玻璃鋼在建筑中的應(yīng)用

1、玻璃鋼在建筑中的應(yīng)用玻璃鋼在建筑中的應(yīng)用摘要:在建筑工業(yè)中發(fā)展和使用玻璃鋼對(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，是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)現(xiàn)代化的必要條件。玻璃鋼的性能可根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如要求采光、耐水、防腐、高強(qiáng)、隔音，可選用樹(shù)脂基復(fù)合材料。由于玻璃鋼的重量輕，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，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。關(guān)鍵詞：透明防水采光建筑玻璃

2、鋼吸聲玻璃鋼誕生于本世紀(jì)40年代。那時(shí)，正值第二次世界大戰(zhàn)。戰(zhàn)爭(zhēng)需要大量的武器裝備，迅速發(fā)展的軍事工業(yè)對(duì)材料提出了越來(lái)越高的要求。例如，制造飛機(jī)的材料要求密度小而強(qiáng)度高；制造潛艇的材料，既要耐海水腐蝕，又要能防磁，以避開(kāi)魚雷的襲擊。同一種零件要求同時(shí)具有好幾種優(yōu)異的性能，有時(shí)這些性能看起來(lái)是相互矛盾而不能兼有的。顯然，這樣的要求是任何一種單一材料所無(wú)法滿足的。于是，人們?cè)O(shè)法把兩種或兩種以上的材料結(jié)合起來(lái)，讓它們?nèi)￠L(zhǎng)補(bǔ)短，相得益彰，制成兼

3、有幾種優(yōu)良性能的新材料，這就是復(fù)合材料。雖然“復(fù)合”的思想可以追溯到久遠(yuǎn)的古代，但用到人工材料的復(fù)合材料則直到本世紀(jì)上半葉才出現(xiàn)。先是1907年世界上第一家人工合成酚醛樹(shù)脂廠建立，接著一大批人工合成樹(shù)脂，如脲醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂相繼出現(xiàn)。樹(shù)脂材料容易成形，比重小，耐磨，耐腐蝕，但它們脆性較大。于是人們用天然纖維與之復(fù)合，產(chǎn)生了最初的含有人工材料的復(fù)合材料。其中天然纖維稱為增強(qiáng)材料，人工合成樹(shù)脂稱為基體材料。如在無(wú)

4、線電通信設(shè)備和軍事器械中常用的“電木”，就是用木粉、布、紙或其他纖維作為增強(qiáng)材料，經(jīng)浸漬酚醛樹(shù)脂層壓而成的復(fù)合材料。玻璃鋼中沒(méi)有金屬元素，更不是鐵碳合金，它是一種復(fù)合材料。之所以稱它為“玻璃鋼”，是因?yàn)樗哂袖撘话愕膭倧?qiáng)性格，真可謂“不是鋼，勝似鋼”。玻璃鋼同一切復(fù)合材料一樣，由兩部分材料組成。一部分稱為增強(qiáng)材料，在復(fù)合材料中起骨架作用；另一部分稱為基體材料，在復(fù)合材料中起粘結(jié)作用。玻璃鋼中的增強(qiáng)材料就是玻璃纖維。玻璃纖維是由熔融的玻璃

5、拉成或吹成的無(wú)機(jī)纖維材料，其主要化學(xué)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(zhǎng)絲、短絲及絮狀物，直徑一般為3～80微米，最粗也只有頭發(fā)絲那樣粗細(xì)。直徑為10微米的玻璃纖維，抗拉強(qiáng)度為3600兆帕，相當(dāng)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(qiáng)度比高強(qiáng)度鋼還高出2倍。為什么拉成玻璃纖維后會(huì)有如此高的強(qiáng)度呢？大塊玻璃強(qiáng)度不高，是因?yàn)槠鋬?nèi)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

6、破布，把玻璃制成玻璃纖維就相當(dāng)于把這塊破布撕成許多細(xì)小的布條。我們知道，把破布隨意撕成布條時(shí)總是在有洞的地方撕開(kāi)，這樣，撕下來(lái)的布條上小洞就減少了，就變得比破布還結(jié)實(shí)。玻璃纖維比一般玻璃強(qiáng)度高，甚至比鋼還高，道理就在于此。玻璃鋼的力學(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)方向和方向差異，可以獲得性能判別很大的復(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)度可達(dá)1000MPa以上，比鋼（建筑鋼）的拉伸強(qiáng)度還高，選用碳

7、纖維作增強(qiáng)材料，制得的玻璃鋼彈性模量可以達(dá)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(guò)程中，可以根據(jù)構(gòu)件受力狀況局部加強(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，適宜制造各種裝飾板、大型浮雕及工藝美術(shù)雕塑等。透明玻璃鋼的透光一砂（地面增加一砂防滑）工藝。底料應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂稀油二道，使膠料濕潤(rùn)鋼基層，或滲入水泥砂漿可達(dá)5mm，驅(qū)走

