淺談樹脂基復合材料在建筑工業(yè)中的應用#知識資料

1、- Page 1- 維普資訊 林業(yè)勘察設計 (福建) 2005年第2期 淺談樹脂基復合材料在建筑工業(yè)中的應用 劉 宙 (福建省建材工業(yè)學校，350002) 摘要 樹脂基復合材料(俗稱玻璃鋼)具有優(yōu)良的建筑性能，在建筑工業(yè)有著廣泛的應用。 從樹脂基復合材料的建筑性能入手，論述它在建筑工業(yè)中多個方面的應用，以促進樹脂基復合材 料在我國的發(fā)展。 關鍵詞 樹脂基復合材料 建筑性能 建筑工業(yè) 樹脂基復合材料(ResinMatrixComposite)也稱纖維增強塑料(FiberReinforcedPlastics)，是目前技術 比較成熟且應用最為廣泛的一類復合材料

2、。這種材料是用短切的或連續(xù)纖維及其織物增強熱固性或熱塑 性樹脂基體，經(jīng)復合而成。以玻璃纖維作為增強相的樹脂基復合材料在世界范圍內已形成了產(chǎn)業(yè)，在我國 俗稱玻璃鋼。從國外復合材料的發(fā)展歷史來看，樹脂基復合材料于1932年在美國出現(xiàn)，經(jīng)過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)、設計、檢測、應用等為一體的完整的工業(yè)體系。各種樹脂基 復合材料的原材料配套、工藝裝備、研究應用及系列產(chǎn)品的開發(fā)等技術日趨成熟，已處于迅速發(fā)展的階段。 美國、加拿大、日本、西歐等發(fā)達國家的建筑工業(yè)中樹脂基復合材料的用量都在逐年遞增。我國的復合材 料起始于1958年，首先用于軍工制品，而后逐漸擴展到民用。經(jīng)過多

3、年的發(fā)展，樹脂基復合材料已廣泛應 用于建筑工業(yè)、化學工業(yè)、交通運輸與能源工業(yè)、機械電器工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)療、體育、娛樂、國防、軍工及 航空航天領域、農(nóng)、林、牧、漁及食品業(yè)等多種行業(yè)。其中建筑工業(yè)作為國家的基礎產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中占 有很重要的地位，不論在哪一個國家，建筑工業(yè)都是國民經(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、房屋質量和娛樂設施等提出越來越高的要求，建筑工業(yè)的改革和發(fā)展已影響每一個人。因此， 本文就樹脂基復合材料在建筑工業(yè)中的應用進行探討。 1 樹脂基復合材料的建筑性能 建筑工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展方向是：改善施工條件，加快建設進度，降低成本，提高質量，節(jié)約能源，減少運 輸，保護

4、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。樹脂基復合材料的出現(xiàn)，給了我們新的選擇。從樹脂基復合材料的建筑性能上分 析，主要體現(xiàn)在：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，對于大型結構和形狀復雜 的建筑制品，能夠一次成型制造，從而提高建筑結構的整體性。力學性能好。樹脂基復合材料的力學性 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差異，可以獲得性能差別很大的 復合材料，如單向玻纖增強環(huán)氧復合材料的拉伸強度

5、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45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)構件受力狀況進行局部加強，這樣既 可提高結構的承載能力，又能節(jié)約材料、減輕自重。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。 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

6、之目的。隔 熱性。建筑物能夠防止由熱傳導、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 1521W(m K)，紅磚的導熱系數(shù)為 081W(m K)，樹脂基復合材料夾層結構的導熱系數(shù)為005008W(mK)，比普通紅磚小l0倍，比混 凝土小20多倍。隔音性。隔音效果好壞是評價建筑物質量的標準之一。但傳統(tǒng)材料中，隔音效果好的 67 - Page 2- 維普資訊 林業(yè)勘察設計 (福建) 2005年第2期 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

7、消除振動音波及傳播音波的作用，經(jīng)過專門設計的夾層結構，可達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，對構筑電波通訊系統(tǒng)的建筑物特別有利，如可用于制造雷達天線罩和各種機 房等。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。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 樹脂基復合材料的建筑用途 樹脂基復合材料作為一種新型的建筑材料，具有上文所說的種種優(yōu)良建筑性能，

8、在建筑工業(yè)中使用樹 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。隨著建筑工業(yè)的迅速發(fā)展，樹脂基復合材料越來越多地被用于建筑工程的 各個方面：承載結構。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，這些復合材料構件，主要用于化學腐蝕廠房的承重結構、高層建筑及全玻璃鋼一復合材料樓房大板結 構。圍護結構。復合材料圍護結構制品有各種波紋板、夾層結構板，各種不同材料復合板，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(yè) 及民用建筑的

9、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。 采光制品。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(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。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。裝飾板可用作墻裙、吊頂、大型浮雕等。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。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系統(tǒng)中的通風廚、送風 管、排氣管、防腐風機罩等。高層樓房屋頂建筑。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。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、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。 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。 3 結語 樹脂基復合材料以其優(yōu)異的建筑性能，在建筑行業(yè)得到了廣泛的應用。但我國樹脂基復合材料的發(fā) 展起步較晚，盡管引進了不少先進技術設備，但利用率不高，手糊成型的制品占80，僅有20