國內(nèi)彩涂鋼板選擇上用戶相對不關(guān)心的就是鋼種。因為國內(nèi)大多數(shù)彩涂鋼板生產(chǎn)廠只有一種鋼種,那就是DC51因為他們采購來的熱軋板還是軋硬卷基本就是一個鋼種},有些有熱鋅產(chǎn)線的彩涂鋼板廠試圖通過熱鍍鋅退火來生產(chǎn)全硬鋼(S550}或高強鋼(S350等),但難度很大,因為他們對基板的質(zhì)量、化學成分無法控制,因此,質(zhì)量穩(wěn)定性就差、穩(wěn)定性差導致性能波動大,性能波動大會引起壓型板板材變差對建筑物來說,承載重量(風載荷、雪載荷、施工人員和機械)、建筑物的跨度、櫬距的設(shè)計等都依賴于鋼板的強度,對于建筑維護結(jié)構(gòu)用彩涂和鍍鋁鋅板來說,國外均有相應(yīng)的標準。如美國的ASTM653、ASTM792,日本的JSG3302、JSG3321,歐州的EN10215、EN10147等。按鋼種大類分成CQ(普通商用級)、DQ(一般沖壓用)、HsS(高強結(jié)構(gòu)鋼)、FH(全硬鋼).
CQ(普通商用級):現(xiàn)使用普遍,如寶鋼所生產(chǎn)的TST01Z、TDC51或 TSGCC等,它的涂漆前的屈服強度在260-320MPa之間。經(jīng)彩涂后如基板是鋁鋼,終強度會有所提高,同時伴隨著延伸率的劣化。這種鋼的抗拉強度在350-40MPa之間,相對于結(jié)構(gòu)鋼來說,其屈強比DQ(一般沖壓用}:由于一般建筑用彩板均是輥壓成型或復合夾芯,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)。
HSS(高強結(jié)構(gòu)鋼):按歐標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TS280GD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材料適當減薄,從而可節(jié)約材料消耗。
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,按國際通用標準,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,大大節(jié)約了材料的使用,也是各國爭先研究開發(fā)的鋼種。對強度高又要求延伸率好的材料,在國外標準中也有描述。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行軋制時加大壓下率就有限制,因此作為圍護結(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,為了保證彩涂鋼板終產(chǎn)品的板型,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,加二道次越多,板型越好,加工速度越侵,板型越好。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,強度越大,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,這樣就會導致鋼板寬度方向上力學性能的不均衡原因就是整個寬度方向帶鋼溫度是不均勻的,溫度下降可能導致部分部位溫度低于鋼板再結(jié)晶退火溫度。

我國彩色涂層鋼板起步比較晚,80年代國內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)(寶鋼和武鋼等)在進行彩色涂層鋼板的建設(shè)和生產(chǎn)。大約在90年代中期隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展,對彩色涂層鋼板的需求劇增,大量民營及外商資資本進入彩涂鋼板的行業(yè),從1996年開始的近十年,中國彩色涂層鋼板的產(chǎn)能從不足50萬噸猛增到2000萬噸,產(chǎn)能超過近四十年的總和。這些產(chǎn)能主要是針對建筑行業(yè),但是,建筑行業(yè)的需求遠遠落后于產(chǎn)能的增速。目前中國國內(nèi)表觀消費量不足500萬噸,由于市場供需矛盾突出,彩涂鋼板的市場競爭十分激烈,為了利潤,為了生存,偷工減料、、假冒名廠產(chǎn)品的現(xiàn)象突出,對整個行業(yè)以及彩涂鋼板的前途極其不利。