由于石材蜂窝板是由不同材料、多层次经胶粘剂粘接固化而成,沿板面厚度方向为非对称结构的板材,其弯曲强度的计算不同于一般的蜂窝板和实心板材。特别是它的弯曲破坏主要表现在饰面石材的破坏,所以计算石材蜂窝板的弯曲强度,实际上是对石材蜂窝板受弯时饰面石材内产生的弯曲应力的计算。
在我国,与石材蜂窝板相关的产品标准和设计规范目前还处于完善和编制过程中,国外也尚未有完整的规范体系,各种研究和探讨还在进行中。但近年来,石材蜂窝板在我国建筑装饰中的应用正呈现出不断发展的良好势头,板材生产企业和规模不断的增加和扩大。从我们收集到的上千个国产产品的检测结果表明,产品的各项物理力学性能检测值离散性较大,这反映出产品生产工艺和质量还有待进一步的提高。因此,当采用石材蜂窝板作为建筑外装饰墙板时,应以科学的态度对板材质量进行严格的检测并取得真实的物理力学性能指标,才能为工程设计提供可靠的技术参数。并从安全使用的角度出发,对外墙系统进行全面的评估和设计,使得石材蜂窝板在使用过程中真正发挥它的技术和经济性能优势,确保我国石材蜂窝板材料行业沿着健康的道路发展
弯曲强度是石材蜂窝板抗弯能力的主要性能指标,也是工程设计的主要参数和依据。要计算石材蜂窝板的弯曲强度,首先应该确定石材蜂窝板弯曲破坏的判定形式。通过对石材蜂窝板的大量弯曲试验结果证明,当石材蜂窝板弯曲变形时,通常为饰面石材先行产生细小裂纹后随之产生断裂,饰面石材断裂后蜂窝板仍然可继续承受更大的荷载直到蜂窝芯产生失稳或整板断裂等现象而导致整板的弯曲破坏。由此可见,石材蜂窝板最先产生弯曲破坏的最薄弱环节是饰面石材裂缝和断裂。尽管饰面石材断裂后的石材蜂窝板,此时并没有即时出现丧失使用功能的状况或有任何危险的安全问题,但如前所述,由于石材细小裂纹的存在,使水分容易渗透到粘接层的胶粘剂,在长久的使用过程中,将可能降低胶粘剂的粘接强度,从而影响石材蜂窝板的耐久性能。因而应将石材开始产生细小裂缝时的荷载值作为金霸泰石材蜂窝板弯曲破坏的极限荷载值,而不是将整板所能承受的最大值作为石材蜂窝板弯曲破坏的极限荷载值。在考虑石材蜂窝板的承载能力时,应以石材的弯曲强度标准值作为石材蜂窝板的弯曲强度标准值。石材蜂窝板在弯曲变形时,在饰面石材处于弯曲受压状态下, 饰面石材与整板几乎可承受相同的荷载,而在饰面石材处于弯曲受拉状态下,在很小的荷载作用下饰面石材就已经产生断裂。这表明,当石材蜂窝板用作幕墙板时,其抗负风荷载的能力要低于抗正风荷载的能力。
定尺铝蜂窝幕墙是一种夹层结构的新型复合材料,由上下2层铝薄板通过胶粘剂与铝蜂窝芯复合而成。蜂窝铝板的面板通常喷涂氟碳涂料或聚酯涂料,氟碳涂层由于具有很好的耐候性与自洁性而广泛用于室外,聚酯涂层则多用于室内。蜂窝铝板可以制成质量较轻、强度高、刚性好、板面非常平整的板,可用于结构、垫层、隔断以及装饰等场合,例如可用于幕墙、建筑隔板、吸音板、高速列车、船舶、汽车车厢等。蜂窝铝板的质量除与所选用的材质有关外,主要取决于粘接质量,其关键技术指标是剥离强度。1蜂窝铝板的粘接工艺蜂窝铝板的制造大体有3种工艺:(1)利用室温固化的聚氨酯或环氧胶,采用手糊或喷胶的方式复合;(2)利用环氧胶膜,采用热压方式复合;(3)利用热塑性胶膜,采用平面连续热复合[1]。1.1室温固化工艺室温固化工艺通常采用双组分聚氨酯胶或双组分环氧结构胶,混合后的胶粘剂在高于10℃的温度下即可固化,加热可加快固化速度。首先把铝面板制成盒状、弧形等形状,再喷胶或涂胶,接着把蜂窝芯及铝面板按次序层叠,施加一定的压力,在室温下经过1星期固化,或在热压机上加热至不高于100℃,经数小时即可固化。
定尺铝蜂窝幕墙的石材面板在弯曲受拉状态下产生裂缝或断裂时的极限状态弯曲应力作为整板的弯曲强度值,而不以整板弯曲屈服时的弯曲应力作为弯曲强度值。因为石材产生裂缝或断裂时,板材虽然仍可处于正常的工作状态,并没有完全丧失基本的功能,但由于石材裂缝的存在,造成雨水或湿气可直接浸入到粘接层的胶粘剂,从而加速胶粘剂的老化进程,降低了板材的耐久性,所以应以石材板产生裂缝或断裂时的弯曲应力作为石材蜂窝板的弯曲强度。整板弯曲刚度的确定:a)试验法:按《夹层结构弯曲性能试验方法》(GB/T 1456-2005)规定的外伸梁三点弯曲法,测得石材蜂窝板的石材面板产生裂缝或断裂时的最大荷载p和整板的弯曲刚度D;b)计算法:《人造板材幕墙规范》附录A“石材蜂窝复合板刚度计算”(略)(2)石材面板弯曲强度的确定:由公式(1)计算出石材面板的弯曲应力,并用数理统计等方法取得弯曲强度标准值。石材面板弯曲应力计算公式如下:式中: σ —— 弯曲应力(MPa);p —— 最大荷载(N);l —— 支点间距(mm);E —— 石材弹性模量(MPa);y0 —— 中性轴到石材面板的距离(mm);D —— 石材蜂窝板弯曲刚度(N·mm2)。
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