1.建筑結構中不銹鋼的應用情況
一般來說，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)概念是，它是一種“不(bu)(bu)生(sheng)銹(xiu)的(de)”、“高(gao)價的(de)”金屬材料，在建筑(zhu)(zhu)物(wu)上它是在設(she)計要求(qiu)“金屬色調”時的(de)一種觀賞性裝飾材料。但是，利用(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)最大特性“不(bu)(bu)生(sheng)銹(xiu)”，將不(bu)(bu)銹(xiu)鋼作為(wei)(wei)結構用(yong)(yong)鋼用(yong)(yong)于供水設(she)備(bei)、建筑(zhu)(zhu)結構的(de)情況還(huan)沒(mei)有被人(ren)們普遍認識。另一方(fang)(fang)面(mian)(mian)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼作為(wei)(wei)焊接結構用(yong)(yong)高(gao)耐蝕鋼材，用(yong)(yong)于化工設(she)備(bei)、輸(shu)送(song)機(ji)械(xie)、能源機(ji)械(xie)等方(fang)(fang)面(mian)(mian)，雖然行(xing)業有限，但以其取得的(de)應用(yong)(yong)效果為(wei)(wei)基礎(chu)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)應用(yong)(yong)正在下述各(ge)個(ge)領域得到推(tui)進(jin)，以實現構筑(zhu)(zhu)物(wu)的(de)高(gao)耐久(jiu)化和(he)減少維修(xiu)負(fu)擔。
1）河流構筑物
這些設備(bei)長(chang)期(qi)處(chu)于(yu)與水(shui)接觸的腐蝕環境(jing)中，是很(hen)難(nan)(nan)進(jin)行維(wei)修的復雜構筑(zhu)物，所以，從很(hen)早就已經不銹鋼(gang)化(hua)了（再涂裝(zhuang)困難(nan)(nan)的閘門(men)本體和輸水(shui)管、難(nan)(nan)于(yu)用(yong)涂裝(zhuang)方法保(bao)持耐(nai)蝕性的閘門(men)驅動裝(zhuang)置(zhi)和閥門(men)等），并(bing)且(qie)使用(yong)標(biao)準也進(jin)行了修訂。
2）水管和供水裝置
已經將不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)便于(yu)維修管(guan)理、對(dui)水質影(ying)響(xiang)小(xiao)的(de)水管(guan)架(jia)等水管(guan)設施。最近(jin)正在將不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)(yong)于(yu)配(pei)水池(chi)，高架(jia)水罐(guan)、防災用(yong)(yong)儲水罐(guan)等設施。
3）橋梁
雖然目(mu)前將不銹(xiu)鋼用于(yu)橋(qiao)梁的(de)情況較少(shao)，但歐(ou)洲(zhou)是不銹(xiu)鋼用于(yu)橋(qiao)梁的(de)中(zhong)心。使用最(zui)多的(de)是以觀賞性(xing)為(wei)目(mu)的(de)的(de)人行天(tian)橋(qiao)等小規模橋(qiao)梁，并且已(yi)有取(qu)得減少(shao)LCC效果的(de)報告，現在(zai)已(yi)開始用于(yu)大型橋(qiao)梁，以提(ti)高(gao)橋(qiao)梁壽命。目(mu)前正在(zai)建(jian)設中(zhong)的(de)香港昂船洲(zhou)大橋(qiao)是世(shi)界最(zui)大的(de)鋼混凝土(tu)復合斜拉索(suo)橋(qiao)。該(gai)橋(qiao)的(de)主塔上部外殼和下(xia)部鋼筋采(cai)用了大量的(de)不銹(xiu)鋼。
4）港(gang)灣鋼結構(gou)構(gou)筑物
不銹鋼已(yi)用于棧(zhan)橋等(deng)港灣(wan)鋼結構構筑物等(deng)海水嚴重腐蝕(shi)部(bu)位，以(yi)達到防(fang)腐蝕(shi)的(de)效(xiao)果。采(cai)用耐海水不銹鋼NSSC270的(de)金(jin)屬襯板防(fang)腐蝕(shi)，在耐蝕(shi)性長，減(jian)少維修量等(deng)方(fang)面都好于傳(chuan)統的(de)涂裝(zhuang)或電(dian)氣(qi)防(fang)腐技術(shu)，已(yi)經用于重要(yao)的(de)港灣(wan)構筑物。
5）建筑物
在建筑(zhu)業(ye)，利用不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)裝飾性將(jiang)其(qi)用于(yu)建筑(zhu)物梁柱(zhu)。根據這種需求，從上世紀80年代起，對采用不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)設(she)計標(biao)準進(jin)行了(le)修(xiu)訂(ding)。2000年建筑(zhu)結構用不(bu)銹鋼(gang)(gang)納入日本(ben)標(biao)準化(hua)（JIS），并(bing)在建筑(zhu)標(biao)準法修(xiu)訂(ding)公告中公布，使不(bu)銹鋼(gang)(gang)可以用于(yu)一般(ban)建筑(zhu)物。利用其(qi)裝飾性已經(jing)用于(yu)天(tian)井(jing)、頂(ding)蓋、游(you)泳(yong)池屋頂(ding)和(he)外(wai)部(bu)臺階等。