由于缺乏有效的市場規(guī)范和監(jiān)督,使得90年屬于建筑材料的彩涂板變成了劣質(zhì)建材的代名詞,越來越多的公共建筑已經(jīng)不再使用彩涂鋼板,而改用更貴更的金屬合金板(鋁鎂錳板、鈦合金板等)。因此,近幾年來寶鋼已經(jīng)內(nèi)其他彩涂鋼板生產(chǎn)企業(yè)對彩涂鋼板的品質(zhì)進行規(guī)范,并聯(lián)系下游用戶及行業(yè)協(xié)會等將高質(zhì)量的彩涂鋼板納入國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范,并強制執(zhí)行。
寶鋼彩涂鋼板質(zhì)量失控的原因
■供需矛盾突出
國內(nèi)彩涂鋼板的年表觀消費量不足500萬噸,而目前彩色涂層鋼板的生產(chǎn)能力(產(chǎn)能}超過2000萬噸。整涂機組的開工率只有20%,而且,國內(nèi)彩涂生產(chǎn)線集中在山東、江蘇、河北、天津、上海、浙江等沿海地區(qū),這些區(qū)域的市場競爭更為殘酷。
■缺少行業(yè)規(guī)范
盡管有彩色涂層鋼板國家標準,但這部標準僅僅是推薦性的,不具備強制性。而對應(yīng)的建筑用壓型鋼板的設(shè)計規(guī)范還是不完備,依靠行業(yè)自律在目前階段基本就是一句空話。
■了解寶鋼彩涂產(chǎn)品的手段不足
彩色涂層鋼板與很多建材一樣,一般人()憑自己握的知識和肉眼來判斷材料的質(zhì)量及使用壽命是不現(xiàn)實的,即使是人員不借助的裝備也很難辨別優(yōu)劣。在目前的技術(shù)條件下,要俠速判斷彩涂鋼板的使用壽命是不可能的,即使使用的抗素外線照射,也要1000小時才能夠分辯得出,這就給大量劣質(zhì)彩涂鋼板有可剩之機,因為在工程竣工前,再劣質(zhì)的材料也能堅持1-2年的時間。
■寶鋼彩涂鋼板售價與性價比的關(guān)系
彩涂鋼板是一種建材,它的質(zhì)量優(yōu)劣在短期內(nèi)是無法反映出來的,市場上大多數(shù)的用戶()目前還是以價格為主導因素來決定彩涂鋼板的選擇。實際上這很不科學,盡管次投資省了,但存在著維護費用提高、使用壽命縮短等問題般工業(yè)建筑的設(shè)計使用年限為15-20年,寶鋼彩涂鋼板在設(shè)計年限內(nèi)是不需要更換的。本書展示了很多使用了寶鋼普通PE)彩涂板的建筑,使用時間已經(jīng)10多年,有的甚至接近20年,到目前為止顏色、涂層等性能變化并不大,彩涂板完好無損。但如果采用一般的彩涂鋼板,使用壽命通常為7-8年,甚至更短,在設(shè)計期內(nèi)至少需要更換一次。由于寶鋼彩涂板良好的實物質(zhì)量,在市場上寶鋼彩涂板的價格比一般彩涂板貴幾百到上千元,但是如果按一般彩涂板在設(shè)計使用年限內(nèi)更換一次測算的話,使用寶鋼彩涂板的成本是一般彩涂板的60%左右。由此推算寶鋼彩涂板的售價可以比一般彩涂板售價貴66%左右,這還不考慮其它影響,如對企業(yè)形象影響,更換維護時對生產(chǎn)影響等。
對厚度及負公差的認識
關(guān)于厚度以及公差,相信很多鋼結(jié)構(gòu)廠及關(guān)心,設(shè)計師設(shè)計材料享度時主要考慮材料的結(jié)構(gòu)及承載。但實際上彩涂鋼板的總厚度由三部分組成,鋼板享度+鍍層厚度+涂層厚度。以寶鋼0.5mm彩涂鋼板為例,按現(xiàn)有標準彩涂鋼板厚度是基板+鍍層的厚度,也就是05mm彩涂鋼板其基板厚度大約為0476mm,鍍層厚度為0024mm,涂層0.03mm沒有算在其中,因此,正常情況下,0.5mm寶鋼彩涂鋼板實際厚度大約為053mm還有就是材料的厚度負公差,由于彩涂鋼板廠的鋼卷都是卷狀交貨,負公差意味著鋼板變薄,就是說同樣重量的鋼板其使用面積提高,按產(chǎn)品標準來說,大的負公差可以達到材料厚度的10%。負公差意味著材料的設(shè)計余量被占用,對整體建筑物的抗風和雪載荷的能力下降,在極端天氣頻繁的今天其實很危險,近出現(xiàn)過多次的橋梁坍塌偷工減料)現(xiàn)象就很說明問題

