園林景觀(guān)中銹板景墻的技術(shù)研究

張 建 胡紹磊 李 冰 李明軍

中電建路橋集團(tuán)有限公司（100048）

1 項(xiàng)目概況

賈魯河綜合治理生態(tài)綠化工程二七區(qū)段位于鄭州市二七區(qū)南四環(huán)至二七區(qū)與中原區(qū)區(qū)界處，西側(cè)與航海路相接。在該二七區(qū)段的園林景觀(guān)中打造了古城墻博覽園，古城墻博覽園利用該區(qū)域獨(dú)特的常廟城墻遺址，設(shè)計(jì)藝術(shù)廣場(chǎng)、觀(guān)景亭、階梯體驗(yàn)古城墻等，并且大量采用青銅銹板，雕刻“賈魯河圖”歷史長(zhǎng)廊，渲染古遺址公園歷史古韻，讓人們穿梭在林蔭步道中，接觸歷史、感受歷史。

古城墻體驗(yàn)廣場(chǎng)位于河道右岸的中段，根據(jù)現(xiàn)狀地形設(shè)計(jì)臺(tái)地廣場(chǎng)，廣場(chǎng)上分層的景墻全部采用銹板材質(zhì)，結(jié)合綠化和樹(shù)池，形成序列性的大面積古樸風(fēng)格景觀(guān)， 把鄭州市的青銅文化展現(xiàn)到極致，其中賈魯河綜合治理生態(tài)綠化工程中二七區(qū)段的銹板大約為2 000 t。

2 銹板簡(jiǎn)介

銹板，即耐候鋼板，耐大氣腐蝕鋼，是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼。耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性。 其耐候性為普碳鋼的2～8 倍，涂裝性為普碳鋼的1.5～10倍。 同時(shí)，它具有耐銹、使構(gòu)件抗腐蝕、延壽、降耗、省工節(jié)能等特點(diǎn)，形成致密和附著性很強(qiáng)的保護(hù)膜，阻礙銹蝕往里擴(kuò)散和發(fā)展， 保護(hù)銹層下面的基體，以減緩其腐蝕速度。 在銹層和基體之間形成50～100 μm 厚的非晶態(tài)尖晶石型氧化物層， 這種氧化物層致密且與基體金屬黏附性好。致密氧化物層的存在，阻止了大氣中氧和水向鋼鐵基體滲入，減緩了銹蝕向鋼鐵材料縱深發(fā)展，大幅提高了鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。 耐候鋼的表面是一層銹紅色物質(zhì)，其手感粗糙且質(zhì)地特殊，使耐候鋼成為了一種具有吸引力的建筑外墻材料。 耐候鋼還能夠與防腐木及石材進(jìn)行完美的結(jié)合，能夠在冷與暖、粗糙與細(xì)膩、軟與硬的對(duì)比組合中，凝聚成多種豐富的設(shè)計(jì)語(yǔ)境[1]。 因此，在使用耐候鋼材料進(jìn)行園林設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 可以將其作為幾何造型塑雕和種植槽，進(jìn)行大門(mén)裝飾的構(gòu)建，能夠在強(qiáng)烈的對(duì)比中，彰顯出該園林的設(shè)計(jì)理念。

耐候鋼一般采用精料入爐→冶煉(轉(zhuǎn)爐、電爐→微合金化處理→吹氬→LF 精煉→低過(guò)熱度連鑄(喂入稀土絲)→控軋控冷等工藝路線(xiàn)。 在冶煉時(shí)，廢鋼隨爐料一起加入爐內(nèi)，按常規(guī)工藝冶煉，出鋼后加入脫氧劑及合金，鋼水經(jīng)吹氬處理后，隨即進(jìn)行澆鑄，吹氬調(diào)溫后的鋼水經(jīng)連鑄機(jī)鑄成板坯。 由于鋼中加入稀土元素，耐候鋼得到凈化，夾雜物含量大為減少。

3 景墻施工中銹板技術(shù)研究

3.1 鋼板制作

本工程中耐候鋼板的安裝采用工廠(chǎng)加工制作成標(biāo)準(zhǔn)板塊、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方式。 鋼板的安裝基本采用承插式， 因此前期三維模型中的耐候鋼板的分割、排版工作顯得尤為重要。 工廠(chǎng)加工而成的耐候鋼板標(biāo)準(zhǔn)塊的精度必須得到滿(mǎn)足， 否則現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，會(huì)出現(xiàn)板塊之間無(wú)法合攏的現(xiàn)象。

耐候板拋丸除銹達(dá)到Sa2.5 級(jí)， 耐候板矯平精度在0.4%以?xún)?nèi)，并杜絕硬角變形。 材料激光切割精度控制在0.3 mm 以?xún)?nèi)， 對(duì)角尺寸控制在1 mm 以?xún)?nèi)，U 形精折件精度控制在0.5 mm 以?xún)?nèi)，長(zhǎng)度方向只允許負(fù)公差， 耐候鋼板焊接后不平度允許差在0.6%以?xún)?nèi)，成品包裝要求墊平，避免出現(xiàn)二次變形。

3.1.1 采用最新激光切割技術(shù)