這(zhe)樣，不(bu)銹鋼漸漸地向以土木建筑物(wu)為主的(de)構(gou)筑物(wu)擴大應用(yong)，以提高構(gou)筑物(wu)耐(nai)久性(xing)和減少維(wei)修量。采用(yong)不(bu)銹鋼與采用(yong)防腐處理的(de)結(jie)構(gou)鋼相(xiang)比，雖然初(chu)期工程成(cheng)本大，但與全(quan)部(bu)采用(yong)防腐技術相(xiang)比，部(bu)分(fen)采用(yong)不(bu)銹鋼可以在使(shi)用(yong)的(de)早期階段收到降低LCC的(de)效果，這(zhe)一點正在被市(shi)場方面所認識(shi)。
2.采用不銹鋼提高建筑結構的耐久性
當建筑物處于靠近海(hai)岸的(de)多鹽分的(de)環(huan)境中，不(bu)銹鋼(gang)也(ye)容易(yi)發(fa)生(sheng)點腐(fu)蝕(shi)。在(zai)將不(bu)銹鋼(gang)作為(wei)具有金屬色調的(de)裝(zhuang)飾材料使(shi)用(yong)時，或是采用(yong)不(bu)能(neng)考慮腐(fu)蝕(shi)余(yu)量(liang)的(de)薄鋼(gang)板(ban)時（如上述的(de)海(hai)洋構(gou)筑物的(de)金屬襯板(ban)防腐(fu)、金屬屋(wu)頂），應(ying)選(xuan)擇在(zai)該環(huan)境下不(bu)易(yi)生(sheng)銹的(de)鋼(gang)種，同時也(ye)要在(zai)設(she)計、施(shi)工和維修(xiu)方面給以防腐(fu)措(cuo)施(shi)的(de)配合。目(mu)前結構(gou)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)使(shi)用(yong)狀況是，將不(bu)銹鋼(gang)作為(wei)“不(bu)生(sheng)銹”或不(bu)發(fa)生(sheng)“顯著銹蝕(shi)”的(de)鋼(gang)種來選(xuan)定、使(shi)用(yong)。
實(shi)際上，在提(ti)高構筑物(wu)耐(nai)久性(xing)(xing)方面，采用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼的想法是(shi)，允許不(bu)銹(xiu)鋼有(you)一定程度(du)的銹(xiu)蝕，但可以抑制腐(fu)蝕量以保證結構的性(xing)(xing)能。對于厚度(du)較(jiao)大的不(bu)銹(xiu)鋼板材(cai)，不(bu)是(shi)將它(ta)作為(wei)(wei)不(bu)生(sheng)銹(xiu)的鋼，而是(shi)作為(wei)(wei)腐(fu)蝕速(su)度(du)小(xiao)的高耐(nai)久性(xing)(xing)鋼材(cai)來使用(yong)。為(wei)(wei)進行這(zhe)樣的耐(nai)久性(xing)(xing)設計，應當了解在使用(yong)條(tiao)件下(xia)的腐(fu)蝕過程，正確掌握腐(fu)蝕過程對結構用(yong)材(cai)性(xing)(xing)能即強度(du)的影響。
3.Cr系不銹鋼在建筑上的應用
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)僅耐蝕性好，而且其熱(re)軋厚板的(de)(de)(de)韌性和(he)(he)焊接(jie)性良好，被作為(wei)(wei)焊接(jie)結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廣泛用(yong)于(yu)(yu)產業(ye)機(ji)械和(he)(he)設備。在建筑業(ye)，根據鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)綜(zong)合特性、各種形狀(zhuang)的(de)(de)(de)加(jia)工性和(he)(he)實際使(shi)用(yong)情況，不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)代表鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種SUS304將會成(cheng)為(wei)(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)用(yong)于(yu)(yu)建筑物(wu)研究的(de)(de)(de)目標。除(chu)含(han)有(you)高濃(nong)度氯(lv)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)苛刻(ke)環境之(zhi)外，SUS304的(de)(de)(de)正(zheng)確使(shi)用(yong)，可以長期抑制明(ming)顯(xian)銹蝕的(de)(de)(de)發(fa)生，并且作為(wei)(wei)結(jie)構用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)也具有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)性能。但(dan)(dan)由于(yu)(yu)SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中稀有(you)金屬(shu)元素Ni含(han)量較高，所以與一般結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)實施(shi)防腐措施(shi)的(de)(de)(de)結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)(gang)（如鍍層鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材）有(you)較大(da)的(de)(de)(de)價格差距，并且容(rong)易受原(yuan)料成(cheng)本變化(hua)的(de)(de)(de)影響。雖然說要重視LCC，但(dan)(dan)由于(yu)(yu)初期工程成(cheng)本增加(jia)，在目前國內嚴(yan)酷的(de)(de)(de)經濟形勢下，普及推廣SUS304鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是有(you)一定障(zhang)礙的(de)(de)(de)。
