淺談樹脂基復(fù)合材料在建筑工業(yè)中的應(yīng)用#知識(shí)資料

1、- Page 1- 維普資訊 林業(yè)勘察設(shè)計(jì) (福建) 2005年第2期 淺談樹脂基復(fù)合材料在建筑工業(yè)中的應(yīng)用 劉 宙 (福建省建材工業(yè)學(xué)校，350002) 摘要 樹脂基復(fù)合材料(俗稱玻璃鋼)具有優(yōu)良的建筑性能，在建筑工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。 從樹脂基復(fù)合材料的建筑性能入手，論述它在建筑工業(yè)中多個(gè)方面的應(yīng)用，以促進(jìn)樹脂基復(fù)合材 料在我國(guó)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞 樹脂基復(fù)合材料 建筑性能 建筑工業(yè) 樹脂基復(fù)合材料(ResinMatrixComposite)也稱纖維增強(qiáng)塑料(FiberReinforcedPlastics)，是目前技術(shù) 比較成熟且應(yīng)用最為廣泛的一類復(fù)合材料

2、。這種材料是用短切的或連續(xù)纖維及其織物增強(qiáng)熱固性或熱塑 性樹脂基體，經(jīng)復(fù)合而成。以玻璃纖維作為增強(qiáng)相的樹脂基復(fù)合材料在世界范圍內(nèi)已形成了產(chǎn)業(yè)，在我國(guó) 俗稱玻璃鋼。從國(guó)外復(fù)合材料的發(fā)展歷史來(lái)看，樹脂基復(fù)合材料于1932年在美國(guó)出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)70多年的研 究和發(fā)展，目前已經(jīng)形成了集科研、試制、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、檢測(cè)、應(yīng)用等為一體的完整的工業(yè)體系。各種樹脂基 復(fù)合材料的原材料配套、工藝裝備、研究應(yīng)用及系列產(chǎn)品的開發(fā)等技術(shù)日趨成熟，已處于迅速發(fā)展的階段。 美國(guó)、加拿大、日本、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑工業(yè)中樹脂基復(fù)合材料的用量都在逐年遞增。我國(guó)的復(fù)合材 料起始于1958年，首先用于軍工制品，而后逐漸擴(kuò)展到民用。經(jīng)過(guò)多

3、年的發(fā)展，樹脂基復(fù)合材料已廣泛應(yīng) 用于建筑工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、交通運(yùn)輸與能源工業(yè)、機(jī)械電器工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)療、體育、娛樂、國(guó)防、軍工及 航空航天領(lǐng)域、農(nóng)、林、牧、漁及食品業(yè)等多種行業(yè)。其中建筑工業(yè)作為國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占 有很重要的地位，不論在哪一個(gè)國(guó)家，建筑工業(yè)都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì) 居住面積、房屋質(zhì)量和娛樂設(shè)施等提出越來(lái)越高的要求，建筑工業(yè)的改革和發(fā)展已影響每一個(gè)人。因此， 本文就樹脂基復(fù)合材料在建筑工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。 1 樹脂基復(fù)合材料的建筑性能 建筑工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展方向是：改善施工條件，加快建設(shè)進(jìn)度，降低成本，提高質(zhì)量，節(jié)約能源，減少運(yùn) 輸，保護(hù)

4、耕地，保護(hù)環(huán)境和提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等。為了達(dá)到此目的，必須從改善現(xiàn)有的建筑材料和發(fā)展新 型建筑材料方向著手。樹脂基復(fù)合材料的出現(xiàn)，給了我們新的選擇。從樹脂基復(fù)合材料的建筑性能上分 析，主要體現(xiàn)在：材料性能的可設(shè)計(jì)性。樹脂基復(fù)合材料的性能可根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如要求耐水、 防腐、高強(qiáng)，可選用樹脂基復(fù)合材料。由于樹脂基復(fù)合材料的重量輕，制造方便，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜 的建筑制品，能夠一次成型制造，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。力學(xué)性能好。樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性 能可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于選用的材料不同，增強(qiáng)材料的鋪設(shè)方向差異，可以獲得性能差別很大的 復(fù)合材料，如單向玻纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度

5、可達(dá) 1000MPa以上，比鋼(建筑鋼)的拉伸強(qiáng)度還 高，選用碳纖維作增強(qiáng)材料，制得的樹脂基復(fù)合材料彈性模量可以達(dá)到建筑鋼材水平，而其密度卻比鋼材 小45倍。更為突出的是樹脂基復(fù)合材料在制造過(guò)程中，可以根據(jù)構(gòu)件受力狀況進(jìn)行局部加強(qiáng)，這樣既 可提高結(jié)構(gòu)的承載能力，又能節(jié)約材料、減輕自重。裝飾性好。樹脂基復(fù)合材料的表面光潔，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，適宜制造各種裝飾板、大型浮雕及工藝美術(shù)雕塑等。 透光性。透明玻璃鋼的透光率達(dá)85以上(與玻璃相似)，其最大特點(diǎn)是不易破碎，能承受荷載。用于 建筑工程時(shí)可以將結(jié)構(gòu)、圍護(hù)及采光三者綜合設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到簡(jiǎn)化采光設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)

