建筑用膜结构材料的发展现状和趋势

admin1

[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 膜结构由膜材料和支撑组件构成。根据构造和受力特点的不同，常见的膜结构可分为骨架式、张拉式、充气式等3类。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 张拉式膜结构使用支撑杆或索对膜材料施加预应力使其形成稳定的曲面来维持建筑的结构形态。这种形式的膜结构能够充分发挥膜材料的性能，且具有很高的可塑性，最能够体现膜结构材料的艺术创造力。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 膜结构建筑中最能够体现其外在特点的就是膜材料本身，常用的材料主要分为织物膜材料和箔片两大类。织物膜材料是一种复合材料，主要由基层、涂层和面层组成。其中基层由纤维织造而成，为膜材料提供力学性能。涂层和面层为基层提供保护，赋予膜材一定的功能性和耐久性。根据基层纤维和涂层的种类可将膜材料分为以下三大类：聚四氟乙烯（PTFE）涂层玻璃纤维织物、聚氯乙烯（PVC）涂层玻璃纤维织物和PVC涂层聚酯纤维织物。箔片则为非织造类建筑材料，由聚合物直接制备而成，近年来发展迅速。在各类常见的膜材料基础上通过结构的改变和材料的改性又可开发出具有不同功能的新型膜结构材料应用于各种建筑场合。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
"[size=".(7 - 4)."]" 2.1 PTFE建筑膜材料 [/size]

