基于泡沫铝的新型建筑结构研究概述.pdf

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1、经济·管理·综述建材与装饰2016年9月基于泡沫铝的新型建筑结构研究概述李原1崔守荣2（1.中国人民解放军空军勤务学院机场工程与保障系2.中国航空港建设第二工程总队）摘要：建筑结构设计中，单一的混凝土结构由于其诸多弊端使得建筑结构发展受限，研究新型复合结构成为工程建设未来发展的新方向。关键词：复合结构；泡沫铝中图分类号：TB34文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）39-0194-02引言比，复合材料具有更强的应变速率效应。随着应变速率的增加，随着人类社会的发展进步，建筑结构的发展凸显出更高更大屈服强度和流动应力明显增加，表现出较好的能量吸收性能。的特点，为了提高结

2、构的稳定性，提高结构整体的抗力，提高混谢卫红等通过在开孔泡沫铝中填充聚氨酯获得聚氨酯泡沫凝土结构的厚度是最直接与简便的方法。但是，厚度过大使得工铝，并设置密度、应变率和聚氨酯含量三个变量，利用霍普金森程施工难度加大，混凝土的均匀性也受到影响，对结构防护效能杆进行试验。结果显示，在保持应变率与密度一定的条件下，与的提升作用有限；混凝土层越厚导致自重越大，地基压实不均的泡沫铝相比，新的复合材料屈服强度提高显著，并且拥有更低的话极容易产生沉降。为防止地基沉降，尤其是不均匀沉降，就需压缩应变量。在达到相同应变时，聚氨酯泡沫铝拥有更高的应要对基础进行额外的处理，这样不仅延长了施工工期，而且还

3、使力，吸能性能也更好。得工程的选址受到限制。因为部分土软弱地区即使经过处理，也李晓静提出了使用纳米环氧树脂与泡沫铝组合复合结构的很难达到施工要求。另外，混凝土层越厚则表明采用的混凝土越设想，并在结合两种材料性能的基础上对复合结构进行预测。她多，这也导致工程的建设费用不断攀升。指出，纳米环氧树脂泡沫铝材料结合了两种材料优异的性能，在为了提高结构稳定性，单纯提高混凝土的厚度显然不是最合力学性能上的表现要远优于泡沫铝。适的方法。结合国外的发展经验，通过将新型的防护材料使用到谢永亮等通过向泡沫铝中注入硅橡胶改性环氧树脂得到新工程建设中以此来提高工程结构的防护能力将会成为工程防护的复合结构，

4、并对其进行静态的压缩实验。结果表明，添加了改建设未来发展的主流方向。性环氧树脂的泡沫铝，其平台屈服阶段对应应力提高明显，吸能效率提升显著。1泡沫铝材料发展研究由于重量轻和吸能效率高的特点，多孔金属已广泛应用于航2泡沫铝材料性能研究空航天、高速列车、船舶和其他重要运输工具的制造。并且其在泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而建筑物的缓冲装置上也有广泛的应用。与此同时，泡沫铝材料以成，同时兼有金属和气泡特征。Gibson和Ashb对泡沫材料的力其制作方法简单多样等特点研究最为广泛[1～2]。学性能进行了全面的总结，将其具体分为三类，即弹性体泡沫、泡沫铝材料是一种采用特殊工

5、艺发泡而成的功能性材料，多弹塑性泡沫以及脆性泡沫，而泡沫铝材料则属于典型的弹塑性孔结构使得其表现出不同于金属铝的吸能与防爆特性。由于泡泡沫。沫铝结构的特殊性，其结构非常不均匀，具有明显的应变滞后现由于这种特殊的结构特点当受到外界冲击荷载作用时，结构象，所以结构缓冲性能突出。同时，泡沫铝的质量轻，强度与质量经历一个短暂的弹性变形后就开始进入一个应力应变的平台比高，在受压变形时拥有较长的应力平台区。这导致泡沫铝与冲区，即应力保持不变，但是应变不断变大，此阶段，泡沫铝结构通击体的相互作用时间增加，在起到缓冲作用的同时保持低水平过自身的大变形，从而吸收外界荷载所做的功。其可以转化为各的负载

6、。种形式消耗的能量，例如结构中的变形，坍塌，破裂和细胞壁摩按胞孔划分，泡沫铝可分为开孔与闭孔两种结构。其中开孔擦，以便发挥其优异的能量吸收效率。结构孔洞联通，可以向其中注入高分子的粘弹性材料，如泡沫聚但是这种吸能效能有一定的局限性，那就是外界的应力水平氨酯等，这样就用另一种吸能材料替代了部分气体相，将两种兼不能过大，如果结构遭受的外界应力过大，则会发生能量吸收不具特殊吸能性能的材料相结合，会得到性能更加优异的冲击吸完全就导致平台区已过，结构已经被压实。能材料。这也是目前对泡沫铝复合防护材料研究的最主要方向。所以现阶段有研究，向泡沫铝中注入另一种粘弹性材料，来岳新艳等采用热压烧结制备

7、的碳化硼陶瓷和发泡法制备的替代泡沫铝中的空隙，从而使得结构面对大应变的冲击荷载的泡沫铝，经环氧树脂粘结后制备得到碳化硼-泡沫铝双层复合材时候，能够延长应力应变中平台区的时间，从而保证能量的吸料。IsabelDuarte等研究出了使用碳碳纳米管增强的泡沫铝材收，同时，通过两种材料的塑性形变对能量的吸收，来提高整体料；ZanZhang等研究了使用了多壁碳纳米管的泡沫铝材料。结构的吸能效能。程和法等在泡沫铝中填充高分子硅橡胶得到新的复合材料，谢卫红、张勇等利用单质聚氨酯与泡