COR-TEN: Nguồn gốc của thép kháng thời tiết
Thép chịu thời tiết được phát triển lần đầu tiên bởi Tập đoàn Thép Hoa Kỳ vào những năm 1930. Họ đang tìm kiếm một hợp kim thép cho xe phễu chở quặng mà họ sẽ sử dụng để chuyển quặng sắt và than vào lò nung. Họ cần một hợp kim thép chắc chắn hơn, bền hơn, có độ cứng đặc biệt và không cần sơn. Mãi sau này, họ mới nhận ra hợp kim này có những đặc tính chống ăn mòn thú vị có thể được bán trên thị trường trong các ngành công nghiệp khác, vì vậy họ đã đăng ký nhãn hiệu COR-TEN® cho hợp kim thép chống ăn mòn này. COR là viết tắt của khả năng chống ăn mòn và TEN là viết tắt của độ bền kéo (Tension-strenght). (Ngày nay, trong khi thuật ngữ Corten và COR-TEN được sử dụng thay thế cho nhau thì COR-TEN® là sản phẩm đã đăng ký nhãn hiệu của US Steel.)
Tuy nhiên, thép không được giới thiệu như một kim loại kiến trúc cho đến những năm 1950. Năm 1964, Trụ sở chính của John Deere, ở Moline, Illinois, được khai trương và là một trong những công trình kiến trúc lớn đầu tiên được bọc thép chống chịu thời tiết. Eero Saarinen đã thiết kế khu phức hợp John Deere nhưng thật không may, ông đã qua đời trước khi nó hoàn thành.
William Hewitt, khi đó là chủ tịch của công ty John Deere, cho biết:
“Bảy tòa nhà phải có ý tưởng hoàn toàn hiện đại nhưng không được tạo ra hiệu ứng quá phức tạp hoặc bóng bẩy. Thay vào đó, chúng nên ‘thực tế’ và chắc chắn hơn"
|
Richard Serra Sculpture |
 |
Saarinen đã chọn loại thép chịu thời tiết đặc biệt này, Corten, để ăn mòn và mang lại tông màu đất cũng như cảm giác “thực tế” mà khách hàng của mình mong muốn. Ông biết kim loại sẽ già đi một cách tự nhiên và tạo ra cảm giác trầm, tự nhiên khi lớp oxit dày lên hình thành. Lớp oxit bề mặt đậm đặc có tông màu đỏ nâu tự nhiên, bền và ổn định.
Nhiều nhà thiết kế cũng đã kết hợp thép phong hóa vào tác phẩm của họ, nổi tiếng nhất là Richard Serra. Serra đã sử dụng các tấm thép chống chịu thời tiết trên nhiều tác phẩm điêu khắc khổng lồ được tìm thấy trên khắp thế giới.
Nghệ sĩ tối giản vĩ đại Donald Judd cũng sử dụng thép phong hóa trong các tác phẩm của mình. Judd thường làm phong hóa trước các tấm lớn và sau đó cho phép chúng tiếp tục oxy hóa ngoài trời ở Marfa, Texas. Ông cũng tạo ra những bức tường thép chống chịu thời tiết nhỏ hơn, nơi ông xử lý lớp oxit bề mặt để tạo ra vẻ ngoài mịn như nhung.
Dễ gia công, có thể hàn và giờ đây với bề mặt hoàn thiện hấp dẫn, thép chịu thời tiết đang mang lại giá trị và nguồn cảm hứng mới cho nhà thiết kế và nghệ sĩ.
Thép phong hóa là gì?
Trong bối cảnh nghệ thuật và kiến trúc, thép hiếm khi được sử dụng không tráng phủ vì chúng có xu hướng hấp thụ độ ẩm và phát triển oxit xốp và dễ vỡ thường được gọi là rỉ sét. Lớp phủ có thể bao gồm một lớp kẽm hy sinh, như trong quá trình mạ điện nơi thép được mạ điện.
Hoặc ngâm vào bồn kẽm nóng chảy. Các lớp phủ kim loại khác được sử dụng phổ biến là lớp phủ nhôm-kẽm và Galfan™, sự kết hợp giữa kẽm và kim loại đất hiếm. Tất cả đều được coi là lớp phủ hy sinh của các kim loại khác liên quan đến việc bảo vệ thép cơ bản bằng cách cung cấp các electron của chúng cũng như đóng vai trò là lớp phủ rào cản.
Ngoài tác dụng chống rỉ sét trước thời tiết, còn có các phương pháp xử lý tạo ra lớp phủ bảo vệ màu xanh hoặc đen trên thép, chẳng hạn như thép đen Oscura. Chúng liên quan đến sự tích hợp của muối kim loại trên bề mặt thép. Có một số sự khuếch tán của sắt vào các lớp phủ này để tạo ra muối sẫm màu, sunfua, photphat hoặc selenua. Không có tác dụng bảo vệ như lớp phủ kẽm hy sinh trong quy trình mạ kẽm, những lớp phủ này thường được áp dụng cho các chi tiết, miếng và khu vực nhỏ hơn.
