合理的選材不僅可以滿足使用要求,而且可以大限度地降低成本。如果選材不當(dāng),其結(jié)果可能是材料性能超過(guò)了使用要求,造成不必要的浪費(fèi),也可能是達(dá)不到使用要求,造成降級(jí)或無(wú)法使用。因此,用戶應(yīng)高度重視合理選材的重要性,必要時(shí)請(qǐng)與我們聯(lián)系。彩涂板的選擇主要指力學(xué)性能、基板類型(鍍層種類和鍍層重量、正面涂層性能和涂層性能的選擇。用途、環(huán)境腐蝕性、使用壽命、耐久性、加工方式和變形程度等是選材時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。
力學(xué)性能、基板類型和鍍層重量的選擇
力學(xué)性能主要依據(jù)用途、加工方式和變形程度等因素進(jìn)行選擇。例如,建筑物的屋面板通常不承重,且加工時(shí)變形不復(fù)雜,通常選用TDC51D即可。對(duì)于變形程度比較大的零件,應(yīng)選擇TDC52D、TDC53D這樣成形性好的材料。而對(duì)于有承重要求的構(gòu)件,就應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的結(jié)構(gòu)鋼,如TS280GD、TS350GD等。彩涂板常用的加工方式有剪切

國(guó)內(nèi)彩涂鋼板選擇上用戶相對(duì)不關(guān)心的就是鋼種。因?yàn)閲?guó)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?yàn)樗麄儾少?gòu)來(lái)的熱軋板還是軋硬卷基本就是一個(gè)鋼種},有些有熱鋅產(chǎn)線的彩涂鋼板廠試圖通過(guò)熱鍍鋅退火來(lái)生產(chǎn)全硬鋼(S550}或高強(qiáng)鋼(S350等),但難度很大,因?yàn)樗麄儗?duì)基板的質(zhì)量、化學(xué)成分無(wú)法控制,因此,質(zhì)量穩(wěn)定性就差、穩(wěn)定性差導(dǎo)致性能波動(dòng)大,性能波動(dòng)大會(huì)引起壓型板板材變差對(duì)建筑物來(lái)說(shuō),承載重量(風(fēng)載荷、雪載荷、施工人員和機(jī)械)、建筑物的跨度、櫬距的設(shè)計(jì)等都依賴于鋼板的強(qiáng)度,對(duì)于建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)用彩涂和鍍鋁鋅板來(lái)說(shuō),國(guó)外均有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)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(jí))、DQ(一般沖壓用)、HsS(高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼)、FH(全硬鋼).
CQ(普通商用級(jí)):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(qiáng)度在260-320MPa之間。經(jīng)彩涂后如基板是鋁鋼,終強(qiáng)度會(huì)有所提高,同時(shí)伴隨著延伸率的劣化。這種鋼的抗拉強(qiáng)度在350-40MPa之間,相對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼來(lái)說(shuō),其屈強(qiáng)比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(duì)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(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼):按歐標(biāo)HSS可分成4-5種不同強(qiáng)度的鋼種,但由于普通CQ級(jí)材料已經(jīng)能夠取代低強(qiáng)度的HSS鋼,因此,市場(chǎng)上用得較多的是屈服強(qiáng)度280MPa和345MPa的鋼種,寶鋼所生產(chǎn)的TS280GD和TS350GD就是這兩個(gè)鋼種。與普通CQ相比,HSS鋼有幾大優(yōu)勢(shì):
1、由于屈強(qiáng)比較低因此該鋼種的耐火及抗震性好;
2、對(duì)較厚的鋼板,它可以制造大跨度拱型板;3、對(duì)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。
FH(全硬鋼);是通過(guò)控制退火溫度來(lái)提高鋼板屈服強(qiáng)度的一類鋼種,按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn),屈服強(qiáng)度≥550MPa,抗拉強(qiáng)度≥570MPa。這類材料強(qiáng)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(guó)爭(zhēng)先研究開(kāi)發(fā)的鋼種。對(duì)強(qiáng)度高又要求延伸率好的材料,在國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中也有描述。采用HSLA(低合金高強(qiáng)度)在煉鋼時(shí)加入強(qiáng)化合金元素,但由于強(qiáng)度高在鋼鐵廠進(jìn)行軋制時(shí)加大壓下率就有限制,因此作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的較薄的彩涂板很少采用HSLA鋼種(另一缺點(diǎn)是成本高)。
根據(jù)寶鋼多年的鋼種使用經(jīng)驗(yàn),為了保證彩涂鋼板終產(chǎn)品的板型,鋼板的強(qiáng)度等級(jí)、壓型鋼板的板型以及加工機(jī)器等密切相關(guān)。總的來(lái)說(shuō),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(lái)說(shuō),淺波板的板型優(yōu)于高波板。對(duì)鋼板強(qiáng)度來(lái)說(shuō),強(qiáng)度越大,加工后的板型變差的趨勢(shì)越明顯。高強(qiáng)鋼的板型相對(duì)較差還有另外一個(gè)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(lái)提高材料的屈服強(qiáng)度,這樣就會(huì)導(dǎo)致鋼板寬度方向上力學(xué)性能的不均衡原因就是整個(gè)寬度方向帶鋼溫度是不均勻的,溫度下降可能導(dǎo)致部分部位溫度低于鋼板再結(jié)晶退火溫度。

