氣氛中腐蝕介質(zhì)的種類、濃度和潮濕時間。腐蝕介質(zhì)的種類越多、濃度越高,潮濕時間越長,內(nèi)部氣氛的腐蝕性越高。
4 .2 在分析內(nèi)部氣氛的腐蝕性時,應(yīng)先研究內(nèi)部氣氛中包含的腐蝕介質(zhì)的種類和濃度
4.3 潮濕時間取決于內(nèi)部氣氛的相對濕度、溫度、通風(fēng)條件等因素。潮濕薄膜的形成通常與下列因
素有關(guān):
a) 內(nèi) 部氣氛的相對濕度;
b) 涂 層表面溫度達(dá)到或以下產(chǎn)生冷凝作用;
c) 涂 層表面沉積吸潮性物質(zhì);
d) 涂 層表面被直接濕潤。
采 取 通 風(fēng)、干燥、清潔等措施可以減少潮濕薄膜的形成,縮短潮濕的時間。
5 其他腐蝕(老化)因素
5. 1 光照
光 照 (特 別是紫外光)是導(dǎo)致涂層老化的主要原因之一,彩涂板在使用過程中通常會受到光照的影響,因此光照強度和光照時間是分析環(huán)境腐蝕性時必須考慮的重要因素。
5.2 溫度
涂 層 長 時間處于溫度過高、過低或溫差過大的環(huán)境中會加速涂層老化。
5.3 化學(xué)品
彩 涂 板 在使用過程中應(yīng)盡量避免與酸堿、、洗滌劑、清潔劑等化學(xué)品直接接觸,以免腐蝕
涂層。
5.4 沉積物
工 業(yè) 粉 塵、懸浮顆粒等物質(zhì)長時間沉積在涂層表面易導(dǎo)致涂層老化。
5.5 微生物
在 潮 濕 、通風(fēng)不暢的環(huán)境下涂層表面容易長霉菌,降低彩涂板的使用壽命
5.6 機械磨損
彩 涂 板 有時可能與其他材料接觸或一同使用,由于材料性質(zhì)不同,因此應(yīng)注意材料之間是否會發(fā)生相互影響。
6 實際使用環(huán)境中存在多種影響因素并存在且相互影響,此時應(yīng)找出主要影響因素,并盡可能確定這些因素之間的關(guān)系,從而對使用環(huán)境做出全面、準(zhǔn)確的判斷
1 寶鋼彩涂板卷力學(xué)性能
1.1 寶鋼彩涂板的力學(xué)性能應(yīng)符合附錄B的規(guī)定,如對力學(xué)性能有要求應(yīng)在訂貨時協(xié)商。
1.2 供方如能保證,可以用基板的力學(xué)性能代替彩涂板的力學(xué)性能。
2 基板類型和鍍層重f
2. 1 寶鋼彩涂板的基板類型如表2,如需其他類型的基板應(yīng)在訂貨時協(xié)商
2.2 寶鋼熱鍍鋅基板、熱鍍鋅鐵合金基板、熱鍍鋁鋅合金基板和熱鍍鋅鋁合金基板應(yīng)進(jìn)行光整處理,其中熱鍍鋅基板的表面結(jié)構(gòu)應(yīng)為光整小鋅花或光整無鋅花,如采用其他表面結(jié)構(gòu)的基板應(yīng)在訂貨時協(xié)商
2. 3 各類型基板在不同腐蝕性環(huán)境中推薦使用的公稱鍍層重量如表4,
表 4 單位為 克/平方米
基板類型
DQ一般沖壓用
由于一般建筑用彩板均是輥壓成型或復(fù)合夾芯,對材料的沖壓性能要求不高,因此很少在建筑領(lǐng)域使用(部分門窗類彩板除外)。彩鋼板知識詳解(建議收藏)
HSS高強結(jié)構(gòu)鋼按歐標(biāo)HSS可分成4-5種不同強度的鋼種,但由于普通CQ級材料已經(jīng)能夠取代低強度的HSS鋼,因此,市場上用得較多的是屈服強度280Mpa和345Mpa的鋼種,寶鋼所生產(chǎn)的TSTE28和TS350GD就是這兩個鋼種。與普通CQ相比,HSS鋼有幾大優(yōu)勢:(1)由于屈強比較低因此該鋼種的耐火及抗震性好。(2)對較厚的鋼板,它可以制造大跨度拱型板。(3)對一般的外墻和屋面板型,它可以比CQ材料適當(dāng)減薄,從而可節(jié)約材料消耗。
彩鋼板知識詳解(建議收藏)FH全硬鋼是通過控制退火溫度來提高鋼板屈服強度的一類鋼種,按國際通用標(biāo)準(zhǔn),屈服強度≥550Mpa,抗拉強度≥570Mpa。這類材料強度高,延伸率低,適用于板型較淺的成型鋼板,使用時能夠大大節(jié)約材料。因此,各國爭先研究開發(fā)的這種鋼種。在國外標(biāo)準(zhǔn)中,對強度高又要求延伸率好的材料也有描述。例如,采用HSLA(低合金高強度)在煉鋼時加入強化合金元素,但由于強度高在鋼鐵廠進(jìn)行軋制時加大壓下率就有限制,因此作為維護(hù)結(jié)構(gòu)的較薄的彩涂板很少采用HSLA鋼種(另一缺點是成本高)。