Cr系不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)焊(han)接區韌性和焊(han)接施工性（防止低溫裂紋(wen)方法）問題(ti)也得(de)到很好的(de)(de)(de)解決。由于(yu)Cr含量(liang)較少，在暴露于(yu)室外的(de)(de)(de)海鹽粒子的(de)(de)(de)環境(jing)中，點腐(fu)蝕的(de)(de)(de)發生不(bu)可避免(mian)，但(dan)在通常的(de)(de)(de)室外環境(jing)中，腐(fu)蝕速度很小，可以保證(zheng)建(jian)筑物長期的(de)(de)(de)耐久性。沒有必要再進行涂裝、鍍層等(deng)傳統的(de)(de)(de)防腐(fu)處理(li)和對加工部位(wei)、焊(han)接部位(wei)補加防腐(fu)處理(li)。
YUS 410W-MS鋼(gang)已(yi)經通過了建筑法(fa)第(di)37條規(gui)定(ding)的大臣認證，可(ke)以(yi)用(yong)(yong)于一般(ban)建筑物，成為保證住宅質量的相關法(fa)律(lv)規(gui)定(ding)的第(di)3級（耐(nai)久性(xing)100年）高耐(nai)久性(xing)結(jie)構用(yong)(yong)鋼(gang)。可(ke)以(yi)預期，該鋼(gang)種不(bu)僅可(ke)用(yong)(yong)于長壽(shou)命住宅的主體結(jie)構，而(er)且可(ke)以(yi)作為新型的結(jie)構用(yong)(yong)不(bu)銹鋼(gang)在建筑業推廣使用(yong)(yong)，以(yi)減少施工和維修(xiu)時(shi)的防腐處理工作量。
4.采用Cr系不銹鋼(gang)鋼(gang)筋提高鋼(gang)筋混凝土構筑物(wu)的耐久性
對鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)構(gou)筑物(wu)（RC構(gou)筑物(wu)）耐久(jiu)性的(de)(de)提高(gao)(gao)也提出了(le)要求。在高(gao)(gao)堿性混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)中，普(pu)通鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)處(chu)于(yu)鈍化(hua)狀(zhuang)態，不(bu)發(fa)生腐蝕(shi)，但(dan)當有(you)(you)氯化(hua)物(wu)從外(wai)部(bu)滲透時，由(you)于(yu)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)被(bei)中和為中性化(hua)，鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)被(bei)腐蝕(shi)，這是RC構(gou)筑物(wu)變質的(de)(de)一個(ge)重要原因。鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)發(fa)生腐蝕(shi)后，不(bu)僅鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)本(ben)身強度(du)下降，而(er)且由(you)于(yu)鐵銹引起的(de)(de)體(ti)積(ji)膨脹導致(zhi)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)產生裂紋和剝落(luo)，造成RC構(gou)筑物(wu)整體(ti)耐久(jiu)性下降的(de)(de)嚴重問題(ti)。為防止鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)腐蝕(shi)，可(ke)(ke)對混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)進行改(gai)良和在設計(ji)上采取措施，但(dan)是，也有(you)(you)采用高(gao)(gao)耐蝕(shi)性鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)做法(fa)，特別是處(chu)在嚴重的(de)(de)氯化(hua)物(wu)環境中的(de)(de)構(gou)筑物(wu)（如海(hai)洋構(gou)筑物(wu)、沿海(hai)橋梁、噴(pen)灑融雪鹽的(de)(de)公路高(gao)(gao)架橋等）可(ke)(ke)以采用環氧樹(shu)脂(zhi)涂(tu)層鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)，在日本(ben)以外(wai)的(de)(de)國家也開始采用不(bu)銹鋼鋼筋(jin)(jin)(jin)(jin)。
