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 25/10/2025
Hemp-lime (hempcrete) là vật liệu bao che không chịu lực gồm lõi gỗ gai dầu (hemp shiv/hurd) phối hợp chất kết dính gốc vôi, nổi bật nhờ cách nhiệt – điều hòa ẩm – tính bền môi trường trong nhà; đặc biệt, IRC 2024 – Appendix BL đã xác lập đường quy chuẩn áp dụng cho nhà ở thấp tầng, củng cố tính khả thi kỹ thuật–pháp lý của vật liệu sinh học này.
Bản tin tổng hợp 11/10/2025
Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và biến đổi khí hậu toàn cầu, kiến trúc không chỉ là việc xây dựng mà còn là nghệ thuật hòa hợp giữa con người, môi trường và công nghệ. Bahrain World Trade Center (BWTC) – cặp tháp đôi biểu tượng tại Manama, Bahrain – chính là minh chứng sống động cho sự kết hợp này. Hoàn thành năm 2008, BWTC không chỉ là tòa nhà cao nhất Bahrain (240 mét) mà còn là công trình đầu tiên trên thế giới tích hợp turbine gió vào cấu trúc chính, cung cấp năng lượng tái tạo cho chính nó [1]. Bài viết này sẽ nghiên cứu sâu về kết cấu và nguyên lý thiết kế của BWTC, khám phá cách mà nó vượt qua thách thức môi trường sa mạc để trở thành mô hình bền vững đáng thuyết phục cho các thành phố tương lai. Qua lăng kính học thuật, chúng ta sẽ thấy BWTC không chỉ là một tòa nhà, mà là một tuyên ngôn về sáng tạo kiến trúc.
Bản tin tổng hợp 04/10/2025
Khi các tòa nhà chuyển dịch sang kiến trúc net zero và chiếu sáng tự nhiên không gây lóa, lớp bao che bằng kính truyền thống bộc lộ hạn chế: dẫn nhiệt cao (~0,9–1,0 W/m·K), dễ chói và vỡ vụn khi va đập. Trong bối cảnh đó, gỗ trong suốt (Transparent Wood, TW) nổi lên như một vật liệu sinh học (bio based) đa chức năng: truyền sáng cao nhưng khuếch tán mạnh (haze lớn) để chống lóa, cách nhiệt thấp hơn kính, cơ học dai – không vỡ mảnh sắc. Các tổng quan gần đây tại Energy & Buildings (2025) và Cellulose (2023) đều xem TW là ứng viên cửa sổ/giếng trời thế hệ mới cho công trình hiệu năng năng lượng. [1]
Bản tin tổng hợp 27/09/2025
Ngập lụt đô thị đang là thách thức lớn của thời hiện đại, khi những cơn mưa bất thường có thể khiến cả thành phố tê liệt. Ít ai ngờ rằng từ hơn một nghìn năm trước, người xưa đã tìm ra một giải pháp bền vững: hệ thống thoát nước Phúc Thọ Câu tại thành cổ Cám Châu, Giang Tây. Được xây dựng từ thời Bắc Tống, công trình này vận hành đến nay vẫn hiệu quả, giúp thành phố chống ngập ngay cả trong những trận lũ lịch sử. Câu chuyện về Phúc Thọ Câu không chỉ là di sản kỹ thuật cổ đại, mà còn là gợi ý quý giá cho các đô thị hôm nay trong hành trình tìm lời giải cho bài toán nước và ngập úng.
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.
Thành viên
