コルテン鋼について知っておくべきことすべて: ウェザリング鋼革命

風化鋼とも呼ばれるコルテン鋼は、建築、建設、造園において現代を変革しました。錆びた外観と可能な限り最高の耐久性基準によって際立っているコルテン鋼の風化した外観は、最も過酷な環境攻撃に対して硬化するための頑丈な材料の性質を備えた独特の選択肢です。この記事では、その化学的特性からさまざまな業界にわたる数多くの用途に至るまで、コルテン鋼の畏敬の念を抱かせる世界を掘り下げています。あなたは大胆で持続可能な材料をデザインに取り入れようとしている建築家ですか?それとも、単にその優れた風化挙動の背後にある科学を知りたいと考えている興味のある観客ですか?このガイドは、エンジニアリングとデザインにおける革命的な革新としてのコルテン鋼について啓発することを目的としています。.

コルテン鋼とは?

COR-TENとして知られる特許取得済みの鋼製法は、その組成により、その分解方法により高い装飾品質を提供する合金鋼です。通常の鋼は、耐候性があるため、水と空気にさらされると酸化しますが、耐候性鋼は所定の期間後に腐食し始め、酸化膜が「保護」として表面を覆います。建築、建設、屋外のデザインに関しては、環境にさらされると長年にわたって得られる、頑丈で長持ちし、見た目にも美しい性質により、コルテンが好まれています。.

化学組成の理解

コルテン鋼のそれらの特性は、その化学的要素によるものです。 、銅、クロム、ニッケル、リンなどのいくつかの要素を含む材料。これらの要素により、材料のコルテンは非常に耐食性があります。銅の緑青は、表面を迅速に保護するため、表面が錆のさらなる拡散を防ぎます。一方、クロムは材料に強度を提供します。ニッケルは、その酸化層が厚くなって鋼と接着結合を形成するため不可欠です。リンは特に、鋼の下部合金バージョンの風化を促進するのに役立ちます。コルテン鋼の組成は、特定の経年変化パターンと鋼の外観を達成するためにバランスが取れています。.

いくつかの統計は、これらの元素がコルテン鋼の種類またはブランドに応じて異なる割合で存在することを示しています (例えば、ASTM A588、A606 など)。 ASTM A588 には、例えば、0.4-0.6 パーセントの銅、0.5-1.25 パーセントのクロム、0.4 パーセントのニッケル、および約0.04 パーセントのリンが含まれる場合があります。これらの構造物質は、コルテン鋼を、剛性、メンテナンスの軽減、美しさが必要な屋外において最も好まれる材料にする原因となっています。.

コルテン鋼の作り方

材料コルテンは、鉄などの原材料を炭素や銅、クロム、ニッケルなどのさまざまな合金元素とともに電気アーク炉で加熱し、その後、同様の混合物をスラブまたはシートの形で鋳造することによって行われます。風化した緑色は、時間の経過とともに保護される青銅色と茶色の錆びです。.

コルテンとレギュラー炭素鋼の違い

コルテン鋼と炭素鋼の材料は、耐食性、組成、コスト、外観、用途などのさまざまなレベルを備えています。.

コルテン鋼の利点

耐食性: なぜそれが重要なのか

腐食に耐える材料の能力は、気象要素と荒れた環境条件と直接接触しているときに非常に重要である。 「耐食性建築材料」の検索ボリュームが、増加の両方を示す、過去1 年間で20 %以上上昇していることを明らかにし、このような材料のための緊急の需要の増加と、材料の厚さを減少させる通常の鋼とは異なり、コルテン鋼は、材料のさらなる劣化を抑制する錆緑青で錆層を形成する この保護戦略のメンテナンスコストは非常に低く、その上に構築された構造は、長期間にわたって持続し、橋、地下室、記念碑のための非常に魅力的な高さフィッティングのすべての種類の異なる気象パターンにさらされている保守的な炭素鋼の場合のように、塗料やメンテナンスを使用せずに腐食に対するその抵抗は、環境だけでなく、平均的な建設経済にも有益です。.

保護緑青: ユニークな機能

1. T彼は鋼の緑青は耐食性を持っています: 他の従来の鋼材と比較して、腐食を完全にまたは最小限に抑えます。.
2. 自己治癒特性: 緑青は損傷した領域で再生し、成長し続けるため、材料が保護されます。.
3. メンテナンス要件が低い: 材料の再塗装と処理は面倒ですが、これらすべてのコストを無視するために緑青を使用することで回避できます。.
4. 天候適応性: これは、さまざまな気候下でも優れた性能を発揮できることを意味し、これにより耐用年数が長くなります。.
5. エステティック アピール: 錆びた色が多い天然仕上げの緑青は、この素材の利点の 1 つです。.
6. 持続可能性: これにより、材料のコルテンよりも少ない余分な塗料やコーティングの使用が排除され、グリーン デザインのアプローチが満たされます。.
7. 経済効率: 構造的な枠組みのコストにもかかわらず、修繕費と代替費の削減がインセンティブとなります。.

