装配式建筑钢结构用耐蚀钢材的腐蚀性研究及工程应用

• 作者: 范建文 孙国强 高勇刚 陈鹰 王启丞 董瀚
• 来源期刊: 钢结构
• 关键词: 装配式建筑钢结构 耐候钢 免涂装
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 科研|Research
• 页码范围: 52-57
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13206/j.gjgS20021001

摘要

装配式建筑钢结构具有节能、环保、资源可循环利用的特点,符合我国未来建筑发展方向.但普通钢材易受腐蚀,钢材表面防腐是目前钢结构设计中必须考虑的内容.由于防腐作业成本高,并且除锈产生粉尘,涂料有机化学物质、镀层金属对大气及土壤产生污染,是制约建筑钢结构发展的重要因素.故开发免涂装新型钢材,降低加工成本,减少环境污染,对于建筑钢结构发展具有重大意义.为此,在钢中添加Ni、Cr、Cu合金元素满足材料耐大气腐蚀性能要求,结合型钢轧制工艺特点,采用V微合金化,轧后冷却过程中V(C,N)弥散析出强化,研发了Q390级抗震耐候热轧H型钢(Q390NHD),采用周浸对比试验研究了其耐蚀性,分析了在大气中长期暴露的腐蚀问题,论证了耐候钢作为装配式建筑钢结构材料的可行性.Q390NHD级型钢的主要化学成分范围:m(C)≤0.12％,m(Si)≤0.50％,m(Mn)≤1.50％,0.20％≤m(Ni)≤0.65％,0.30％≤m(Cr)≤1.25％,0.20％≤m(Cu)≤0.55％,m(V)≤0.12％;力学性能:下屈服强度ReL在400 MPa以上,抗拉强度Rm在560～600 MPa之间,屈强比不大于0.80,短比例试样断后伸长率不小于25％,-20℃夏比冲击功不小于34 J/cm2,满足GB 50017—2017《钢结构设计标准》中采用抗震性能化设计的钢结构构件材料性能要求.72 h周浸试验中,Q390NHD钢的腐蚀速率为1.665 g/(m2·h),是普碳钢的47.0％,其耐蚀性是普通钢的2倍多,与09CuPCrNiA相当.参照ISO 11844-1:2006标准分析,Q390NHD型钢70 a的腐蚀厚度,若按照室内腐蚀性IC3级给出的腐蚀速率上限估算,总腐蚀量不超过0.031 mm;达到IC4级时,不超过0.3 mm;即使室内最严重腐蚀情况(IC5级),也不超过0.7 mm.因此,只要适当增加腐蚀裕量,在我国大部分地区,将Q390NHD钢应用于普通民用办公及住宅钢结构建筑中是可以免涂装的.