不同地區(qū)寶鋼彩涂鋼板的選擇主要考慮的是當?shù)氐娘L雪載荷以及腐蝕環(huán)境。風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腐蝕,濕度低不容易形成腐蝕電池(即電化學回路晝夜溫差: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)的化學鍵,而不能使之斷裂。可見光賦予萬物豐室的色彩。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)的化學鍵,使其斷裂。這取決于UV的波長和物質(zhì)的化學鍵強度。X射線有穿透作用,y射線能使物質(zhì)化學鍵斷裂并產(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。風向和風速: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,因為風會導致連接部位松動,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)污染比較嚴重的區(qū)域(如發(fā)電廠、冶煉廠等)。

寶鋼PVDF彩鋼板類產(chǎn)品要求的涂膜更厚,因為要提供更長的使用年艱保證。對背面涂層的要求視用途而定,夾芯板只要求有層可粘結(jié)的底漆,而成型鋼板由于室內(nèi)腐蝕環(huán)境因此也要求涂兩層,厚度至少10um以上。
寶鋼彩涂板涂層顏色的選擇
對顏色的選擇主要是考慮與周圍環(huán)境的匹配和的愛好,但從使用技術(shù)角度講淺顏色涂料的顏料選擇余地大,可選擇耐久性優(yōu)越的無機顏料(如鈦白粉等),而且涂料的熱反射能力強(反射系數(shù)達到深色涂料的一倍)夏季涂層本身的溫度相對就低,這對涂層壽命延長是有益的。另外,即使涂層變色或粉化,淺顏色涂膜變化后與原顏色的反差小,對外觀的影響就不大。而深顏色(尤其是比較鮮艷的顏色)采用有機顏色的居多,遇索外線照射容易褪色,短的3個月就變顏色。對于彩色涂層鋼板來說,通常涂層和鋼板的受熱膨脹率不同,尤其是金屬基板和有機涂層的線膨脹系數(shù)差別較大當環(huán)境溫度發(fā)生變化時,基板和涂層結(jié)合界面就會發(fā)生膨脹或收縮應(yīng)力,如果不能適當釋放就會發(fā)生涂層龜裂。另外,在這里要說明兩點目前國內(nèi)市場上的選擇誤區(qū):其一就是國內(nèi)目前存在大量白色底漆。采用白色底漆的目的就是可以減少面漆的厚度,因為正常建筑用耐腐蝕底漆是黃綠色的(因此有鉻酸鍶顏料),必須有足夠的面漆厚度才能有好的遮蓋力。這樣,對耐腐蝕性是很危險的,先底漆耐腐蝕性差,再者面漆大大減薄,不足10微米。這樣的彩涂鋼板看上去光鮮,用不了兩年就會在不同地方產(chǎn)生腐蝕(切口、折彎加工處、膜下等)。其二就是建筑工程用彩涂鋼板同一工程采用不同廠商、不同批次的彩涂鋼板,在施工中看似顏色一致,但經(jīng)過幾年的太陽光照射后,不同涂層不同廠商的顏色變化趨勢不同,導致產(chǎn)生嚴重的色差,這樣的例子實在太多了。即使同一供應(yīng)商的產(chǎn)品,也強烈建議同一工程一次訂貨,因為不同批號有可能采用不同涂料供應(yīng)商的產(chǎn)品,增加了色差產(chǎn)生的可能性。
目前大量使用于建筑用彩涂的鍍層是熱鍍鋅和鍍鋁鋅,鍍層厚度越大,耐腐蝕性能越好。鍍層厚度主要是影響到彩涂鋼板的切口腐蝕性能,切口腐蝕是電化學腐蝕,影響因素有預(yù)處理層、底漆、基板厚度、鍍層厚度等。在正常情況下,預(yù)處理層和底漆相對比較固定,影響切口腐蝕性能的就是基板厚度及鍍層享度了,基板越薄,鍍層越厚,耐切口腐蝕的性能越好。關(guān)于這點,國際上有很多研究,目前比較公認的就是鋅比,即鍍層單面每平方米鍍層重量的克數(shù)/基板的厚度(以毫米計),認為鋅比≥100是有效防止彩涂鋼板切口腐蝕的保證。舉例說明:如果0.6mm的鋼板,其單面鍍鋅量就要達到60克/平方米。盡管鍍鋁鋅光板的耐腐蝕性能優(yōu)于熱鍍鋅,但對切匚腐蝕蔓延來說,鏵比也適用于熱鍍鋁鋅。至于鍍層選擇熱鍍純鋅還是熱鍍鋁鋅,則主要取決于使用環(huán)境的酸堿度。鋅和鋁均屬于兩性金屬,但它們在酸和堿中的表現(xiàn)還是有差別的,純鋅在堿性介質(zhì)中的表現(xiàn)優(yōu)于鋁鋅合金,在酸洗介質(zhì)中的表現(xiàn)則相反。因此,推薦相對酸性環(huán)境中采用鍍鋁鋅彩涂,相對堿性環(huán)境則采用熱鍍純鋅彩涂,根據(jù)使用經(jīng)驗,濕的木材、混凝土等不要長時間接觸鍍鋁鋅基板。
鋼種