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玻璃鋼在建筑中的應用

來源:  發布時間:2019-07-30   點擊量:93

玻璃鋼同一切復合材料一樣,由兩部分材料組成。一部分稱為增強材料,在復合材料中起骨架作用;另一部分稱為基體材料,在復合材料中起粘結作用。玻璃鋼中的增強材料就是玻璃纖維。玻璃纖維是由熔融的玻璃拉成或吹成的無機纖維材料,其主要化學成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。制成的纖維有長絲、短絲及絮狀物,直徑一般為3~80微米,最粗也只有頭發絲那樣粗細。直徑為10微米的玻璃纖維,抗拉強度為3600兆帕,相當于在每平方毫米的截面積上能承受360千克的拉力而不斷。這種強度比高強度鋼還高出2倍。
    為什么拉成玻璃纖維后會有如此高的強度呢?大塊玻璃強度不高,是因為其內部存在許多微裂縫、氣孔和夾雜物等。如果把大塊玻璃比作一塊布滿小洞的破布,把玻璃制成玻璃纖維就相當于把這塊破布撕成許多細小的布條。我們知道,把破布隨意撕成布條時總是在有洞的地方撕開,這樣,撕下來的布條上小洞就減少了,就變得比破布還結實。玻璃纖維比一般玻璃強度高,甚至比鋼還高,道理就在于此。
玻璃鋼的力學性能可在很大范圍內進行設計,由于選用的材料不同,增強材料的鋪設方向和方向差異,可以獲得性能判別很大的復合材料,如單向玻纖增強環氧復合材料的拉伸強度可達1000MPa以上,比鋼(建筑鋼)的拉伸強度還高,選用碳纖維作增強材料,制得的玻璃鋼彈性模量可以達到建筑鋼材水平,而其密度卻比鋼材小4~5倍。更為突出的是玻璃鋼在制造過程中,可以根據構件受力狀況局部加強,這樣既可提高結構的承載能力,又能節約材料的減輕自重。玻璃鋼的表面光潔,可以配制成各種鮮艷的色彩,也可以制造出不同的花紋和圖案,適宜制造各種玻璃鋼裝飾板、大型玻璃鋼浮雕及工藝美術彩神‖下载等。 透明玻璃鋼的透光率達85%以上(與玻璃相似),其最大特點是不易破碎,能承受荷載。用于建筑工程時可以將結構、圍護及采光三者綜合設計,能夠達到簡化采光設計,降低工程造價之目的。
建筑物的作用是能夠防止由熱傳導、熱對流引起的溫度變化,給人們以良好的工作和休息環境。一般建筑材料的隔熱性能較差,例如普通混凝土的導熱系數為1.5~2.1W(m·K),紅磚的導熱系數為0.81 W(m·K),樹脂基復合材料的夾層結構的導熱系數為0.05~0.08 W(m·K),比普通紅磚小10倍,比混凝土小20多倍。
隔音效果好壞是評價建筑物質量的標準之一。但傳統材料中,隔音效果好的建筑材料往往密度較大,隔熱性差,運輸和安裝困難。玻璃鋼的隔音性能雖然不很理想,但它有消逝振動音波及傳播音波的作用,經過專門設計的夾層結構,可達到既隔音又隔熱的雙層效果。
玻璃鋼具有良好的絕緣性能,它不受電磁波作用,不反射無線電波。通過設計,可使其在很寬的頻段內都具有良好的透微波性能,對電通訊系統的建筑物有特殊用途,如可用于制造雷達天線罩和各種機房。
玻璃鋼有很好的抗微生物作用和耐酸、堿、有機溶劑及海水腐蝕作用的能力。特別適用于化工建筑、地下建筑及水工建筑等工程。透水和吸水性 玻璃鋼吸濕性很低,不透水,可以用于建筑工程中的防水、給水及排水等工程。