8、水泥砂漿內(nèi)的空氣，提高了強(qiáng)度，與基層的接合得到保證。在襯布前，先刷噴一道環(huán)氧呋喃胺樹(shù)脂膠料，鋪平玻璃布、無(wú)氣泡和空鼓后，再刷噴一道環(huán)氧呋喃胺樹(shù)脂膠料，依此完成三布鋪襯。面料為富樹(shù)脂層，是耐蝕性關(guān)鍵部位，須飽滿、無(wú)針孔、光澤亮麗。玻璃鋼門窗，以優(yōu)異的保溫、隔音性能引起建筑領(lǐng)域的注重。玻璃鋼門窗是以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，以不飽和聚酯樹(shù)脂為基體材料，通過(guò)拉擠工藝生產(chǎn)出空腹異型材，然后通過(guò)切割等工藝制成門窗框，再配上毛條、橡膠條及五金件制

9、成成品門窗。上世紀(jì)90年代，隨著玻璃鋼門窗異型材拉擠和表面涂裝工藝的突破，加拿大茵萊玻璃纖維公司等企業(yè)在此基礎(chǔ)上率先成功研發(fā)出適用于北美地區(qū)的玻璃鋼保溫節(jié)能門窗。由于玻璃鋼材料的特有優(yōu)勢(shì)，使門窗具有保溫節(jié)能、密封隔音、結(jié)構(gòu)精巧、美觀高雅、堅(jiān)固耐用、性能可靠、使用方便等突出優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品具有很大的市場(chǎng)吸引力，目前已迅速擴(kuò)展到北美、西歐、日本、阿拉伯等國(guó)家和地區(qū)。目前我國(guó)的玻璃鋼門窗已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。玻璃鋼拉擠門窗型材生產(chǎn)企業(yè)已有20多

10、家，約有120條拉擠生產(chǎn)線，年產(chǎn)量約20萬(wàn)平方米。我國(guó)玻璃鋼門窗業(yè)雖然還處在起步階段，但產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)凸顯出來(lái)，而且玻璃鋼門窗性能上的優(yōu)勢(shì)，與建筑節(jié)能的要求相符合，這決定其必有可觀的前景。玻璃鋼門窗成為建筑節(jié)能的新寵，在于它優(yōu)良的性能。作為繼木、鋼、鋁、塑后又一新型門窗，玻璃鋼門窗綜合了其他類門窗的防腐、保溫、節(jié)能性能，更具有自身的獨(dú)特性能，在陽(yáng)光直接照射下無(wú)膨脹，在嚴(yán)寒的氣候下無(wú)收縮，輕質(zhì)高強(qiáng)無(wú)需金屬加固，耐老化使用壽命長(zhǎng)，其綜合性能優(yōu)

11、于其他類門窗。業(yè)內(nèi)人士指出，玻璃鋼門窗具有六大特性：輕質(zhì)高強(qiáng)、密封性能佳、節(jié)能保溫、尺寸穩(wěn)定性好、耐候性好及色彩豐富。輕質(zhì)高強(qiáng)。玻璃鋼門窗不需鋼框?yàn)楣羌?，因其本身的高?qiáng)度性能，完全靠自身就能支撐，抗壓、抗折、不變形、不彎曲。既節(jié)省了鋼材，又達(dá)到了使用目的。彌補(bǔ)了塑鋼門窗強(qiáng)度低易變形的缺點(diǎn)。保溫隔熱。數(shù)據(jù)顯示，玻璃鋼型材的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼材的1150，是鋁材的1650。玻璃鋼門窗型材為空腹結(jié)構(gòu)，具有空氣隔熱層，保溫效果佳。優(yōu)質(zhì)玻璃鋼門窗保溫性

12、能優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB848487保溫性能一級(jí)指標(biāo)。采用玻璃鋼雙層玻璃保溫窗，與其他窗戶相比，冬季可提高室溫3.5％26degC左右。據(jù)測(cè)算，一套100平方米的房子每年可以節(jié)省能源費(fèi)1600元。尺寸穩(wěn)定、隔音性好。玻璃鋼型材熱變形溫度為200℃，在冷熱溫差變化較大環(huán)境下，不易與建筑物及玻璃之間產(chǎn)生縫隙，可大大提高玻璃鋼門窗的密封性能。此外，玻璃鋼的樹(shù)脂與玻璃纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)阻尼很高，對(duì)聲音的阻隔可達(dá)2630分貝。玻璃鋼管道。近年來(lái)，我國(guó)新

13、建城市供水工程所用管材多數(shù)為金屬管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。由于金屬管需做防腐處理，長(zhǎng)距離的管道防腐不但增加成本，而且質(zhì)量難以保證；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管在運(yùn)行中易出現(xiàn)爆管、滲漏等質(zhì)量問(wèn)題，節(jié)能效果較差。而玻璃鋼管道由內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外保護(hù)層構(gòu)成，管道內(nèi)襯層含有豐富的樹(shù)脂，耐腐蝕且內(nèi)壁光滑，輸送介質(zhì)摩阻系數(shù)小，結(jié)構(gòu)層用玻璃纖維增強(qiáng)，為承受全部荷載的受力層，使用安全可靠。玻璃鋼管道與金屬管道等其他管道相比，輸送介質(zhì)時(shí)運(yùn)行阻力小、能耗低。當(dāng)輸水量相