寶鋼彩涂鋼板的選擇主要是對(duì)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(duì)彩涂鋼板供應(yīng)廠商來(lái)說(shuō),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(qiáng)度、屈服強(qiáng)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(jì),既能滿足建筑物的安全系數(shù)又能降低工程造價(jià)。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(yàn)對(duì)彩涂鋼板的選擇作一個(gè)簡(jiǎn)要的推薦和介紹:
■環(huán)境對(duì)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(shì)中描述)。而定量描述一個(gè)地區(qū)的腐蝕環(huán)境相對(duì)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(huì)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(huì)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(shí)間和日照強(qiáng)度:太陽(yáng)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(jiàn)光、紅外線、微波和無(wú)線電波。微波和無(wú)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?jiàn)光賦予萬(wàn)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(yáng)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(zhǎng)和物質(zhì)的化學(xué)鍵強(qiáng)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(duì)有機(jī)物都是致命的,幸虧太陽(yáng)光中這些射線很少。因此,從上面看出,日照時(shí)間和強(qiáng)度影響涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,尤其是紫外線強(qiáng)烈的地區(qū)。降雨量和降雨的酸度:降雨酸度大肯定對(duì)耐腐蝕是不利的,但陷雨量則有雙重作用,對(duì)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(duì)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(lái),它對(duì)于材料的連接部位是一個(gè)考驗(yàn),因?yàn)轱L(fēng)會(huì)導(dǎo)致連接部位松動(dòng),雨水會(huì)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(duì)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)。

寶鋼彩鋼卷相對(duì)酸洗環(huán)境選擇鍍鋁鋅基板,相對(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)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(cuò)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(qiáng)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(duì)坡度比較小的屋面,直接采用鍍鋁鋅光板,又經(jīng)濟(jì)又實(shí)用鋼種的選擇和板型及鋼板厚度有關(guān)采用高強(qiáng)鋼在同樣的荷載情況下可以減少鋼板厚度或采用相對(duì)更淺的板型,可以減少材料的使用量。
無(wú)論是建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),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(guó)相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),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(guò)30億噸)。而我國(guó)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(huì)主要的抓手。美國(guó)在這方面比較,早在2005年美國(guó)就簽暑過(guò)能源政策,其中第1332和133條款對(duì)節(jié)能建筑給以稅收上的優(yōu)惠政策。
美國(guó)還有很多和民間機(jī)構(gòu)在推進(jìn)這項(xiàng)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(guó)家在前幾年也了綠色建筑評(píng)價(jià)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(qiáng)度方向發(fā)展,高強(qiáng)度、薄規(guī)格彩涂鋼板是整個(gè)彩涂鋼板的發(fā)展趨勢(shì)。鋼板強(qiáng)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(wú)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(qiáng)度提高可以用低波度的壓型鋼板來(lái)達(dá)到低強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度提高可以革命性地使用鋼板的強(qiáng)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(qiáng)度提高減少材料使用的同時(shí)也減少建筑物的自重,使建筑物重心下移。因此,可以說(shuō)提高鋼板強(qiáng)度有百利而無(wú)一害,當(dāng)然,在我們國(guó)家大量推廣高
強(qiáng)鋼在彩涂行業(yè)的使用還有大量工作要做,如開(kāi)發(fā)適合高強(qiáng)鋼的壓型機(jī),設(shè)計(jì)規(guī)范的修改等。
在提高鋼板強(qiáng)度的同時(shí)也要求降低鋼板的屈強(qiáng)比(服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度),因?yàn)榍鼜?qiáng)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(qiáng)比要求。當(dāng)然,與熱軋結(jié)構(gòu)鋼來(lái)比,彩涂鋼板的屈強(qiáng)比不可能達(dá)到0.6,目前也就是085左右,但我們堅(jiān)信,這是個(gè)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(gè)彩涂鋼板的耐腐蝕性能,相信也是下一步基板的趨勢(shì)。