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-结构理论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。1.1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。1.1.1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

2、而降低。如果温度较高，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。1.1.2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。1.1.3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

3、性却较差。依据玻璃成分的改变可以制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。1.1.4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

4、抗蠕变断裂性。由于此类纤维价格很贵，目前仅限于军事工业、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。1.2涂层材料1.2.1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。1.2.2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

5、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。1.2.3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。1.2.4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。1.2.5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

6、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)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。1.3常用建筑膜材1.3.1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，

7、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0.2mm，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0.5％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

8、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。1.3.2涂聚四氟乙烯的玻璃纤维膜材由于聚四氟乙烯涂层和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