Kodėl titanas tapo žalia kietiausia statybų ateities medžiaga?

Vykstant pasaulinei pramonės transformacijai, kurią skatina „dvigubos anglies dioksido“ tikslai, statybų pramonė sparčiau pereina prie „ekologiškumo,{0}}galybės ir ilgaamžiškumo“. Nuo šimtmečio-tęsusios Tokijo Skytree eksterjero iki Honkongo-Zhuhai-Macao tilto jūrinių struktūrų,titanoatnaujino savo taikymą iš „nišų dekoravimo“ į „pagrindinį komponentą“, suteikdama naujo gyvybingumo statybų pramonei.

Unikalios titano savybės kyla iš jo atominės struktūros ir apdorojimo savybių derinio. Jo paviršius gali sudaryti tankią, savaime gyjančią 5–10 nm TiO₂ oksido plėvelę, todėl tinka įvairiems atšiauriems scenarijams. Pagrindiniai pranašumai atsispindi keturiais aspektais:

1. Ypatingas atsparumas korozijai
Jo atsparumas korozijai gerokai viršija tradicinio plieno atsparumą. Gr2 komerciškai gryno titano plokščių korozijos greitis yra tik 0,0012 mm per metus po 10 000 valandų panardinimo į 3,5 % NaCl tirpalą; Gr5 titano lydinio plokštės nerodo taškinės korozijos po 5000 valandų panardinimo į stiprią rūgštinę aplinką. Titano jungtys, naudojamos Honkongo{10}}Zhuhai-Macao tilto prieplaukose, 5 metus nebuvo rūdžių, todėl priežiūros išlaidos sumažėjo 80 %, palyginti su nerūdijančio plieno.

2. Didelis specifinis stiprumas ir lengvas
Gr5 titano lydinio, kurio tankis yra 57% plieno, tempiamasis stipris yra 985 MPa, o specifinis stiprumas yra 1,6 karto didesnis nei plieno. „Tokyo Skytree“ išorėje naudojamos 0,8 mm-storio Gr2 titano plokštės, kurios sumažina svorį 43 %, o bokšto pamato apkrovą – 28 %, taip prisidedant prie pastato svorio mažinimo ir efektyvumo didinimo.

3. Puikus formavimas
Jis pasižymi geromis karšto ir šalto apdorojimo savybėmis ir gali būti pagamintas į sudėtingus komponentus valcuojant, spausdinant 3D ir kt. Mažiausias komerciškai gryno titano Gr2 plokščių lenkimo spindulys yra tik 1,5 karto didesnis už plokštės storį; TC4 titano lydinys pasiekia 1000% superplastinį formavimo pailgėjimą 850 laipsnių kampu. Osakos tarptautiniame oro uoste jis apdorojamas 1 200 tipų specialios formos stogo elementų, kad būtų pasiekti unikalūs šviesos ir šešėlių estetiniai efektai.

4. Ekologiškumas per visą gyvavimo ciklą
Jo gamybos anglies dvideginio emisija yra 56 % mažesnė nei plieno. 50–100 metų eksploatavimo laikas gali būti 100% perdirbtas, o perdirbimui sunaudojama tik 20% pirminio titano energijos. Šanchajaus bokšto titano plokštės užuolaidų siena sumažina LOJ emisijas 12 tonų kasmet; Sindziango fotovoltinių elektrinių titano kronšteinų perdirbimo lygis yra 99,5 %, kurie puikiai atitinka dvigubus anglies dioksido tikslus ir ekologiškos statybos standartus.

1. Aukštos klasės-viešieji pastatai

Dėl savo matinės tekstūros ir nereikalaujančių priežiūros{0}}titanas atitinka išskirtinių pastatų, pvz., oro uostų ir parodų salių, išorės poreikius. Hangdžou tarptautinio konferencijų centro stogas naudoja Gr5 titano lydinio plokštes, kurios anoduojant sudaro aukso oksido plėvelę, subalansuodamos „saulės“ formos estetiką ir atsparumą drėgmės korozijai; Šanchajaus pasaulio finansų centras, Kantono bokštas ir kiti taip pat naudojasi architektūrinio orientyro statuso ir ilgaamžiškumo vienybei pasiekti.

2. Jūrų statybos projektai
Titano atsparumas druskos purslams ir korozijai daro jį standartine laivų inžinerijos medžiaga. Honkongo-Zhuhai-Macao tilto apsauginiams turėklams ir vamzdynams gaminti naudojamos titano-plieninės kompozicinės plokštės; jūrinę aplinką imituojantys bandymai nerodo korozijos ar lupimo 10 metų, o tempimo stiprumo išlaikymo koeficientas yra 98%. Panaudojus titano komponentus salų pastatuose, jų tarnavimo laikas pailgėjo nuo 20 metų iki daugiau nei 50 metų, sumažinant priežiūros ir rekonstrukcijos išlaidas.

3. Žalieji pastatai ir BIPV
Dėl titano lengvumo ir atsparumo oro sąlygoms jis idealiai tinka statyti{0}}integruotai fotovoltai (BIPV). Titano plokštės užuolaidinės sienos, integruotos su saulės elementais, gali pagerinti fotovoltinės energijos gamybos efektyvumą 8% dėl savo šilumos laidumo, o tarnavimo laikas viršija 30 metų; Činghajaus fotovoltinėse elektrinėse naudojami titano plokščių laikikliai turi didesnį perdirbimo greitį nei aliuminio lydinio ir yra atsparūs senėjimui, kurį sukelia stiprūs ultravioletiniai spinduliai plynaukštėje.

4. Istorinių pastatų restauravimas
Titano stabilumas ir grįžtamos restauravimo savybės atitinka senovinių pastatų apsaugos poreikius. Titano plokštės gali būti apdirbamos į tradicines plytelių formas, kad būtų išsaugotas senovinių pastatų stilius, o jų stiprus atsparumas oro sąlygoms nereikalauja dažno keitimo. Jis gerai suderinamas su akmeniu ir medžiu, nesukelia elektrocheminės korozijos, todėl užtikrina ilgalaikę -apsaugą.

Dėl didelio masto-gamybos ir proceso optimizavimo titano plokščių, skirtų statybai, kaina sumažėjo daugiau nei 30 proc., palyginti su tuo, kas buvo prieš 5 metus; automatizuotos gamybos linijos, suvirinimas lazeriu, 3D spausdinimas ir kitos technologijos pagerino komponentų apdorojimo tikslumą ir efektyvumą, skatindamos titano perėjimą nuo aukščiausios klasės-pritaikymo prie pramoninio pritaikymo. Kinijos „dvigubo anglies dioksido“ tikslai ir ekologiškų pastatų standartai palaiko; tikimasi, kad BIPV lauko plėtra iki 2030 m. padidins titano plokščių, naudojamų užuolaidinėse sienose, dalį nuo 5% iki 15%. Pasaulinis titano plokščių naudojimas statybos inžinerijoje iki 2025 m. pasieks 220 000 tonų, ty 175% daugiau nei 2020 m., o per ateinančius penkerius metus išliks spartus augimas.