不锈钢凭借其耐腐蚀性能和表观性好的优势,在建筑领域具有广泛的应用前景,是建筑结构兼具安全性与高性能的绿色材料,但传统奥氏体不锈钢304、316L等强度偏低,在建筑结构领域应用时需加厚使用,从而使工程造价偏高,应用严重受限,“先进高强度不锈钢”的诞生在保证耐蚀性的前提下,从强度(表1)和合金成本(表2)两方面解决了建筑领域应用的这一大难题。
表1 先进高强不锈钢典型牌号性能
表2 先进高强不锈钢合金体系
建筑领域在设计过程中需计算的抗拉、抗压和抗弯强度、抗剪强度、断面承压强度等都与不锈钢材料的强度正相关,而先进高强不锈钢恰恰可以提升建筑结构领域安全因子,使其在建筑结构领域具有充分的强度优势。
先进高强不锈钢表面免涂镀和轻量化特点助力建筑领域的“双碳战略”实施。在建筑领域,通常使用的碳钢原材料成本较低,但为改善表面耐蚀性能往往需使用表面涂镀工艺,大大增加了碳排放。
随着“先进高强不锈钢”在建筑领域推广,其优异的合金成分体系大幅降低了有色金属的冶炼碳排放,且材料的高强度可以轻量化设计,实现材料二次减碳,每减少一吨不锈钢使用量可实现减碳约314kg(图1),在全生命周期中免维护和少维护可减少涂镀材料使用,实现三次节能减排达到降碳效果,为国家“3060双碳”战略提供建筑领域新的材料选择方案。综上所述“先进高强不锈钢”在建筑结构领域具有显著的“双碳战略”优势。
图1 吨钢不锈钢碳排放量
首先,铬镍不锈钢中金属镍含量一般在8%以上,如304和316L不锈钢镍含量分别在8%和10%以上,每添加1%镍的吨钢成本在1000元以上,合金成本高。先进高强不锈钢在合金成本上大幅降低贵金属镍含量、提升氮含量(表2),镍含量下降26-81%,不仅保证了耐蚀性能,而且大幅降低合金成本;其次,碳钢在建筑领域应用设计寿命一般为25-30年,表面需要涂镀防腐材料,每3-5年需要维护表面防腐层,不仅增加人工、涂层等维护成本,而且25-30年需要全部更换增加二次投入成本,而先进高强不锈钢耐蚀性能优异,使用寿命可达50-70年甚至更长,与建筑设计同寿命,减少二次更换成本,在全生命周期中无需涂镀防腐材料,亦减少维护成本;同时,先进高强不锈钢凭借高强度的力学性能,在建筑设计中可轻量化设计,从而减少不锈钢使用量,达到降本效果。综上所述“先进高强不锈钢”在建筑结构领域具有全生命周期的综合成本优势。
“先进高强不锈钢”凭借优异的性能、全生命周期的低成本、乘着低碳发展的国家战略东风,以崭新的面孔在建筑结构领域崭露头角并广泛应用。
先进高强不锈钢QN1804、QD2001成功应用于装配式芯板建筑结构芯板、梁柱,助力远大可建公司建成了“F”办公楼和上水堂酒店公寓等项目,荣获世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)全球创新奖以及世界模块化建筑住宅类项目第一名(图2)。
图2 装配式建筑“F”办公楼和上水堂酒店公寓
先进高强不锈钢QD2001以其高强度、良好的抗疲劳性能和优异的耐腐蚀性能创新地将不锈钢与美学柔韧相结合,应用于海南三亚崖州湾科技城“三角梅迎宾塔”(图3)。
图3 QD2001应用于海南三亚“三角梅迎宾塔”
先进高强不锈钢QD2001以其高强度和优异的耐腐蚀性能应用于重庆东站立柱幕墙(图4)。
图4 QD2001应用于重庆东站立柱幕墙
在祖国七十五年华诞之际,青拓集团将继续“乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海”,做先进高强不锈钢的开拓者、创新者,以先进高强不锈钢材料为驱动,带动建筑结构领域向绿色低碳方向发展共建祖国美好家园!
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