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在建筑中它可占有很大成分【玻璃钢】

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浏览:- 发布日期:2021-06-29 11:48:50【

诞生于本世纪40年代。那时,正值第二次世界大战。战争需要大量的武器装备,迅速发展的军事工业对材料提出了越来越高的要求。例如,制造飞机的材料要求密度小而强度高;制造潜艇的材料,既要耐海水腐蚀,又要能防磁,以避开鱼雷的袭击。同一种零件要求同时具有好几种优异的性能,有时这些性能看起来是相互矛盾而不能兼有的。显然,这样的要求是任何一种单一材料所无法满足的。于是,人们设法把两种或两种以上的材料结合起来,让它们取长补短,相得益彰,制成兼有几种优良性能的新材料,这就是复合材料。

虽然“复合”的思想可以追溯到久远的古代,但用到人工材料的复合材料则直到本世纪上半叶才出现。先是1907年世界上第一家人工合成酚醛树脂厂建立,接着一大批人工合成树脂,如脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂相继出现。树脂材料容易成形,比重小,耐磨,耐腐蚀,但它们脆性较大。于是人们用天然纤维与之复合,产生了最初的含有人工材料的复合材料。其中天然纤维称为增强材料,人工合成树脂称为基体材料。如在无线电通信设备和军事器械中常用的“电木”,就是用木粉、布、纸或其他纤维作为增强材料,经浸渍酚醛树脂层压而成的复合材料。玻璃钢中没有金属元素,更不是铁碳合金,它是一种复合材料。之所以称它为“玻璃钢”,是因为它具有钢一般的刚强性格,真可谓“不是钢,胜似钢”。玻璃钢同一切复合材料一样,由两部分材料组成。一部分称为增强材料,在复合材料中起骨架作用;另一部分称为基体材料,在复合材料中起粘结作用。玻璃钢中的增强材料就是玻璃纤维。玻璃纤维是由熔融的玻璃拉成或吹成的无机纤维材料,其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。制成的纤维有长丝、短丝及絮状物,直径一般为380微米,最粗也只有头发丝那样粗细。直径为10微米的玻璃纤维,抗拉强度为3600兆帕,相当于在每平方毫米的截面积上能承受360千克的拉力而不断。这种强度比高强度钢还高出2倍。

为什么拉成玻璃纤维后会有如此高的强度呢?大块玻璃强度不高,是因为其内部存在许多微裂缝、气孔和夹杂物等。如果把大块玻璃比作一块布满小洞的破布,把玻璃制成玻璃纤维就相当于把这块破布撕成许多细小的布条。我们知道,把破布随意撕成布条时总是在有洞的地方撕开,这样,撕下来的布条上小洞就减少了,就变得比破布还结实。玻璃纤维比一般玻璃强度高,甚至比钢还高,道理就在于此。

玻璃幕墙

玻璃钢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和方向差异,可以获得性能判别很大的复合材料,如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达1000MPa以上,比钢(建筑钢)的拉伸强度还高,选用碳纤维作增强材料,制得的玻璃钢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。更为突出的是玻璃钢在制造过程中,可以根据构件受力状况局部加强,这样既可提高结构的承载能力,又能节约材料的减轻自重。玻璃钢的表面光洁,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。 

建筑工业在国民经济中占有很重要的地位,不论是哪一个国家,建筑工业望远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,这就是推动建筑工业改革发展的动力。 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。

在建筑工业中发展和使用玻璃钢对减轻建筑物自重,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,是实现建筑工业现代化的必要条件。

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