园林景观中锈板景墙的技术研究

张 建 胡绍磊 李 冰 李明军

中电建路桥集团有限公司（100048）

1 项目概况

贾鲁河综合治理生态绿化工程二七区段位于郑州市二七区南四环至二七区与中原区区界处，西侧与航海路相接。在该二七区段的园林景观中打造了古城墙博览园，古城墙博览园利用该区域独特的常庙城墙遗址，设计艺术广场、观景亭、阶梯体验古城墙等，并且大量采用青铜锈板，雕刻“贾鲁河图”历史长廊，渲染古遗址公园历史古韵，让人们穿梭在林荫步道中，接触历史、感受历史。

古城墙体验广场位于河道右岸的中段，根据现状地形设计台地广场，广场上分层的景墙全部采用锈板材质，结合绿化和树池，形成序列性的大面积古朴风格景观， 把郑州市的青铜文化展现到极致，其中贾鲁河综合治理生态绿化工程中二七区段的锈板大约为2 000 t。

2 锈板简介

锈板，即耐候钢板，耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢。耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性。 其耐候性为普碳钢的2～8 倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍。 同时，它具有耐锈、使构件抗腐蚀、延寿、降耗、省工节能等特点，形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展， 保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。 在锈层和基体之间形成50～100 μm 厚的非晶态尖晶石型氧化物层， 这种氧化物层致密且与基体金属黏附性好。致密氧化物层的存在，阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大幅提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。 耐候钢的表面是一层锈红色物质，其手感粗糙且质地特殊，使耐候钢成为了一种具有吸引力的建筑外墙材料。 耐候钢还能够与防腐木及石材进行完美的结合，能够在冷与暖、粗糙与细腻、软与硬的对比组合中，凝聚成多种丰富的设计语境[1]。 因此，在使用耐候钢材料进行园林设计的过程中， 可以将其作为几何造型塑雕和种植槽，进行大门装饰的构建，能够在强烈的对比中，彰显出该园林的设计理念。

耐候钢一般采用精料入炉→冶炼(转炉、电炉→微合金化处理→吹氩→LF 精炼→低过热度连铸(喂入稀土丝)→控轧控冷等工艺路线。 在冶炼时，废钢随炉料一起加入炉内，按常规工艺冶炼，出钢后加入脱氧剂及合金，钢水经吹氩处理后，随即进行浇铸，吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。 由于钢中加入稀土元素，耐候钢得到净化，夹杂物含量大为减少。

3 景墙施工中锈板技术研究

3.1 钢板制作

本工程中耐候钢板的安装采用工厂加工制作成标准板块、现场拼装的方式。 钢板的安装基本采用承插式， 因此前期三维模型中的耐候钢板的分割、排版工作显得尤为重要。 工厂加工而成的耐候钢板标准块的精度必须得到满足， 否则现场拼装时，会出现板块之间无法合拢的现象。

耐候板抛丸除锈达到Sa2.5 级， 耐候板矫平精度在0.4%以内，并杜绝硬角变形。 材料激光切割精度控制在0.3 mm 以内， 对角尺寸控制在1 mm 以内，U 形精折件精度控制在0.5 mm 以内，长度方向只允许负公差， 耐候钢板焊接后不平度允许差在0.6%以内，成品包装要求垫平，避免出现二次变形。

3.1.1 采用最新激光切割技术

钢板景墙工程造型复杂且加工精度要求高，要求以mm 为单位，尽量保证误差在0.5 mm 以内。 为满足钢板连接部位的切割质量，必须使用激光切割。激光切割无切削力，加工无变形。 景墙复杂造型，可以用激光一次精密快速成形切割，其切缝窄，切割质量良好。

3.1.2 景墙墙身安装

景墙墙身为耐候板整体造型，该造型需要向厂家定制进行安装。 产品严格按照设计要求，保证质量，并且安装要求高，误差在10 mm 以内。角钢焊接前应对有变形的角钢进行矫正，矫正后的钢材表面不应有明显的凹面、损伤，划痕深度不得大于0.5 mm。 焊接按要求满焊。 施焊前，焊工应检查焊件部位的组装和表面清理质量，如不符合要求，应修磨补焊合格后方可施焊。

综合考虑景观效果，钢板与钢板之间点焊，焊点为1 cm，间距20 cm，焊接时焊点要求平滑、美观，不影响景观效果，不得有气孔、夹渣、凸起等。

3.2 耐候钢做锈处理

耐候钢板安装完成后需要将焊接的位置进行抛光打磨，首先用砂轮片把制作作品的焊缝和多余的地方磨平，使耐候钢板（内板）表面平整光洁。

耐候钢板安装完成后，为加快达到想要的景观效果（即颜色）需加速耐候钢表面锈层稳定化的喷液处理，其步骤如下：将钢基体表面通过喷丸或酸洗去除表面氧化皮；配制耐候钢表面处理剂，将重量百分 比 为0.1%～3%NaCl、0.3%～3%FeSO4、0.1%～3%CuSO4和0.3%～3%NaHSO3与水混合在一起倒入桶内，搅拌均匀至溶液呈天蓝色，得到耐候钢表面处理剂（也可以采购成品生锈剂，生锈剂比例按照1：100 进行调配，也可以根据情况适当将比例提高）。

将配好的耐候钢表面处理剂注入喷雾器内，均匀地在钢表面喷淋3～5 s 至钢表面变成棕色。 喷淋完一次后，让钢表面自然干燥，此时用吸水材料吸掉钢结构下部残积的处理液，以保证上、下部的干燥时间一致。 待钢结构干燥后，重复喷淋2 次，以保证耐候钢表面生成一层均匀而致密的锈层[2]。 耐候钢板的耐腐蚀性强，在自然环境下，一般从全新钢板到生成具有稳定、致密的锈红色保护层需要1～2 年的时间，对于部分干燥地区还可能更长。即使要生成简单均匀锈黄色， 也需要1 个月左右。 在这个过程中， 构件的颜色会发生不可控的、 从蓝黑色到橙红色，再到锈红色，最后红褐的，不均匀的变化过程。

3.3 锈迹固化处理

通过对耐候钢锈板面层采用溶液安定化处理，耐候钢锈迹固化， 以防止耐候钢表面锈液流失、变色。 该处理溶液成分组成见表1。

表1 溶液成分组成

按配比要求以水为溶剂添加混合后，制成锈层稳定化处理溶液，采用pH 试纸对溶液进行检测，将pH 值调整为3.0，使用电动喷雾器将处理液均匀喷洒在锈层表面，待处理液干燥后，再喷洒2 遍水，可促进锈液中羟基氧化铁形成，提高钢板面层锈液固化速率，提升钢板锈层稳定性，防止锈液流挂，其使用寿命在70 年以上。

锈迹安定化处理完成后，在焊缝表面二次涂抹一遍耐候胶，使之形成抗氧化保护膜，可有效防止焊缝锈蚀现象的发生。

4 结语

随着人们生活水平的不断提高，耐候钢板在景观园林中应用越来越广泛。 鉴于此，通过结合本项目在园林景观工程中总结的施工经验，将景墙中锈板的加工、安装和做锈等技术提炼出来，供大家参考，并降低施工成本，提升园林景观整体建设水平。