提升焊接技術和監測大氣腐蝕，令香港建築物更安全和可持續

在建築的領域中，鋼材對於建造堅固的建築物和耐用的基礎設施不可或缺，並且當以堅韌為原則。為了讓鋼材更加強韌，理大的研究人員研發了關鍵的改進方法。

高強度鋼材如 S690 和 S960，具有優異的強度重量比，能夠減少高層建築和大跨度橋樑中的鋼材使用量和建造成本。理大土木及環境工程學系教授、國家鋼結構工程技術研究中心香港分中心主任鍾國輝教授指出，儘管 S690 和 S960 自上世紀 90 年代起已在全球範圍內生產，但其應用仍然有限，部分原因是焊接和品質保證方面常遇到的挑戰。不當的焊接會損害材料，影響結構的完整性和性能。

理大開發的 S960 鋼材焊接技術應用於粉嶺北新發展區的一座人行天橋。

提升焊接技術

由鍾教授領導的研究團隊一直為克服在建造時應用高強度鋼材所面對的挑戰，尋求解決方法。他們對 S690 焊接部件進行了大量測試。研究發現，控制加熱和冷卻過程對於減低焊接接頭熱影響區的微觀結構變化非常關鍵。雖然一些熱量不可避免，但根據接頭形狀調整焊接參數，有助確保最小的熱輸入量。這些發現改進了 S690 的應用，例如在將軍澳跨灣連接路雙拱鋼橋中的使用，為全球行業樹立了先例。

研究團隊進一步提出解決方案，以最大限度減少以至消除焊接對超高強度 S960 鋼材的負面影響。在實際應用中，該解決方案已在粉嶺北新發展區粉嶺繞道東段的一座人行天橋中採用。新焊接技術可讓專案使用更薄、更少的鋼材，從而減輕了天橋的重量，減少了所需的基樁柱數量，進而降低了碳排放，並提升了工程的可持續性。該專案是香港首個使用 S960 鋼材的公共工程。

應對大氣腐蝕

這些高強度鋼材技術前景廣闊，然而，瞭解海洋空氣對鋼材的腐蝕作用同樣關鍵。特別是香港等沿海地區，保護基礎設施免受空氣中鹽分侵蝕至關重要。

自 2010 年起，鍾教授的團隊在香港七個不同地點進行了大氣暴露測試。結果顯示，碳鋼的腐蝕速率為每年 30 至 40 微米，而使用於戶外建築的鋅和鍍鋅鋼的腐蝕速率較慢，每年僅為 3 微米。維多利亞港附近的建築物尤其容易受到腐蝕，這可能影響其耐久性，甚至可能產生安全風險。

為應對這些挑戰，理大博士生袁嘉輝先生在鍾教授的指導下，開發了一套即時腐蝕監測系統。2020 年至 2024 年間，他每年從那七個測試地點收集約四萬組資料，利用電化學技術、遙測感應和人工智慧資料分析，評估腐蝕性化學物質和氣候因素對鋼結構的影響。

該監測系統已在香港科學園的創新斗室和香港首個採用組裝合成建築技術興建的鋼結構過渡性房屋專案「南昌 220」中實施。

戶外暴露測試用於測量不同鋼合金的大氣腐蝕速率。