Thép phong hóa, với đặc tính mang đồng, tạo thành hàng rào oxit đặc biệt riêng trên bề mặt. Rào cản này phát triển hướng ra ngoài và hướng vào trong từ bề mặt. Không giống như rỉ sét thông thường, oxit hình thành trên thép phong hóa là một loại ferro-oxyhydroxide dày, không thấm nước, giúp kim loại cơ bản có khả năng chống ăn mòn cao. Dưới đây là một số lớp phủ phổ biến nhất được áp dụng khi cần thiết cho thiết kế nội thất và ngoại thất, trong nghệ thuật và kiến trúc.
Lớp phủ bề mặt trên thép được sử dụng trong nghệ thuật và kiến trúc
Oxit bảo vệ và ứng dụng của thép phong hóa
Thép phong hóa hợp kim thấp, cường độ cao được thiết kế để phát triển một oxit sắt dày đặc biệt có khả năng làm chậm tác động của sự ăn mòn trong khí quyển giống như lớp gỉ màu xanh lá cây phát triển trên bề mặt đồng tiếp xúc với khí quyển. Oxit này phát triển khi tiếp xúc với độ ẩm và không khí.
Giống như tất cả các loại thép không tráng phủ, oxit phát triển khi bề mặt tiếp xúc với độ ẩm và oxy. Tuy nhiên, đối với thép phong hóa, sự khác biệt nằm ở bản chất của oxit phát triển theo thời gian.
Oxit mang lại cho thép phong hóa khả năng bảo vệ của nó là oxyhydroxide sắt, FeO(OH) một phiên bản oxy hóa của oxit sắt - về cơ bản là hỗn hợp của oxit và hydroxit. Ôxít màu nâu tím từ màu cam đến màu tím đậm hấp dẫn này hoạt động như một hàng rào bảo vệ kim loại cơ bản. Khi được hình thành chính xác, lớp oxit cứng này sẽ phát triển thành bề mặt chống lại sự suy thoái của khí quyển ở môi trường ngoài trời. Một khi oxit phát triển bình thường, những thay đổi tiếp theo sẽ diễn ra rất chậm trong hầu hết các trường hợp tiếp xúc với môi trường.
Theo: Zahner
Bản tin tổng hợp 20/09/2025
Ngành xây dựng hiện nay đang đối diện với sức ép lớn trong việc cắt giảm phát thải carbon khi bê tông là một trong những vật liệu được sử dụng nhiều nhất nhưng cũng là nguồn phát sinh CO₂ đáng kể do phụ thuộc vào xi măng Portland. Trước thực trạng đó Shimizu Corporation đã tiến hành nhiều nghiên cứu nhằm tạo ra các giải pháp vật liệu bền vững hướng đến mục tiêu trung hòa carbon. Một trong những kết quả nổi bật là công nghệ bê tông âm carbon với sự thay thế một phần xi măng và cốt liệu bằng than sinh học. Loại than này được sản xuất từ mùn cưa thông qua quá trình cacbon hóa và có khả năng giữ lại lượng carbon khổng lồ vốn sẽ bị thải ra khí quyển nếu phân hủy tự nhiên hay bị đốt cháy. Nhờ đặc tính đó bê tông âm carbon không chỉ duy trì được độ bền cơ học cần thiết cho công trình mà còn góp phần trực tiếp vào việc giảm thiểu khí nhà kính. Đây được xem là một bước đi triển vọng mở ra hướng phát triển mới cho ngành xây dựng xanh của Nhật Bản cũng như trên thế giới.
Bản tin tổng hợp 13/09/2025
Trong bối cảnh đô thị ngày càng phát triển, nguy cơ hỏa hoạn tại các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, bệnh viện hay nhà ở thông minh vẫn luôn là mối đe dọa nghiêm trọng. Các giải pháp phòng cháy chữa cháy truyền thống hiện nay chủ yếu mang tính thụ động, chỉ tập trung vào khả năng ngăn lửa lan rộng mà chưa đủ năng lực cảnh báo sớm. Sự thiếu hụt này khiến việc ứng phó với hỏa hoạn thường chậm trễ, gây ra những tổn thất nặng nề về người và tài sản. Trước thực tế đó, tường thông minh tích hợp cảm biến chống cháy ra đời như một bước tiến đột phá, mở ra hướng tiếp cận chủ động hơn trong đảm bảo an toàn công trình. Khác với tường chống cháy thông thường, loại tường này không chỉ cách nhiệt và cản lửa mà còn được tích hợp cảm biến nhiệt, khói, áp suất kết hợp công nghệ IoT để giám sát liên tục điều kiện môi trường. Khi có dấu hiệu cháy, hệ thống sẽ phát hiện tức thì, gửi cảnh báo qua thiết bị trung tâm hoặc di động, đồng thời có thể kích hoạt các cơ chế an toàn bổ trợ như phun sương hay quạt hút khói. Nhờ đó, công trình không chỉ được bảo vệ hiệu quả hơn mà còn gia tăng cơ hội sơ tán kịp thời và giảm thiểu thiệt hại. Với khả năng biến những bức tường vốn thụ động thành “người gác lửa thông minh”, công nghệ này hứa hẹn trở thành giải pháp an toàn chủ động, đóng góp quan trọng trong việc xây dựng các công trình hiện đại, xanh và bền vững.
