1、- Page 1-维普资讯 http:/ 林业勘察设计 (福建) 2005 年第 2期 浅谈树脂基复合材料在建筑工业中的应用 刘 宙 (福建省建材工业学校，350002) 摘要 树脂基复合材料(俗称玻璃钢)具有优良的建筑性能，在建筑工业有着广泛的应用。 从树脂基复合材料的建筑性能入手，论述它在建筑工业中多个方面的应用，以促进树脂基复合材 料在我国的发展。 关键词 树脂基复合材料 建筑性能 建筑工业 树脂基复合材料(ResinMatrixComposite)也称纤维增强塑料(FiberReinforcedPlastics)，是目前技术 比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连
2、续纤维及其织物增强热固性或热塑 性树脂基体，经复合而成。以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国 俗称玻璃钢。从国外复合材料的发展历史来看，树脂基复合材料于 1932年在美国出现，经过 70多年的研 究和发展，目前已经形成了集科研、试制、生产、设计、检测、应用等为一体的完整的工业体系。各种树脂基 复合材料的原材料配套、工艺装备、研究应用及系列产品的开发等技术日趋成熟，已处于迅速发展的阶段。 美国、加拿大、日本、西欧等发达国家的建筑工业中树脂基复合材料的用量都在逐年递增。我国的复合材 料起始于 1958年，首先用于军工制品，而后逐渐扩展到民用。经过多年的发展，树脂基复
3、合材料已广泛应 用于建筑工业、化学工业、交通运输与能源工业、机械电器工业、电子工业、医疗、体育、娱乐、国防、军工及 航空航天领域、农、林、牧、渔及食品业等多种行业。其中建筑工业作为国家的基础产业，在国民经济中占 有很重要的地位，不论在哪一个国家，建筑工业都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越来越高的要求，建筑工业的改革和发展已影响每一个人。因此， 本文就树脂基复合材料在建筑工业中的应用进行探讨。 1 树脂基复合材料的建筑性能 建筑工业现代化的发展方向是：改善施工条件，加快建设进度，降低成本，提高质量，节约能源，减少运 输，保护耕地，保护环境和提
4、高技术经济效益等。为了达到此目的，必须从改善现有的建筑材料和发展新 型建筑材料方向着手。树脂基复合材料的出现，给了我们新的选择。从树脂基复合材料的建筑性能上分 析，主要体现在：材料性能的可设计性。树脂基复合材料的性能可根据使用要求进行设计，如要求耐水、 防腐、高强，可选用树脂基复合材料。由于树脂基复合材料的重量轻，制造方便，对于大型结构和形状复杂 的建筑制品，能够一次成型制造，从而提高建筑结构的整体性。力学性能好。树脂基复合材料的力学性 能可在很大范围内进行设计，由于选用的材料不同，增强材料的铺设方向差异，可以获得性能差别很大的 复合材料，如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达 1000MP
5、a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 45倍。更为突出的是树脂基复合材料在制造过程中，可以根据构件受力状况进行局部加强，这样既 可提高结构的承载能力，又能节约材料、减轻自重。装饰性好。树脂基复合材料的表面光洁，可以配制 成各种鲜艳的色彩，也可以制造出不同的花纹和图案，适宜制造各种装饰板、大型浮雕及工艺美术雕塑等。 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，能够达到简化采光设计，降低工程造价之目的。隔 热
6、性。建筑物能够防止由热传导、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 料的隔热性能较差，例如普通混凝土的导热系数为 1521W(m K)，红砖的导热系数为 081W(m K)，树脂基复合材料夹层结构的导热系数为 005008W(mK)，比普通红砖小 l0倍，比混 凝土小 20多倍。隔音性。隔音效果好坏是评价建筑物质量的标准之一。但传统材料中，隔音效果好的 67 - Page 2-维普资讯 http:/ 林业勘察设计 (福建) 2005 年第 2期 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性能虽然不很理想，但它有 消除振动音波及传播音波的作用，经
7、过专门设计的夹层结构，可达到既隔音又隔热的双重效果。电性 能。玻璃钢具有良好的绝缘性能，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性能，对构筑电波通讯系统的建筑物特别有利，如可用于制造雷达天线罩和各种机 房等。耐化学腐蚀。玻璃钢有很好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。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。 2 树脂基复合材料的建筑用途 树脂基复合材料作为一种新型的建筑材料，具有上文所说的种种优良建筑性能，在建筑工业中使用树 脂基复合材料
8、对减轻建筑物 自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑设计，加速施工进度，降低工程造价， 提高经济效益等都十分有利。随着建筑工业的迅速发展，树脂基复合材料越来越多地被用于建筑工程的 各个方面：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一复合材料楼房大板结 构。围护结构。复合材料围护结构制品有各种波纹板、夹层结构板，各种不同材料复合板，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
9、构、遮阳板、天花板、薄壳结构和折板结构的组装构件。 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。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。装饰板可用作墙裙、吊顶、大型浮雕等。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使用复合材料制品，如各种规格的给水玻璃钢管、 高位水箱、化粪池、防腐排污管等。卫生洁具材料。属于此类产品的有浴盆、洗面盆、坐
10、便盆，各种整体 式、组装式卫生间等，广泛用于各类建筑的卫生工程。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。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。特殊建筑。大跨度飞机库、各种尺寸的冷库、活动房 屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、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。 其它。复合材料在建筑中的其它用途还很多，如各种家具、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。 3 结语 树脂基复合材料以其优异的建筑性能，在建筑行业得到了广泛的应用。但我国树脂基复合材料的发 展起步较晚，尽管引进了不少先进技术设备，但利用率不高，手糊成型的制品占 80，仅有 20由缠绕、拉 挤、SMC 及 RTM等设备成型，尚未形成完整的工业体系，总体水平与国外先进技术还有一定距离。因此， 我国树脂基复合材料的发展潜力很大。应该加大对树脂基复合材料包括原材料、成型工艺、性能检测等方 面的研究，使树脂基复合材料的品种不断增加，功能不断完善，性能不断提高从，以便更好地应用于建筑行 、 【。 68
