티타늄이 미래 건설의 친환경 하드코어 소재가 된 이유는 무엇입니까?

'이중 탄소' 목표에 따른 전 세계적인 산업 변혁 속에서 건설 업계는 '녹색화, 고급{0}}화, 장수'를 향한 전환을 가속화하고 있습니다. 세기를 이어온-도쿄 스카이트리의 외관부터 홍콩-주하이-마카오 대교의 해양 구조물까지,티탄'틈새장식'에서 '핵심부품'으로 적용을 업그레이드해 건설산업에 새로운 활력을 불어넣었습니다.

티타늄의 독특한 특성은 원자 구조와 가공 특성의 결합에서 비롯됩니다. 표면은 5~10nm의 조밀한 자가 치유-TiO2 산화막을 형성할 수 있어 다양한 혹독한 시나리오에 적합합니다. 핵심 이점은 다음 네 가지 측면에 반영됩니다.

1.극한의 내식성
내식성은 기존 강철보다 훨씬 뛰어납니다. Gr2 상업용 순수 티타늄 플레이트는 3.5% NaCl 용액에 10,000시간 동안 담근 후 부식 속도가 연간 0.0012mm에 불과합니다. Gr5 티타늄 합금 플레이트는 강산성 환경에 5,000시간 동안 담근 후에도 공식 부식이 발생하지 않습니다. 홍콩{10}}주하이-마카오 대교 교각에 사용되는 티타늄 커넥터는 5년 동안 녹이 발생하지 않아 스테인리스강 대비 유지관리 비용이 80% 절감됩니다.

2.높은 비강도와 경량화
밀도가 강철의 57%인 Gr5 티타늄 합금은 인장 강도가 985MPa이고 비강도는 강철의 1.6배입니다. 도쿄 스카이트리는 외관에 0.8mm-두께의 Gr2 티타늄 플레이트를 사용하여 무게를 43% 줄이고 타워의 기초 하중을 28% 줄여 건물 무게 감소 및 효율성 향상에 기여합니다.

3.우수한 성형성
열간 및 냉간 가공 성능이 우수하며 롤링, 3D 프린팅 등을 통해 복잡한 부품으로 만들 수 있습니다. Gr2 상업용 순수 티타늄 플레이트의 최소 굽힘 반경은 플레이트 두께의 1.5배에 불과합니다. TC4 티타늄 합금은 850도에서 1000%의 초소성 성형 연신율을 달성합니다. 오사카 국제공항에서는 이를 사용하여 1,200가지 유형의 특수{10}모양 지붕 장치를 처리하여 독특한 빛과 그림자의 미적 효과를 얻습니다.

4.Lifecycle 환경 친화성
생산 과정에서 발생하는 탄소 배출량은 철강보다 56% 낮습니다. 사용 수명은 50~100년으로 100% 재활용이 가능하며 재활용을 위한 에너지 소비량은 1차 티타늄의 20%에 불과합니다. 상하이 타워의 티타늄판 커튼월은 VOC 배출량을 연간 12톤 줄입니다. 신장 태양광 발전소의 티타늄 브래킷은 재활용률이 99.5%로 이중 탄소 목표와 친환경 건축 표준을 완벽하게 준수합니다.

1. 고급-공공 건물

무광택 질감과 유지 관리가 필요 없는{0}}특성을 갖춘 티타늄은 공항, 전시장과 같은 랜드마크 건물의 외부 요구 사항을 충족합니다. 항저우 국제 컨퍼런스 센터의 지붕은 Gr5 티타늄 합금판을 채택했습니다. 이 판은 양극 산화 처리를 통해 금색 산화막을 형성하여 '태양' 모양의 미학과 습기 부식 방지의 균형을 유지합니다. 상하이 세계 금융 센터, 캔톤 타워 등도 이를 사용하여 건축학적 랜드마크 상태와 내구성의 통일성을 달성합니다.

2. 해양건설사업
티타늄은 염수 분무 및 부식에 대한 내성이 있어 해양 공학의 표준 소재로 자리잡았습니다. 홍콩-주하이-마카오 대교는 티타늄-강 복합판을 사용하여 가드레일과 파이프라인을 만듭니다. 해양 환경을 시뮬레이션한 테스트에서 10년간 부식이나 벗겨짐이 없으며 인장강도 유지율은 98%입니다. 섬 건물에 티타늄 부품을 사용한 후 사용 수명이 20년에서 50년 이상으로 연장되어 유지 관리 및 재건축 비용이 절감되었습니다.

3. 친환경 건물과 BIPV
티타늄은 가볍고 내후성이 뛰어나 BIPV(Building{0}}Integrated Photovoltaics)에 이상적인 캐리어입니다. 태양전지와 통합된 티타늄 플레이트 커튼월은 열 전도성으로 인해 태양광 발전 효율을 8% 향상시킬 수 있으며 수명은 30년 이상입니다. 칭하이 태양광 발전소에 사용되는 티타늄 플레이트 브래킷은 알루미늄 합금보다 재활용률이 높고 고원의 강한 자외선으로 인한 노화에 강합니다.

4. 역사적 건물의 복원
티타늄의 안정성과 가역적 복원 특성은 고대 건물 보호 요구 사항을 충족합니다. 티타늄 판은 전통적인 타일 형태로 가공할 수 있어 고대 건물의 스타일을 보존할 수 있으며, 내후성이 강해 자주 교체할 필요가 없습니다. 석재 및 목재와의 상용성이 좋고 전기화학적 부식이 없어 장기간-보호가 가능합니다.

대규모 생산과-공정 최적화를 통해 건축용 티타늄 플레이트 비용이 5년 전보다 30% 이상 감소했습니다. 자동화된 생산 라인, 레이저 용접, 3D 프린팅 및 기타 기술은 부품의 처리 정확성과 효율성을 향상시켜 티타늄이 고급 맞춤화에서 산업 응용으로 전환되는 것을 촉진했습니다.- 중국의 "이중 탄소" 목표와 친환경 건축 표준이 이를 뒷받침합니다. BIPV 분야의 발전으로 인해 커튼월에 사용되는 티타늄판의 비중이 2030년 5%에서 15%로 높아질 것으로 예상된다. 건설엔지니어링 분야의 전 세계 티타늄판 사용량은 2025년까지 22만톤에 달해 2020년 대비 175% 증가하고 향후 5년간 빠른 성장을 유지할 것으로 예상된다.