長期的な耐久性と強度

風化鋼は、日本の化学組成で形成された特性により、長寿命と安定した鋼種という利点があります。この鋼種は、受動的クロム酸塩と銅、ニッケルを含む合金添加物で修飾されており、安定した層、つまり緑青を形成し、腐食から保護します。その結果、この利点は、y 因子が増加し、適度な湿気と大気汚染を伴う都市または田舎のいずれかの条件にさらされたときに、リングを対象としたいくつかのユニットの居住にまで及びます。.

それはインフラストラクチャーになると風化鋼の使用のレベルに線を引く場所についての質問の上昇がありました. それは確かに、建設がそのような材料を使用することを許可されている限り、コルテンと摩耗はかなり長い期間行われ、深刻な介入が必要とされる前に、100 年までさえ建設が可能であることがわかりました.これは、適切に材料の耐久性の評価だけでなく、多くの人によってその使用の背後にある推論をサポートしています, それは、橋などの長期的な目標のために比較的安価であるとして、, 建物のファサード, などそれでも設計への注意, 環境の評価, でも、長年の使用のために最大限の耐久性と有効性を得るために必要です。.

コルテン鋼の種類とその用途

Corten A と Corten B: 主な違い

コルテン A とコルテン B は、その化学組成、機械的特性、および用途により主に異なります。材料のコルテン A は、腐食を改善するために組成中に高い割合のリンを含んでいますが、コルテン B は比較的高い引張強度を持っています。構造的に頑丈なコンポーネント。.

A606 および A588: 特殊な鋼板およびプレート

A606 およびA588 は、合金含有量が少なく降伏強度が高い耐候性鋼板および板材です。耐食性と耐久性があるため、橋や建物の構造用途に適しています。.

用途: コルテン鋼を使用する場所と理由

• ブリッジズ: コルテン鋼はその堅牢性と自然耐食性を考慮して、あまりメンテナンスを必要としないため、橋の建設にある程度の関心を集めています。.
• 構造: エレガントで風化した外観は、壁や外装材、現代建築の装飾品を覆うのに最適な代替品となっています。.
• アートとインスタレーション: コルテン鋼の酸化は、反応性と古風な美的魅力も加え、元素を含むすべての芸術作品に優れた特徴を与えます。.
• 輸送とコンテナ: コルテン鋼は過酷な条件にも耐えられるため、貨物コンテナやその他の輸送製品の製造にも使用されています。.
• 構造システム: コルテン鋼は、耐久性と強度が必要な擁壁やその他の同様のケースなど、景観建設やインフラにも応用されています。.
• 屋外装飾: ベンチ、鉢植え、屋外照明に関しては、コルテン鋼の耐候性が不可欠であることが証明されています。.

風化のプロセスとメンテナンス

コルテン鋼がどのように保護層を形成するか

コルテン鋼は、時間の経過とともに錆びた外観を発達させる鋼の独特の形態であり、この錆びた外観は保護層として機能します。前述したように、緑青コーティングの制御された現像だけでは十分ではありません。鋼の外側は、水と空気にさらされると酸化層を形成します。鋼上の通常の錆びとは対照的に、この層は酸素と水を通さないため、さらなる錆びや酸化を許さず、材料の内部に到達することを目指しています。コルテン鋼のこの特性により、この材料は、より長期間放置する必要があるこのような作業環境では非常に役立ちます。.

要素にさらされる: 何を期待するか

コルテン鋼は、その組成により、外部条件にさらされると自然に進行することを可能にする独特の特性を持っています。初期段階では、オレンジがかった茶色の酸化物コーティングを形成し始めますが、その外観は地域に存在する水分と雨のレベルに依存します。数か月後、この変化は落ち着き、鉄の上面上の非腐食性の暗く一貫した層になります。風化が起こる速度は、錆のより速い発達を引き起こす可能性があるため、構造内に含まれる水中の塩の存在または他の汚染物質に依存します。モニタリングは、鋼がその特定の環境で物理的な構造の外観を維持しながら、その目的を確実に果たせるようにするための取り組みにおける制御活動である可能性があります。.

