建筑膜材的强度性能及连接技术

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1、建筑膜材的强度性能及连接技术  1、薄膜材料的材料性能  薄膜材料一般由两部分组成:基布(编织物)和涂层。材料的强度和弹性性能主要取决于基布,而进一步的性能如防火、防水、抗紫外线侵蚀以及对机械、化学等因素的不敏感性都必须依靠涂层来加强。  基布材料  大部分基布的编织方向呈直角,亦可有所偏移,属于各向异性材料。在编织过程中,经线拉得较紧,柔性较纬线差。基布材料主要有聚酰胺、聚酯纤维、玻璃纤维、芳酰胺纤维。  聚酰胺  聚酰胺一般称为尼龙,其耐磨性、强度较高,能耐低浓度酸,耐强碱,但易吸湿,其电性质和机械性能会受到吸湿的影响而降低。如果温度

2、较高,可能发生氧化而变黄、变脆。此外,聚酰胺抗紫外线能力较弱,强烈的阳光照射会降低它的强度。  聚酯纤维  聚酯纤维一般称为涤纶,与聚酰胺相比,其抗拉强度较低,抗紫外线能力稍强,不易吸湿,因此尺度稳定性好,价格较便宜,应用较广泛,可用于一般性的膜结构建筑物中。  玻璃纤维  玻璃纤维由各种金属氧化物的硅酸盐类经熔融后抽丝制成。用于制造复合材料的特殊玻璃纤维,如高强型和高模量玻璃纤维,成分中不含硼的氧化物,称为铝镁硅酸盐系玻璃纤维。玻璃纤维拉伸强度高,耐水,耐腐蚀,化学稳定性好。但一般玻璃纤维耐酸性好,耐碱性却较差。依据玻璃成分的改变可以制

3、得有各种特殊性能的玻璃纤维,如耐高温、优良电性能、耐酸碱、抗拉强度高和刚性大以及吸收有害射线耐老化等。玻璃纤维也有一些不足之处,如易脆裂,在荷载条件下伸缩性很小,裁剪精确度要求很高,其强度因表面缺陷而削弱,因此在加工使用过程中需采取保护性措施。由玻璃纤维制成的膜材通常用于永久性建筑中。  芳酰胺纤维  芳酰胺纤维是一种优良的有机纤维,比玻璃纤维质量更轻、刚性更大、强度更高,密度小,有良好的电性能和绝热性能,更能吸收机械振动和声音的振动。具有低的蠕变性和高的抗冲击性,极低的缺口敏感性和优良的抗蠕变断裂性。由于此类纤维价格很贵,目前仅限于军事

4、工业、航空航天工业和某些特殊需要的场合。但随着科学技术的发展以及原材料来源的扩大,可以预见这种纤维在建筑材料方面的应用也会不断地增多。  涂层材料  有机硅树脂  有机硅树脂是高分子量的半有机聚合物,具有优异的耐高温、耐低温、憎水、防潮、电绝缘、耐辐射、氧化稳定等特性,常用作玻璃纤维的涂层,其抗拉强度和弹性模量较高,具有很好的透光性。  聚氨酯树脂  聚氨酯树脂是一种较新的聚合物,具有良好的粘合性,涂层光泽度高,耐磨、耐候性好。有良好的耐化学性、电绝缘性质,弹性好,透气性低。但是由于其耐水解、蒸汽和高温性不良且价格较贵,所以采用不多。  

5、合成橡胶涂层。  合成橡胶(如丁腈橡胶、氯丁橡胶)韧性好,对阳光、臭氧、热老化稳定,且具有突出的耐磨损性、耐化学性和阻燃性,可达到半透明状态,但由于容易发黄,故一般用于深色涂层。  聚氯乙烯(PVC)  由于原料丰富、价格便宜,机械性能和耐腐蚀性好,加工方便,颜色多样化且透明度高,所以在欧洲90%以上的合成织物(聚酰胺、聚酯纤维)均采用聚氯乙烯(PVC)作涂层。  聚四氟乙烯(Teflon)  聚四氟乙烯触摸起来像蜡一样光滑,一般采用粉末冶金的加工技术,依据加工条件通常呈白色或带蓝灰花纹琏点。由于其使用温度范围很宽(-100~300OC)

6、而且耐老化、耐化学侵蚀性能优于现在的任何其他有机聚合物,再加上优良的电绝缘性能以及低的摩擦系数,使其成为各工业部门都十分感兴趣的材料。涂聚四氟乙烯的玻璃纤维膜材是一种性能十分优良的建筑材料,在国外应用较多,但由于价格昂贵,大量采用还受到限制。  常用建筑膜材  涂聚氯乙烯(PVC)的织物  尼龙织物、聚酯织物通常以聚氯乙烯(PVC)为涂层,这种PVC涂层织物的造价相对较低,抗折性能好,运输方便,颜色多样化,但抗腐蚀能力较差,易老化,使用寿命短,自洁能力差,可用于一次性投资不高的建筑,当薄膜污染破坏后可修补或重新更换。也有以PVC为涂层的玻

7、璃纤维织物,1970年日本大阪国际博览会美国馆首次采用该膜材,取得了很好的效果。通常规定PVC涂层在织物经纬线交点上的厚度不能少于,但若涂层太厚,在价格及膜材重量上都是不经济的。若PVC色淡透明,则宜加%紫外线吸收剂(如Tinuvin或Uvinul晶牌的紫外线吸收剂);若涂层的颜色较深(可加碳黑),那么可提高膜材的抗老化能力和耐久性。如果需要,还可在涂层上面加一层极薄的金属薄膜或喷射铝雾,用云母或石英来防止表面发粘和污染,防止PVC涂层褪色,这种表面平滑有光泽,可减少污染,有利于排水。  涂聚四氟乙烯的玻璃纤维膜材  由于聚四氟乙烯涂层和

8、玻璃纤维基布的优良性能,其膜材是目前建筑薄膜材料中综合性能最优的膜材。它的优点是抗拉强度很高,抗化学侵蚀性能好,耐温差,抗老化,自洁性能好,使用寿命长,但抗折能力较差,运输安装要格外注意,裁剪

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