鋼板景墻工程造型復(fù)雜且加工精度要求高，要求以mm 為單位，盡量保證誤差在0.5 mm 以?xún)?nèi)。 為滿(mǎn)足鋼板連接部位的切割質(zhì)量，必須使用激光切割。激光切割無(wú)切削力，加工無(wú)變形。 景墻復(fù)雜造型，可以用激光一次精密快速成形切割，其切縫窄，切割質(zhì)量良好。

3.1.2 景墻墻身安裝

景墻墻身為耐候板整體造型，該造型需要向廠(chǎng)家定制進(jìn)行安裝。 產(chǎn)品嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，保證質(zhì)量，并且安裝要求高，誤差在10 mm 以?xún)?nèi)。角鋼焊接前應(yīng)對(duì)有變形的角鋼進(jìn)行矯正，矯正后的鋼材表面不應(yīng)有明顯的凹面、損傷，劃痕深度不得大于0.5 mm。 焊接按要求滿(mǎn)焊。 施焊前，焊工應(yīng)檢查焊件部位的組裝和表面清理質(zhì)量，如不符合要求，應(yīng)修磨補(bǔ)焊合格后方可施焊。

綜合考慮景觀(guān)效果，鋼板與鋼板之間點(diǎn)焊，焊點(diǎn)為1 cm，間距20 cm，焊接時(shí)焊點(diǎn)要求平滑、美觀(guān)，不影響景觀(guān)效果，不得有氣孔、夾渣、凸起等。

3.2 耐候鋼做銹處理

耐候鋼板安裝完成后需要將焊接的位置進(jìn)行拋光打磨，首先用砂輪片把制作作品的焊縫和多余的地方磨平，使耐候鋼板（內(nèi)板）表面平整光潔。

耐候鋼板安裝完成后，為加快達(dá)到想要的景觀(guān)效果（即顏色）需加速耐候鋼表面銹層穩(wěn)定化的噴液處理，其步驟如下：將鋼基體表面通過(guò)噴丸或酸洗去除表面氧化皮；配制耐候鋼表面處理劑，將重量百分 比 為0.1%～3%NaCl、0.3%～3%FeSO4、0.1%～3%CuSO4和0.3%～3%NaHSO3與水混合在一起倒入桶內(nèi)，攪拌均勻至溶液呈天藍(lán)色，得到耐候鋼表面處理劑（也可以采購(gòu)成品生銹劑，生銹劑比例按照1：100 進(jìn)行調(diào)配，也可以根據(jù)情況適當(dāng)將比例提高）。

將配好的耐候鋼表面處理劑注入噴霧器內(nèi)，均勻地在鋼表面噴淋3～5 s 至鋼表面變成棕色。 噴淋完一次后，讓鋼表面自然干燥，此時(shí)用吸水材料吸掉鋼結(jié)構(gòu)下部殘積的處理液，以保證上、下部的干燥時(shí)間一致。 待鋼結(jié)構(gòu)干燥后，重復(fù)噴淋2 次，以保證耐候鋼表面生成一層均勻而致密的銹層[2]。 耐候鋼板的耐腐蝕性強(qiáng)，在自然環(huán)境下，一般從全新鋼板到生成具有穩(wěn)定、致密的銹紅色保護(hù)層需要1～2 年的時(shí)間，對(duì)于部分干燥地區(qū)還可能更長(zhǎng)。即使要生成簡(jiǎn)單均勻銹黃色， 也需要1 個(gè)月左右。 在這個(gè)過(guò)程中， 構(gòu)件的顏色會(huì)發(fā)生不可控的、 從藍(lán)黑色到橙紅色，再到銹紅色，最后紅褐的，不均勻的變化過(guò)程。

3.3 銹跡固化處理

通過(guò)對(duì)耐候鋼銹板面層采用溶液安定化處理，耐候鋼銹跡固化， 以防止耐候鋼表面銹液流失、變色。 該處理溶液成分組成見(jiàn)表1。

表1 溶液成分組成

按配比要求以水為溶劑添加混合后，制成銹層穩(wěn)定化處理溶液，采用pH 試紙對(duì)溶液進(jìn)行檢測(cè)，將pH 值調(diào)整為3.0，使用電動(dòng)噴霧器將處理液均勻噴灑在銹層表面，待處理液干燥后，再?lài)姙? 遍水，可促進(jìn)銹液中羥基氧化鐵形成，提高鋼板面層銹液固化速率，提升鋼板銹層穩(wěn)定性，防止銹液流掛，其使用壽命在70 年以上。

銹跡安定化處理完成后，在焊縫表面二次涂抹一遍耐候膠，使之形成抗氧化保護(hù)膜，可有效防止焊縫銹蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活水平的不斷提高，耐候鋼板在景觀(guān)園林中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 鑒于此，通過(guò)結(jié)合本項(xiàng)目在園林景觀(guān)工程中總結(jié)的施工經(jīng)驗(yàn)，將景墻中銹板的加工、安裝和做銹等技術(shù)提煉出來(lái)，供大家參考，并降低施工成本，提升園林景觀(guān)整體建設(shè)水平。