コルテン鋼構造のメンテナンスのヒント

• チューンアップ: チューンナップチェックリストを保持する ー それは錆に対処するのに役立ちます 保護的な種類の緑青の出現のペースに注意を払い、要素による損傷をチェックしてください。.
• 長時間水にさらさないでください: 緑青の形成が妨げられ、構造腐食を引き起こす可能性があるため、構築された要素が長期間溜まった水や過剰な湿気の状態にならないようにしてください。.
• 錆形成制御: 塩は緑青のレベルを高めるだけでなく、腐食の形成も促進するため、塩水や氷塩や除氷塩のある場所に鋼を保管しないでください。.
• 化学物質への曝露を減らす: 材料の特性における化学物質やその他の汚染の存在を最小限に抑えます。.
• 自然通気口を許可する: 構造を認定し、湿気を避けるためにあらゆる濃度の緑青に空気がアクセスできるようにします。.
• 接触面を片付ける: きれいな周期的な接触面。下向きに飛んでくる粒子が緑青に向かって表面を汚す傾向があります。.
• 耐候性コーティング: 必要に応じて、追加の保護、適切な耐候性鋼コーティングを使用することができ、緑青プロセスを完全にブロックしないタイプのものでなければなりません。.
• 構造変更の場合に積極的な手順を実行します: いずれの場合も、切断、溶接、新しい要素の追加が予想される部品を構築する場合は、書面による例に従ってください。.

プロジェクトにコルテン鋼を選択する

コルテン鋼を使用する前に考慮すべき要素

• セミドライ条件: 材料のコルテンは、湿潤と乾燥が交互に行われる領域でのみ最高のパフォーマンスを発揮できます。湿った環境に継続的にさらされると、緑青の発達が悪くなったり、材料が急速に腐食したりする可能性が残ります。.
• メンテナンスのレベル: コルテン鋼は限られたケアしか必要としませんが、緑青の形成速度や不規則な風化を制御し、構造的損傷を十分に早期に修正するには、定期的な検査と洗浄を実行することが不可欠です。.
• 長年にわたる美的結果: Cオルテン鋼は、その外観が時間との関係で変化を起こす刺激的な素材です。色や適用されるテクスチャの望ましいデザインが、プロジェクト ベース全体に対して望むものであることを確認してください。.
• 物理的な限界: 材料の風化の側面がプログラムの活動、特に負荷の面で要求の厳しい活動に十分であるかどうかを判断します。.
• 他の材料とのインターフェース: 特にコルテン鋼を他の金属や吸収性表面と併用する場合、染色および/またはガルバニック腐食のリスクを判断します。.
• 財務と財務分析: 保護コーティング、処理、またはカスタムメイドの部品にかかる追加費用など、他の材料とは対照的にコルテン鋼の費用を比較検討します。.
• 法制化の問題: コルテン鋼の使用を決定する前に、現地の建築法、環境制限、安全対策を確認してください。.
• 持続可能性レベル: コルテン鋼は、その強度と再利用能力を考慮すると、持続可能な建設の選択として測定できます。それがプロジェクトの持続可能な目標に適合しているかどうかを確認します。.
• 締め切り: T表面に緑青を蓄積するプロセスは、主に気候に依存するため、一夜にして起こるものではありません。鋼が自然に仕上げられるまでにかかる時間や、プロセスを早めるために化学処理が適用されるかどうかなど、プロジェクトのさまざまな側面に必要な期間を考慮してください。.
• 特殊スキルセット: コルテン鋼の特性、溶接、取り付けは他の種類の鋼とは大きく異なるため、コルテン鋼を扱う適切な専門家を見つけてください。.

コルテン鋼と他の合金の比較

材料としてのコルテン鋼は、耐久性、耐食性、コストの点で、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、その他の耐発破鋼(たとえば、S355JOW、S355JOWP、さらには S355J2W など)などの他の材料と比較されています。そして美的魅力。.

コスト分析: Corten Steel にはそれだけの価値がありますか?

コルテン鋼は、プロジェクトの目的や優先順位によってメリットが得られる材料です。 、前述の代替材料よりも高価です; しかし、メンテナンスコスト、強度、耐食性の削減は通常、余分なコストを補います。それとは別に、建設や造園工事で望ましい粗くて自然な外観のため、見た目も美しいです。最小限の管理で長期的な解決策に重点を置くプロジェクトでは、短期的には支出が高くなりますが、コルテン鋼は年々経済的になる場合があります。一方、コスト削減が不可欠なプロジェクトでは、基礎鋼などのより安価なオプションが好まれる場合があります。.

よくある質問 (FAQ)

Q: コルテン鋼の意味は何ですか?

A: コルテン鋼は塗装を必要としない耐候性鋼と考えられています。何年にもわたって天候にさらされた結果、錆のような外観が形成され、この錆層は、合金化された成分により、従来の炭素鋼よりも優れた耐食性と引張強度に変換されます。.

Q: Cortenの鋼鉄の準備はどのように行われますか?

A: Corten Steel は、通常の炭素鋼よりも大気腐食に対する耐性を高めるために、クロム、銅、ニッケルと合金化された鋼合金のグループから製造されています。.

Q: Corten Weathering Steel を使用するいくつかの特性と利点は何ですか?