6、之目的。隔 熱性。建筑物能夠防止由熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流引起的溫度變化，給人們以良好的工作和休息環(huán)境。一般建筑材 料的隔熱性能較差，例如普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為 1521W(m K)，紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)為 081W(m K)，樹脂基復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)為005008W(mK)，比普通紅磚小l0倍，比混 凝土小20多倍。隔音性。隔音效果好壞是評(píng)價(jià)建筑物質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。但傳統(tǒng)材料中，隔音效果好的 67 - Page 2- 維普資訊 林業(yè)勘察設(shè)計(jì) (福建) 2005年第2期 建筑材料往往密度較大，隔熱性差，運(yùn)輸和安裝困難。樹脂基復(fù)合材料的隔音性能雖然不很理想，但它有

7、消除振動(dòng)音波及傳播音波的作用，經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的夾層結(jié)構(gòu)，可達(dá)到既隔音又隔熱的雙重效果。電性 能。玻璃鋼具有良好的絕緣性能，它不受電磁波作用，不反射無(wú)線電波。通過(guò)設(shè)計(jì)，可使其在很寬的頻段 內(nèi)都具有良好的透微波性能，對(duì)構(gòu)筑電波通訊系統(tǒng)的建筑物特別有利，如可用于制造雷達(dá)天線罩和各種機(jī) 房等。耐化學(xué)腐蝕。玻璃鋼有很好的抗微生物作用和耐酸、堿、有機(jī)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。 2 樹脂基復(fù)合材料的建筑用途 樹脂基復(fù)合材料作為一種新型的建筑材料，具有上文所說(shuō)的種種優(yōu)良建筑性能，

8、在建筑工業(yè)中使用樹 脂基復(fù)合材料對(duì)減輕建筑物 自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑設(shè)計(jì)，加速施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)， 提高經(jīng)濟(jì)效益等都十分有利。隨著建筑工業(yè)的迅速發(fā)展，樹脂基復(fù)合材料越來(lái)越多地被用于建筑工程的 各個(gè)方面：承載結(jié)構(gòu)。用作承載結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料建筑制品有：柱、桁架、梁、基礎(chǔ)、承重折板、屋面板、樓板 等，這些復(fù)合材料構(gòu)件，主要用于化學(xué)腐蝕廠房的承重結(jié)構(gòu)、高層建筑及全玻璃鋼一復(fù)合材料樓房大板結(jié) 構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)制品有各種波紋板、夾層結(jié)構(gòu)板，各種不同材料復(fù)合板，整體式和裝 配式折板結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。用作殼體結(jié)構(gòu)的板材，它既是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，又是承重結(jié)構(gòu)。這些構(gòu)件可用作工業(yè) 及民用建筑的

9、外墻板、隔墻板、防腐樓板、屋頂結(jié)構(gòu)、遮陽(yáng)板、天花板、薄殼結(jié)構(gòu)和折板結(jié)構(gòu)的組裝構(gòu)件。 采光制品。透光建筑制品有透明波形板、半透明夾層結(jié)構(gòu)板、整體式和組裝式采光罩等，主要用于工業(yè)廠 房、民用建筑、農(nóng)業(yè)溫室及大型公用建筑的天窗、屋頂及圍擴(kuò)墻面采光等。門窗裝飾材料。屬于此類材 料制品有門窗斷面復(fù)合材料拉擠型材、平板、浮雕板、復(fù)合板等，一般窗框型材用樹脂玻璃鋼。復(fù)合材料門 窗防水、隔熱、耐化學(xué)腐蝕，用于工業(yè)及民用建筑。裝飾板可用作墻裙、吊頂、大型浮雕等。給排水工程 材料。市政建設(shè)中給水、排水及污水處理工程中已大量使用復(fù)合材料制品，如各種規(guī)格的給水玻璃鋼管、 高位水箱、化糞池、防腐排污管等。衛(wèi)生潔具材料。

10、屬于此類產(chǎn)品的有浴盆、洗面盆、坐便盆，各種整體 式、組裝式衛(wèi)生間等，廣泛用于各類建筑的衛(wèi)生工程。采暖通風(fēng)材料。屬此類復(fù)合材料制品有冷卻塔、 管道、板材、柵板、風(fēng)機(jī)、葉片及整體成型的采暖通風(fēng)制品。工程上應(yīng)用的中央空調(diào)系統(tǒng)中的通風(fēng)廚、送風(fēng) 管、排氣管、防腐風(fēng)機(jī)罩等。高層樓房屋頂建筑。如旋轉(zhuǎn)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。特殊建筑。大跨度飛機(jī)庫(kù)、各種尺寸的冷庫(kù)、活動(dòng)房 屋、崗?fù)?、仿古建筑、移?dòng)劇院、微波塔樓、屏蔽房、防腐車間、水工建筑、防浪堤、太陽(yáng)能房、充氣建筑等。 其它。復(fù)合材料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(yùn)動(dòng)場(chǎng)座椅、海濱浴場(chǎng) 活動(dòng)更衣室、公園仿古涼亭等。 3 結(jié)語(yǔ) 樹脂基復(fù)合材料以其優(yōu)異的建筑性能，在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但我國(guó)樹脂基復(fù)合材料的發(fā) 展起步較晚，盡管引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，但利用率不高，手糊成型的制品占80，僅有20