就鋼(gang)筋(jin)本(ben)身(shen)而(er)言，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)比普通鋼(gang)筋(jin)價格(ge)高，但不(bu)必對整個構筑物(wu)都(dou)采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)，只在(zai)容易發生腐蝕損害(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部位（如在(zai)靠近氯化(hua)物(wu)容易滲透的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混凝土(tu)表層）采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)，就可使構筑物(wu)整體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐久性有(you)根本(ben)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高。限定性地采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)可以將(jiang)建造成本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加控制在(zai)最小(xiao)程度，而(er)LCC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優(you)勢變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)很大(da)。同時，由于RC構筑物(wu)整體可靠性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高，提高了構筑物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資產價值，在(zai)經濟(ji)方面是十(shi)分有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
目前(qian)，SUS410（12%Cr）、SUS304（18%Cr-8%Ni）、SUS316（17%Cr-8%Ni-2.5%Mo）三種不(bu)銹鋼(gang)(gang)已經標準化（JIS）。根(gen)據鋼(gang)(gang)筋(jin)在(zai)混凝土中耐(nai)久性(xing)評價實驗(yan)的(de)(de)結(jie)果，不(bu)含Ni的(de)(de)Cr系不(bu)銹鋼(gang)(gang)SUS410鋼(gang)(gang)筋(jin)有(you)被廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)，因此，把SUS410鋼(gang)(gang)筋(jin)（新日鐵商品名：NSSD?410）作為普(pu)及(ji)性(xing)大(da)的(de)(de)高(gao)耐(nai)久性(xing)鋼(gang)(gang)筋(jin)，正在(zai)大(da)力推進使用(yong)。到(dao)目前(qian)為止，NSSD?410鋼(gang)(gang)筋(jin)已經用(yong)于(yu)海邊(bian)堤岸、碼頭系船樁、工業用(yong)水(shui)儲罐等裝置(zhi)。預計(ji)今后將進一步用(yong)于(yu)在(zai)鹽害環境下要求高(gao)耐(nai)久性(xing)的(de)(de)港灣設(she)備、沿(yan)海橋梁、噴灑融雪劑(ji)的(de)(de)公路結(jie)構裝置(zhi)、隧道等構筑物。
此外(wai)(wai)，還可(ke)以預(yu)計(ji)，在(zai)(zai)要求(qiu)超長(chang)期(qi)耐(nai)久(jiu)性的(de)(de)(de)神社(she)廟宇等特殊建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)和沿海建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)的(de)(de)(de)外(wai)(wai)圍(wei)結構、基礎結構中將采用SUS410鋼(gang)筋(jin)(jin)。以國土交(jiao)通(tong)(tong)省為(wei)主，從2008年(nian)度(du)開始的(de)(de)(de)超長(chang)期(qi)住宅（所謂200年(nian)住宅）樣板工作中，已經(jing)計(ji)劃建(jian)(jian)造采用NSSD?410鋼(gang)筋(jin)(jin)的(de)(de)(de)高耐(nai)久(jiu)性住宅。高耐(nai)久(jiu)性鋼(gang)筋(jin)(jin)混(hun)凝土超長(chang)期(qi)住宅建(jian)(jian)成后，預(yu)計(ji)在(zai)(zai)200年(nian)內可(ke)使LCC減少35%，CO2排放量減少45%。此外(wai)(wai)，為(wei)了將不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)筋(jin)(jin)用于一(yi)般的(de)(de)(de)建(jian)(jian)筑(zhu)物(wu)，新(xin)日(ri)鐵(tie)生產的(de)(de)(de)SUS410鋼(gang)筋(jin)(jin)通(tong)(tong)過了日(ri)本建(jian)(jian)筑(zhu)法第37條第2款規定的(de)(de)(de)國土交(jiao)通(tong)(tong)大臣認證。
可以(yi)認為(wei)，今后不銹鋼(gang)鋼(gang)筋將會擴(kuo)大(da)應用到(dao)一般(ban)的(de)鋼(gang)筋混(hun)凝土構筑物。不銹鋼(gang)鋼(gang)筋正處(chu)于由(you)試用向普及的(de)發展階段(duan)。