[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] PTFE玻纤膜材料的断裂强力由基布决定，玻璃纤维的高强度和低伸长率，使膜材料具有良好的抗拉强度和抗撕裂强度，即使在长期载荷下也不会出现明显的应力松弛和蠕变。PTFE的阻燃性和玻璃纤维的不燃性使膜材料的阻燃性优良，同时PTFE膜材料耐低温，可在-180～260℃条件下长期使用。PTFE/玻纤膜材不易与其他物质粘黏，即使表面有少量灰尘和污渍，经过雨水冲洗也可达到自清洁的效果。PTFE膜材对太阳光有良好的透射率，阳光在其内部的漫反射可使其在白天制造出优秀的视觉效果。凭借这些优异的性能，PTFE膜材料成为永久性膜材的常见选择。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] PVC膜材料采用的基层材料通常为聚酯纤维织物或玻璃纤维织物。PVC膜材料在原料及加工成本上均比PTFE膜材低，且具有柔性好、易于施工的优点。但在强度、耐久性等方面，后者比前者具有明显优势。PVC膜材的制造工艺包括贴合法、压延法、涂层法等3种。贴合法是将两层PVC膜置于基层织物上下两侧，利用热辊使PVC膜在一定温度和压力下与基层织物贴合；压延法是将PVC粉与增塑剂等原料混合后，使用热辊与基层织物黏合；涂层法使用刮刀将液态PVC涂抹在基层织物两面后，烘干固化成为整体。PVC膜材料的缺点之一是表面容易沾污，因为PVC中增塑剂等小分子向表面迁移，膜表面性能变差的同时，透光性下降。由于膜材的涂层PVC和聚酯纤维都是高分子聚合物，在使用过程中长期暴露在大气环境下，受到风、雨、热、紫外线等的作用后发生“老化”现象，引起材料断裂强力和断裂伸长的降低、颜色加深等，最终使材料丧失原有的功能。因此，PVC类膜材料的使用年限较短，一般无法直接作为永久性建筑材料使用。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 为了提高PVC膜材料的耐候性，通常在其表面涂覆一层聚偏二氟乙烯（PVDF），对其进行保护。PVDF是一种高分子量半结晶氟聚合物，具有优异的抗紫外线和耐老化性能，常温下可溶解在有机溶剂中，故需要使用增塑剂和偶联剂增强涂层与织物间的结合。该膜材料的使用年限比普通PVC膜材高，且拥有良好的自清洁能力和日光反射能力。美国桥梁国家实验室（ORNL）的研究发现，涂覆PVDF涂层的屋顶测试样板经过几十年的暴晒仍能保持高于90%的日光反射率；含70%PVDF树脂的涂料在经10年老化测试后，光泽度仍保持在原来的85%以上，经22年曝晒后，光泽保留率大于55%。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] ETFE膜材料由乙烯和四氟乙烯共聚物制成，较之上述涂层织物的复合膜材，其最大特点是具有极佳的延展性和透光率。ETFE膜材料具有超薄的厚度和极小的重量，再加上优异的延展性和断裂强度，使其具有很强的可塑性。除此之外，ETFE膜材料的自清洁性优异，表面较低的摩擦系数使风沙灰尘难以附着，在雨水的冲刷下就能恢复清洁。ETFE膜材料在使用后，可直接回收利用，绿色环保。ETFE膜的结构一般为张拉式或气枕式。单层张拉式ETFE膜结构拥有十分优良的透光率，但单层结构的隔音、隔热性能较差，且在封闭建筑中使用时要注意内外气压的平衡，因此在建筑中的应用受到限制。气枕式ETFE膜结构源于气囊式膜结构，在封闭的膜材内填充气体，使膜面形成预张力，为气枕提供强度。气枕式膜材拥有更好的隔音隔热效果，但其跨度小于张拉式结构。同时，阳光照射引起的膜表面温度变化以及环境中其他因素施加的载荷，使膜结构内部气压的大小和分布产生变化，易使薄膜破损。因此，使用过程中，需配有相应的温度监控和充放气设备，导致ETFE膜结构材料的维护成本较高。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
[color=#333333][font=Arial, 微软雅黑,][size=16px] [color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 我国的建筑用膜结构材料发展较晚，至20世纪90年代才开始逐渐兴起。近年来，我国超细玻璃纤维加工和制造技术的突破使PTFE膜材快速发展。然而，与国外相关企业相比，国内生产的玻璃纤维织物的性能和基布涂层技术仍有较大差距，且产量较低，无法满足快速增长的市场需求。我国生产的PVC膜材在强度上与国外产品持平，但需进一步提高其耐久性、自清洁能力等指标。目前，国内对于ETFE膜材的研究还处于初级阶段，相关产品主要依靠进口。美国、日本、德国等较早开发建筑用膜结构材料的国家早在20世纪80年代就对膜材料的力学性能进行了大量研究。膜材料的常见破坏形式包括拉伸、撕裂、剥离以及老化。国内相关性能的研究最早是由高校和科研机构内的学者进行的，近年来，随着膜结构材料的迅速发展，越来越多的企业开始加入到膜材的研究和设计中，但相关材料的质量检测标准和有关性能的评价体系仍处于空缺状态。另外，发达国家如美国、日本等都已拥有各自的测试评价标准，如日本的JIS标准、美国的ASTM标准等，而我国的评价标准尚不成体系，因此需要在研究膜材性能的同时，建立一个统一的、成体系的评价标准。 [/size][/font][/color]
[/size][/font][/color]
"[size=".(7 - 3)."]" 4 结语 [/size]

  

[color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px] 我国基础建设的快速发展和大量应用使得建筑材料的需求增多，且愈加多样化。作为一种区别于传统钢筋水泥建材的轻薄结构材料，膜结构材料具有多变的形态和外观、较低的成本和独特的功能。在各种现代建筑的设计建造中，膜结构材料的使用正变得越来越广泛。目前，国内建筑用膜材料的开发与国外相比还有较大差距，在材料的加工和使用性能上还有很大的提升空间。因此，在扩大市场需求的同时加强自主研发、提高创新性是当务之急。缺乏质量检测体系也限制了我国膜材料的发展，因此同时也需集中解决生产加工过程中性能评价问题。 [/size][/font][/color]
[color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px]
[/size][/font][/color]
"[size=".(7 - 4)."]" [size=16px]山东同展膜结构愿与您携手共铸完美工程，技术咨询电话：139-5369-6678（马经理）。[/size] [/size]





  

[color=#6D6D6D][font=锟斤拷锟斤拷][size=12px]
[/size][/font][/color]
  

[align=center][/align]

中国膜结构网（www.mjgou.com）欢迎来电咨询！电话：[size=5][color=Red]198-7840-1958[/color][/size] QQ：463017170