A: コルテン風化鋼鉄のこれらの特性そして利点は保護として機能し、錆のより深い浸透を防ぐ薄い錆のような層の風化による形成です; 従って、絵画は必要とされませんまた錆終わりは設計鋼鉄に似させますよりよい耐食性および引張強さがあります。.

Q: なぜコルテン鋼は耐候性鋼とも呼ばれますか?

A: 風雨にさらされると風化して保護錆層を形成できるため、Corten Steel は耐久性が高まり、時間の経過とともにメンテナンスの必要性が少なくなります。.

Q: コルテン鋼の一般的な用途は何ですか?

A: Corten Steel は、橋、建物のファサード、彫刻、大気腐食に対する耐性や美的魅力が評価されるその他の構造物などの典型的な屋外状況で使用されます。.

Q: コルテン鋼はメンテナンスが必要ですか?

A: 他の鋼種と比較して、Corten Steel はメンテナンスを非常に最小限に抑える必要があります。表面レベルで錆びるように設計されており、さらなる腐食を防ぐ保護層を形成します。.

Q: 1 つはCortenの鋼鉄を塗ってもいいですか?

A: 設計は塗られる必要性がないCortenの鋼鉄を告げるが、それは実際に望めば塗られるかもしれません。 、しかし、ペイントが独特な錆の外観を覆い、耐食性の特性のいくつかを打ち消すので欲望は役に立たない。.

Q: Cortenの鋼鉄のためのASTMの指定は何ですか?

A: コルテン鋼の ASTM 仕様には、大気腐食に対する耐性と引張強度が向上した熱間圧延および冷間圧延されたシートおよび鋼板製品をカバーする仕様である A606-4 鋼が含まれます。.

Q: コルテン鋼を使用する場合、どのような環境上の懸念を考慮する必要がありますか?

A: Corten Steel の真の錆びた緑青は、有害な塗料やコーティングが必要ないため、より環境に優しいです。その寿命が長いということは、長期的には他の鋼材の使用よりも使用される資源が少ないことを意味します。.

参照ソース

1. 材料強度の劣化を含む Corten-Dolan モデル。.

• 著者: Xu Xu、Qiwen Xue、Yiqian He
• ジャーナル: 固体の力学
• 発行日: 2021年12月8日
• サイテーショントークン: (Xu et al., 2021a, pp. 149 {162; 2021b, pp. 149 {162)
• 概要: この研究には、材料強度の劣化を考慮したCorten-Dolanモデルが含まれています 著者らは、構造用途における材料劣化を考慮する必要性を強調しながら、さまざまな荷重条件下でのCorten鋼の機械的挙動を分析し、このモデルの目標は、Corten鋼で作られた構造の時間依存挙動をより適切に予測できるようにすることです。.

2.建設用途のためのER70S-6充填材を使用した溶接コルテン鋼A588グレードプレートの機械的特性に関する実験的調査

• 著者: J. ディーパック、V. ラジャ、ミッタパリ ジャナルダン グプタ、パラパルティ ハリ、D. プラサド、V. スリラム
• ジャーナル: IOP カンファレンス シリーズ: 材料科学および工学
• 発行日: 2017年5月1日
• サイテーショントークン: (Deepakら、2017年)
• 概要: この研究では、ER70S-6 充填材を使用した溶接コルテン鋼 A588 グレード プレートの機械的特性について説明します。この研究では、引張強度や硬度などの機械的特性に対する溶接の影響に注意が向けられています。結果は、電気メッキコルテン鋼が未加工の溶接サンプルよりも優れた機械的特性を備えていることを示しており、建設目的への適用可能性を示しています。.

3.コルテン鋼の視覚知覚研究:シマルショッピングモール 

• 著者: セミハ イズマイロール、アイチャ アッカン チャヴダル
• ジャーナル: 建築 土木 環境
• 発行日: 2024年9月1日
• サイテーショントークン: (イズマイロール & チャヴダル、2024 年、25 頁～34 頁)
• 概要: この研究では、シマル ショッピング モールのファサードに使用されるコルテン鋼の視覚的認識を評価しています。この研究は、コルテン鋼の外観に関する否定的な意味合いを払拭することを目的としています。ユーザーへの調査とインタビューにより、これらの認識は最初はほとんどが否定的であることが明らかになり、その後、コルテン鋼にさらされると、持続可能で美的に美しいという肯定的な認識がもたらされます。.

4. コルテン上の Cu、Zn、Ni コーティングに関する摩耗および腐食挙動の研究 鋼 研究は耐食性と耐摩耗性の向上を目的としています。.

5. 欧州連帯センターの音響に広く使用されているコルテンプレートの影響 建物 コルテン鋼の建築的および象徴的な意味についての議論。.

6. 風化鋼