建筑工业在国民经济中占有不一般的地位,无论是哪一个国家,建筑工业望远是国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步,人们对居住面积、房屋质量和娱乐设施等提出更高的要求,这就是推进建筑工业改良发展的动力。建筑工业现代化的发展目标是:改善施工条件,加快建设进展,降低成本,提升质量,节约能源,减少运输,保护耕地,保护环境和提升技术经济效益等。为了达到此目的,必须从完善现在的建筑材料和研制新型建筑材料的目标入手。
复合材料的建筑机能
(1)材料机能的可设计性 树脂基复合材料的机能可依据实用要求进行设计,如需要耐水、防腐、高强,可选用树脂基复合材料。因为树脂基复合材料的重量轻,制作方便,对于大型结构和形状复杂的建筑制品,可以一次成型制作,提升建筑结构的整体性。
(2)力学机能好 树脂基复合材料的力学机能可在广阔的范围内进行设计,因为选用的材料不一样,增强材料的铺设目标和目标差别,可以获得机能判别很大的复合材料,如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达1000MPa以上,比钢(建筑钢)的拉伸强度还高,选用碳纤维作增强材料,制得的树脂基复合材料弹性模量可以达到建筑钢材水平,而其密度却比钢材小4~5倍。更为突出的是树脂基复合材料在制作过程中,可以依据构件受力状况局部加强,这样既可提升结构的承载能力,又能节约材料的减轻自重。
(3)装饰性好 树脂基复合材料的表面光洁,能配制成不同鲜艳的色彩,还能制作出不同的花纹和图案,适合制作不同装饰板、大型浮雕及工艺美术雕塑等。
(4)透光性 透明玻璃钢的透光率达85%以上(与玻璃相似),其最大特点是不易破碎,能承受荷载。用于建筑工程时可以将结构、围护及采光三者综合设计,可以达到简化采光设计,降低工程造价之目的。
(5)隔热性 建筑物的作用是可以防止由热传导、热对流引起的温度变化,给人们以良好的工作和休息环境。一般建筑材料的隔热机能较差,例如普通混凝土的导热系数为1.5~2.1W(m·K),红砖的导热系数为0.81 W(m·K),树脂基复合材料的夹层结构的导热系数为0.05~0.08 W(m·K),比普通红砖小10倍,比混凝土小20多倍。
(6)隔音性 隔音效果好坏是评估建筑物质量的标准之一。可是传统材料中,隔音效果好的建筑材料往往密度较大,隔热性差,运输和安装困难。树脂基复合材料的隔音机能虽然不很理想,可是它有消逝振动音波及传播音波的作用,经过专门设计的夹层结构,可达到既隔音又隔热的双层效果。
(7)电机能 玻璃钢具有良好的绝缘机能,它不受电磁波作用,不反射无线电波。通过设计,可使其在很宽的频段内都具有良好的透微波机能,对电通讯系统的建筑物有特别作用,如可用于制作雷达天线罩和不同机房。
(8)耐化学腐蚀 玻璃钢有不错的抗微生物作用和耐酸、碱、有机溶剂及海水腐蚀作用的能力。特别适用于化工建筑、地下建筑及水工建筑等工程。
(9)透水和吸水性 玻璃钢吸湿性很低,不透水,可以用于建筑工程中的防水、给水及排水等工程。
复合材料的运用状况
随着建筑工业的快速发展,复合材料越来越多地被用于建筑工程:
(1)承载结构 用作承载结构的复合材料建筑制品有:柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等,这些复合材料构件,主要用于化学腐蚀厂房的承重结构、高层建筑及全玻璃钢-复合材料楼房大板结构。
(2)围护结构 复合材料围护结构制品有不同波纹板、夹层结构板,不同不同材料复合板,整体式和装配式折板结构和壳体结构。用作壳体结构的板材,它既是围护结构,又是承重结构。这些构件可用作工业及民用建筑的外墙板、隔墙板、防腐楼板、屋顶结构、遮阳板、天花板、薄壳结构和折板结构的组装构件。
(3)采光制品 透光建筑制品有透明波形板、半透明夹层结构板、整体式和组装式采光罩等,主要用于工业厂房、民用建筑、农业温室及大型公用建筑的天窗、屋顶及围扩墙面采光等。
(4)门窗装饰材料 属于此类材料制品有门窗断面复合材料拉挤型材、平板、浮雕板、复合板等,一般窗框型材用树脂玻璃钢。复合材料门窗防水、隔热、耐化学腐蚀。用于工业及民用建筑,装饰板用作墙裙、吊顶、大型浮雕等。
(5)给排水工程材料 市政建设中给水、排水及污水处理工程中已大量实用复合材料制品,如不同规格的给水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐排污管等。
(6)卫生洁具材料 属于此类产品的有浴盆、洗面盆、坐便盆,不同整体式、组装式卫生间等,广泛用于各类建筑的卫生工程和不同卫生间。
(7)采暖通风材料 属此类复合材料制品有冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶片及整体成型的采暖通风制品。工程上应用的中央空调系统中的通风厨、送风管、排气管、防腐风机罩等。
(8)高层楼房屋顶建筑 如旋转餐厅屋盖、异形尖顶装饰屋盖、楼房加高、球形屋盖、屋顶花园、屋顶游泳池、广告牌和广告物等。
(9)特别建筑 大跨度飞机库、不同尺寸的冷库、活动房屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、透微波塔楼、屏蔽房、防腐车间、水工建筑、防浪堤、太阳能房、充气建筑等。
(10)其它 复合材料在建筑中的其它运用数不胜数,如不同家具、马路上的阴井盖、公园和运动场座椅、海滨浴场活动更衣室、公园仿古凉亭等