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。
我们偶尔会看到一些温暖的铁锈红色表皮的建筑,它的色彩、质感与我们平时见到的建筑完全不一样,这就是我们所要讲述的一种材料——耐候钢板(人们也常称它为Corten钢板、耐腐蚀钢板、锈钢板等)。实际上,将钢板用于建筑的外表面已有较长的历史了,为提高钢板的耐腐蚀性能,一般其外表面作各种涂装处理如涂漆、搪瓷、镀锌等。从20世纪90年始,许多热衷于追求钢板的自然锈蚀变化效果将未处理耐候钢板直接运用于外墙、顶棚、甚至屋面,钢板在大气环境中,表层逐渐氧化变色,雨水的流淌在钢板表面甚至在与钢板相接的墙体上留下了锈蚀的印迹,形成了一种的效果。自然气候引起的钢板表面的变化体现了时间的印记,建筑如同生命体随着时间而生长变化。这种材料在建筑外表皮的运用可能和西方“工厂废墟艺术”、“垃圾艺术”的出现也有一定关系,它对于传统的设计思想可能是颠覆性的,就如同我国20世纪80年始引进的故意磨白、做旧、甚至磨损的牛仔裤对于人们的思想冲击一样。
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,耐蚀作用愈突出。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,属于节能减排重点推广技术。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。