Bản tin tổng hợp 27/08/2025
Trong thi công bê tông khối lớn, vấn đề nhiệt thủy hoá luôn là “ẩn số” khiến nhiều kỹ sư và nhà thầu phải đau đầu. Khi xi măng bắt đầu phản ứng với nước, một lượng nhiệt khổng lồ được sinh ra và tích tụ trong khối bê tông đồ sộ. Nếu không kiểm soát, nhiệt độ cao và sự chênh lệch giữa lõi và bề mặt sẽ tạo ra các vết nứt nhiệt nguy hiểm, đe doạ đến tuổi thọ và độ an toàn của công trình. Không chỉ dừng lại ở lý thuyết, lịch sử xây dựng đã ghi dấu một bài học kinh điển: đập thuỷ điện Hoover (Mỹ) – siêu công trình bê tông của thế kỷ 20. Với hàng triệu mét khối bê tông, nếu để tự nhiên, khối đập sẽ mất tới hàng trăm năm mới nguội hẳn. Các kỹ sư buộc phải tìm ra giải pháp chưa từng có tiền lệ: chia khối, làm mát chủ động bằng hệ thống ống tuần hoàn nước lạnh, kết hợp nhiều biện pháp sáng tạo để đưa nhiệt độ bê tông về mức an toàn.
Bản tin tổng hợp 22/08/2025
Bạn có bao giờ thắc mắc tại sao những tòa nhà hiện đại với mặt kính rộng lớn vẫn luôn mát mẻ vào mùa hè nhưng lại ấm áp vào mùa đông? Bí mật nằm ở công nghệ kính Low-E (Low-Emissivity Glass). Trong xu hướng vật liệu xây dựng hiện đại, kính không chỉ đơn thuần để lấy sáng mà còn là giải pháp quan trọng nhằm tối ưu hiệu quả năng lượng cho công trình. Kính Low-E được phủ một lớp oxit kim loại siêu mỏng, gần như vô hình, có khả năng “thông minh” trong việc kiểm soát bức xạ nhiệt: cho phép ánh sáng tự nhiên đi qua nhưng ngăn chặn phần lớn tia hồng ngoại và tia cực tím gây nóng và hại sức khỏe. Nhờ đặc tính này, loại kính tiên tiến này vừa mang lại không gian sống thoải mái, vừa giảm đáng kể chi phí cho điều hòa – sưởi ấm, đồng thời nâng cao tính bền vững và thân thiện với môi trường của công trình.
Bản tin tổng hợp 15/08/2025
Trong thế giới đá tự nhiên, quartz và quartzite là hai cái tên thường xuyên bị nhầm lẫn, không chỉ bởi cách gọi gần giống nhau mà còn vì vẻ ngoài có nhiều điểm tương đồng. Tuy nhiên, đây lại là hai loại vật liệu hoàn toàn khác nhau về nguồn gốc, cấu trúc và đặc tính sử dụng. Quartz thường là đá nhân tạo được kết hợp từ tinh thể thạch anh nghiền nhỏ với nhựa và phụ gia, trong khi quartzite là đá tự nhiên hình thành từ quá trình biến chất của cát kết chứa thạch anh. Sự khác biệt này không chỉ ảnh hưởng đến giá trị mà còn quyết định độ bền, khả năng chịu nhiệt và tính ứng dụng của vật liệu trong các công trình. Hiểu rõ cách phân biệt quartz và quartzite sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại đá phù hợp với nhu cầu, tránh nhầm lẫn và tối ưu khoản đầu tư của mình.
Bản tin tổng hợp 07/08/2025
Trong các công trình có nguy cơ trơn trượt như nhà tắm, hồ bơi, sảnh công cộng hay khu vực có độ dốc, việc lựa chọn gạch có khả năng chống trượt là yếu tố bắt buộc. Để đánh giá chính xác khả năng này, hiện có 4 phương pháp kiểm tra phổ biến, mỗi phương pháp ứng với một tiêu chuẩn quốc tế và mục đích sử dụng khác nhau. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ từng phương pháp, cách đọc kết quả và ứng dụng phù hợp trong thực tế.
Thành viên