根據(jù)寶鋼多年的鋼種使用經(jīng)驗,彩涂鋼板終產(chǎn)品板型的保證,與鋼板的強度等級、壓型鋼板的板型以及加工機器等密切相關(guān)。總的來說,加工道次越多,板型越好,加工速度越慢、板型越好。對壓型鋼板板型來說,淺波板的板型優(yōu)于高波板。對鋼板強度來說,強度加工后的板型變差的趨勢越明顯。高強鋼的板型相對較差還有另外一個原因就是很多彩涂生產(chǎn)廠僅靠降低熱鍍鋅的退火溫度來提高材料的屈服強度,這樣就會導(dǎo)致鋼板寬度方向上力學(xué)性能的不均衡。這種不均衡是由整個寬度方向帶鋼溫度的不均勻引起的,溫度下降可能導(dǎo)致部分部位溫度低于鋼板再結(jié)晶的退火溫度。
寶鋼彩鋼卷相對酸洗環(huán)境選擇鍍鋁鋅基板,相對堿性環(huán)境選擇鍍鋅基板;高溫高濕地區(qū)(南方地區(qū))必須采用相對鍍層厚度大的鍍鋅或鍍鋁鋅基板,具體指標(biāo)為:鋅層重量≥140克/平方米,鋁鋅層重量≥100克平方米
沿海地區(qū)由于氯高子的因素,涂層、鍍層厚度都要求相對較高,這樣才能防止切口或膜下腐蝕的發(fā)生日照或紫外線強烈的地區(qū)(西部或高海拔}選擇涂層耐久性好的氟碳或高耐候聚酯等公用及民用建筑不僅要考慮耐腐蝕性,外觀性能也很重要因此,采用涂層更加細(xì)膩的PVDF或HDP是不錯的選擇在顏色可以選擇的情況下,從腐蝕角度講選擇淺顏色的彩涂鋼板,耐久性更強室外用彩涂鋼板涂層光澤度應(yīng)選擇中低光澤的涂層在相對坡度比較小的屋面,直接采用鍍鋁鋅光板,又經(jīng)濟(jì)又實用鋼種的選擇和板型及鋼板厚度有關(guān)采用高強鋼在同樣的荷載情況下可以減少鋼板厚度或采用相對更淺的板型,可以減少材料的使用量。
無論是建設(shè)資源節(jié)約型社會,還是節(jié)能減排要求,建筑物都承擔(dān)著重要的任務(wù)。據(jù)美國相關(guān)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,建筑物占有652%的電耗,大于36%的一次能源消耗,30%的溫室氣體排放。每年產(chǎn)生136億噸的建筑垃圾,消耗12%的飲用水,40%的原材料使用(年超過30億噸)。而我國每年新增建筑面積20多億平方米,相當(dāng)于全球的一半。因此:早在2006年就講建筑節(jié)能是資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會主要的抓手。美國在這方面比較,早在2005年美國就簽暑過能源政策,其中第1332和133條款對節(jié)能建筑給以稅收上的優(yōu)惠政策。
美國還有很多和民間機構(gòu)在推進(jìn)這項工作,如 THE ENERGY STARPROGRAM. COOL ROOF RATING COUNCIL. UNITED STATES GREEN
BUILDING COUNCIL. LEADERSHIP IN enerGY ENVIRONMENTAL
DESIGN等,其中LEED的推薦和論證體系正在被廣泛采用。我們國家在前幾年也了綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn),彩涂鋼板作為新型建材已經(jīng)廣泛使用,但是,在節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保方面還有許多工作要做。
鋼種
和其他鋼鐵材料(汽車、家電等一樣,彩涂鋼板也在向高強度方向發(fā)展,高強度、薄規(guī)格彩涂鋼板是整個彩涂鋼板的發(fā)展趨勢。鋼板強度提高可以在保證載荷的情況下減低鋼板的厚度(當(dāng)然,不能無限制降低,要保證鋼板的擾度,材料厚度不能低于0.35mm),鋼板強度提高可以用低波度的壓型鋼板來達(dá)到低強度鋼板的高波度才能達(dá)到的載荷,這樣,材料的使用效率就提高了。鋼板強度提高可以加大建筑物的跨度,減少懊條或龍骨的使用。鋼板強度提高可以革命性地使用鋼板的強度功能進(jìn)行板與板的連接,減少材料連接的禁固件,既節(jié)約了材料,又使建筑物的美觀大大改善。鋼板強度提高減少材料使用的同時也減少建筑物的自重,使建筑物重心下移。因此,可以說提高鋼板強度有百利而無一害,當(dāng)然,在我們國家大量推廣高
強鋼在彩涂行業(yè)的使用還有大量工作要做,如開發(fā)適合高強鋼的壓型機,設(shè)計規(guī)范的修改等。
在提高鋼板強度的同時也要求降低鋼板的屈強比(服強度抗拉強度),因為屈強比越低材料的加工性越好,抗震性越好,目前已經(jīng)有彩涂用戶向?qū)氫撎岢隽嗣鞔_的屈強比要求。當(dāng)然,與熱軋結(jié)構(gòu)鋼來比,彩涂鋼板的屈強比不可能達(dá)到0.6,目前也就是085左右,但我們堅信,這是個發(fā)展方向。另外,為了提高彩涂鋼板的切口耐腐蝕性能,選用冷軋耐侯鋼作為彩涂基板,提高整個彩涂鋼板的耐腐蝕性能,相信也是下一步基板的趨勢。
