建筑工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有很重要的地位,不論是哪一個國家,建筑工業(yè)望遠是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著社會的進步,人們對居住面積、房屋質(zhì)量和娛樂設施等提出越來越高的要求,這就是推動建筑工業(yè)改革發(fā)展的動力。
建筑工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展方向是:改善施工條件,加快建設進度,降低成本,提高質(zhì)量,節(jié)約能源,減少運輸,保護耕地,保護環(huán)境和提高技術經(jīng)濟效益等。為了達到此目的,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。
在建筑工業(yè)中發(fā)展和使用樹脂基復合材料對減輕建筑物自重,提高建筑物的使用功能,改革建筑設計,加速施工進度,降低工程造價,提高經(jīng)濟效益等都十分有利,是實現(xiàn)建筑工業(yè)現(xiàn)代化的必要條件。
1、樹脂基復合材料的建筑性能
(1)材料性能的可設計性 樹脂基復合材料的性能可根據(jù)使用要求進行設計,如要求耐水、防腐、高強,可選用樹脂基復合材料。由于樹脂基復合材料的重量輕,制造方便,對于大型結(jié)構(gòu)和形狀復雜的建筑制品,能夠一次成型制造,提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。
(2)力學性能好 樹脂基復合材料的力學性能可在很大范圍內(nèi)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(huán)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,制得的樹脂基復合材料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。更為突出的是樹脂基復合材料在制造過程中,可以根據(jù)構(gòu)件受力狀況局部加強,這樣既可提高結(jié)構(gòu)的承載能力,又能節(jié)約材料的減輕自重。
(3)裝飾性好 樹脂基復合材料的表面光潔,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雕塑等。
(4)透光性 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(jié)構(gòu)、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。
(5)隔熱性 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(huán)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(shù)為1.5~2.1W(m·K),紅磚的導熱系數(shù)為0.81 W(m·K),樹脂基復合材料的夾層結(jié)構(gòu)的導熱系數(shù)為0.05~0.08 W(m·K),比普通紅磚小10倍,比混凝土小20多倍。
(6)隔音性 隔音效果好壞是評價建筑物質(zhì)量的標準之一。但傳統(tǒng)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。樹脂基復合材料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(jīng)過專門設計的夾層結(jié)構(gòu),可達到既隔音又隔熱的雙層效果。
(7)電性能 玻璃鋼具有良好的絕緣性能,它不受電磁波作用,不反射無線電波。通過設計,可使其在很寬的頻段內(nèi)都具有良好的透微波性能,對電通訊系統(tǒng)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。
(8)耐化學腐蝕 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。
(9)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、建筑用樹脂基復合材料的應用情況
隨著建筑工業(yè)的迅速發(fā)展,復合材料越來越多地被用于建筑工程:
(1)承載結(jié)構(gòu) 用作承載結(jié)構(gòu)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,這些復合材料構(gòu)件,主要用于化學腐蝕廠房的承重結(jié)構(gòu)、高層建筑及全玻璃鋼-復合材料樓房大板結(jié)構(gòu)。
(2)圍護結(jié)構(gòu) 復合材料圍護結(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)及民用建筑的外墻板、隔墻板、防腐樓板、屋頂結(jié)構(gòu)、遮陽板、天花板、薄殼結(jié)構(gòu)和折板結(jié)構(gòu)的組裝構(gòu)件。
(3)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、屋頂及圍擴墻面采光等。
(4)門窗裝飾材料 屬于此類材料制品有門窗斷面復合材料拉擠型材、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(yè)及民用建筑,裝飾板用作墻裙、吊頂、大型浮雕等。
(5)給排水工程材料 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(guī)格的給水玻璃鋼管、高位水箱、化糞池、防腐排污管等。
(6)衛(wèi)生潔具材料 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)生工程和各種衛(wèi)生間。
(7)采暖通風材料 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(diào)系統(tǒng)中的通風廚、送風管、排氣管、防腐風機罩等。
(8)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。
(9)特殊建筑 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。
(10)其它 復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、公園和運動場座椅、海濱浴場活動更衣室、公園仿古涼亭等。