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钛在我国建筑领域的应用

 1 前言

众所周之,日本是首先将钛应用于建筑物的国家,也是在建筑物上用钛最多的国家。而我国建筑业用钛在2000年初的时候还处在起步阶段,钛仅在装饰方面有所应用,总量还不超过10t[1]。不过,近年来随着杭州大剧院用钛的开始,钛材也逐步走进我国建筑业,开始大放异彩。
本文首先简要分析了钛材作为新型建材的特性,然后介绍了我国建筑领域用钛的概况,接着总结了我国建筑用钛的特点和不足之处,最后展望钛建材的应用前景。

2 钛建材的特性

钛金属在建材上的应用以纯钛为主,主要是由于钛拥有其他金属不可比拟的高耐蚀性、轻量性、耐久性、时尚性。正是因为这些特性,钛建材才受到了建筑师们的青睐。

2.1轻量化与高安全系数

钛的密度很小,为4.5kg/cm³,仅为钢的57%,铜的50%,铝的1.7倍,但与钢的强度相仿。因此,钛材作为建筑构件可以大大减轻结构物重量,易于吊运和安装,能减少主体结构承重,降低建筑物重心,提高建筑物整体抗震能力。

2.2低热膨胀系数

钛的热膨胀系数为9.0×10-6/℃,约为不锈钢的50%,铝的30%,与传统建筑材料玻璃、混凝土、砖、水泥、石头的膨胀系数相近,适宜与传统建材共融。在施工时,钛金属可作为整体大面积使用,且无需留伸缩缝来补偿热胀冷缩。

2.3耐蚀性

钛具有良好的耐蚀性。它能承受城市污染、酸雨、海洋环境、工业辐射、火山灰等侵蚀性的大气条件,特别适合在海洋性气候环境和工业化地区使用。

2.4表面加工性能好

钛材通过喷丸、喷砂、压纹等方法能够得到不同的表面形态。另外,通过大气氧化法、阳极氧化法、化学氧化法等可以使钛材表面变幻出多种颜色和图案,满足人们对艺术性的追求。

2.5长久使用性

钛的耐蚀性使其不像不锈钢、铝建材过十年左右就要进行维修和维护。虽然钛的加工和安装成本比不锈钢要高一些,但其使用寿命长,从长期成本来看,钛建材是最经济的。

2.6良好的加工、焊接性

Ti易加工成薄板材,且不易变形,焊接性能好。标准的金属成型工具、加工方法和技术都适用于剪切、成型、机加和Ti的联结。钛材能够采用通用的TIG焊接工艺进行组建之间的连接,而且钛材可自我恢复的氧化膜可以防止焊接受到破坏。

2.7钛印象性

钛是一种银灰色的金属,在常温下始终保持本身色调。寺院经常会选用钛材做屋顶,其中一个重要的原因也是由于钛屋顶给人以古朴、端庄、大气的印象。另外,近年来日本一些私人建筑如住宅、茶室等也采用了钛建材,这无不跟钛给人高贵、低调、柔和、平静的印象有关。

2.8环保性

钛无毒,不会分解出金属离子进入地下水,可以被100%回收,对环境无污染。钛的热传导系数与不锈钢相当,是铝合金的1/8、铜合金的1/20,具有维持建筑物温度之效果,是难得的绿色环保材料。

3我国建筑领域用钛概况

中国建筑领域用钛还处于起步阶段,钛真正进入建筑业大面积应用也只有10年时间。虽然时间不长,但钛材的特性在我国建筑业仍得到了淋漓尽致的发挥。


……

4.3基本依赖进口。

80年代中期以来,宝钛集团虽陆陆续续制作了一些钛模型及雕塑,其中也不乏如“海豚与人”的精美作品。但以国家大剧院为首的杭州大剧院、合肥大剧院等建筑物开始大量采用钛材以来,令人扼腕的是这些建筑物采用的钛材基本上都是从日本进口的,如新日本制铁公司、三菱化工公司、神户制钢公司等,而并未采用国内钛材加工企业的产品。面对用钛量如此之大的建筑物,我国钛材加工商却痛失良机,这不得不引起钛业人员的反省。不过,未来短时间内我国高端钛建材基本依赖进口的状况还难以改变。

5未来钛建材展望

我国和日本都有着漫长的海岸线,滨海建筑受海洋气候的影响较大,腐蚀严重。此外,大气污染和酸雨危害也腐蚀着建筑物。而且,我国和日本都拥有众多古建筑,与古时的瓦砾、以及近现代的铜、铝屋顶相比,钛屋顶能够更好的保护古建筑不受腐蚀,使祖辈们遗留下的宝贵物质遗产能够更好地传承下去。

面对蓬勃兴起的钛建筑,我国钛企也感到了压力。作为国内最大的钛加工材企业,宝钛集团已经积极着手钛建材的开发,并在钛金色大晶粒板的制作方面取得了一定成果[6]。加快钛建材的研发力度和速度,开发钛建材品种,降低生产成本已经迫在眉睫。只有这样,我国钛企才会在今后的钛建材领域占有一席之地。

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-858086-1.html

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