用作承載結構的復合材料建筑制品有:柱、桁架、梁、基礎、承重折板、屋面板、樓板等,這些玻璃鋼構件,主要用于化學腐蝕廠房的承重結構、高層建筑及全玻璃鋼-復合材料樓房大板結構。 玻璃鋼圍護結構制品有各種波紋板、夾層結構板,各種不同材料玻璃鋼復合板,整體式和裝配式折板結構和殼體結構。用作殼體結構的板材,它既是圍護結構,又是承重結構。這些構件可用作工業及民用建筑的外墻板、隔墻板、防腐樓板、屋頂結構、遮陽板、天花板、薄殼結構和折板結構的組裝構件。透光建筑制品有透明波形板、半透明夾層結構板、整體式和組裝式采光罩等,主要用于工業廠房、民用建筑、農業溫室及大型公用建筑的天窗、屋頂及圍擴墻面采光等。 屬于此類材料制品有門窗斷面玻璃鋼拉擠型材、平板、浮雕板、復合板等,一般窗框型材用樹脂玻璃鋼。復合材料門窗防水、隔熱、耐化學腐蝕。用于工業及民用建筑,裝飾板用作墻裙、吊頂、大型浮雕等。
市政建設中給水、排水及污水處理工程中已大量使用復合材料制品,如各種規格的給水玻璃鋼管、高位水箱、化糞池、防腐排污管等。屬于此類產品的有浴盆、洗面盆、坐便盆,各種整體式、組裝式衛生間等,廣泛用于各類建筑的衛生工程和各種衛生間。屬此類復合材料制品有冷卻塔、管道、板材、柵板、風機、葉片及整體成型的采暖通風制品。
工程上應用的中央空調系統中的通風廚、送風管、排氣管、防腐風機罩等。如旋轉餐廳屋蓋、異形尖頂裝飾屋蓋、樓房加高、球形屋蓋、屋頂花園、屋頂游泳池、廣告牌和廣告物等。 大跨度飛機庫、各種尺寸的冷庫、活動房屋、崗亭、仿古建筑、移動劇院、透微波塔樓、屏蔽房、防腐車間、水工建筑、防浪堤、太陽能房、充氣建筑等。 玻璃鋼在建筑中的其它用途還很多,如各種家具、馬路上的陰井蓋、公園和運動場座椅、海濱浴場活動更衣室、公園仿古涼亭等。
玻璃鋼襯里從基層角度來分,可分為鋼基層襯玻璃鋼和混凝土襯玻璃鋼,這兩種玻璃鋼對基層的要求、膠結料配方、施工方法、施工間隔、玻璃鋼結構、及養護都有所不同。這里主要講述高性能玻璃鋼的機理,根據復合樹脂原理、新型固化劑、新型防銹顏料、無溶劑配方工藝、硅烷偶聯劑等技術,使該產品與普通玻璃鋼性能上有較大提高。
      水泥砂漿或混凝土基層,必須堅固、密實、平整,坡度和強度符合設計要求,不應有起砂、起殼、裂縫、蜂窩、麻面等現象;平整度用2m直尺檢查時,允許空隙不大于5mm;含水率在20mm厚度不大于6%,本方案采用濕固化配方可不受此限制;施工前,應將表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干凈;已被油脂和化學品污染的表面,須進行預處理。
      玻璃鋼防腐層設計為:二底油、三布六油、 二面油、一砂(地面增加一砂防滑)工藝。底料應用環氧樹脂稀油二道,使膠料濕潤鋼基層,或滲入水泥砂漿可達5mm,驅走水泥砂漿內的空氣,提高了強度,與基層的接合得到保證。在襯布前,先刷噴一道環氧呋喃胺樹脂膠料,鋪平玻璃布、無氣泡和空鼓后,再刷噴一道環氧呋喃胺樹脂膠料,依此完成三布鋪襯。面料為富樹脂層,是耐蝕性關鍵部位,須飽滿、無針孔、光澤亮麗。
       玻璃鋼復合材料在建筑節能的應用市場十分寬廣,采暖通風工程中,玻璃鋼已用于制造冷卻塔、通風廚、送風管、排氣管、柵板、防腐風機罩等;另外,玻璃鋼在冷庫、活動房屋、崗亭、仿古建筑、移動劇院、透微波塔樓、屏蔽房、水箱、井蓋、電纜橋架等領域也得到廣泛應用。隨著我國城鎮化進程的加快,建筑業投資越來越多,我國“十一五”規劃中明確指出,從2005年起,新建采暖居住建筑應在此前國家節能要求的基礎上再提高30%,建設部在節能專項規劃中指出,“十一五”期間25%既有建筑要進行改造。建筑節能改造和供熱系統的改造巨大工作量,帶來玻璃鋼的市場前景廣闊,綠色環保、阻燃、節能型的新型建筑材料必將大有作為
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