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玻璃鋼誕生于本世紀(jì)40年代。那時(shí)，正值第二次世界大戰(zhàn)。戰(zhàn)爭(zhēng)需要大量的武器裝備，迅速發(fā)展的軍事工業(yè)對(duì)材料提出了越來越高的要求。例如，制造飛機(jī)的材料要求密度小而強(qiáng)度高；制造潛艇的材料，既要耐海水腐蝕，又要能防磁，以避開魚雷的襲擊。同一種零件要求同時(shí)具有好幾種優(yōu)異的性能，有時(shí)這些性能看起來是相互矛盾而不能兼有的。顯然，這樣的要求是任何一種單一材料所無法滿足的。于是，人們?cè)O(shè)法把兩種或兩種以上的材料結(jié)合起來，讓它們?nèi)￠L補(bǔ)短，相得益彰，制成兼有幾種優(yōu)良性能的新材料，這就是復(fù)合材料。
雖然“復(fù)合”的思想可以追溯到久遠(yuǎn)的古代，但用到人工材料的復(fù)合材料則直到本世紀(jì)上半葉才出現(xiàn)。先是1907年世界上第一家人工合成酚醛樹脂廠建立，接著一大批人工合成樹脂，如脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性樹脂相繼出現(xiàn)。樹脂材料容易成形，比重小，耐磨，耐腐蝕，但它們脆性較大。于是人們用天然纖維與之復(fù)合，產(chǎn)生了最初的含有人工材料的復(fù)合材料。其中天然纖維稱為增強(qiáng)材料，人工合成樹脂稱為基體材料。如在無線電通信設(shè)備和軍事器械中常用的“電木”，就是用木粉、布、紙或其他纖維作為增強(qiáng)材料，經(jīng)浸漬酚醛樹脂層壓而成的復(fù)合材料。玻璃鋼中沒有金屬元素，更不是鐵碳合金，它是一種復(fù)合材料。之所以稱它為“玻璃鋼”，是因?yàn)樗哂袖撘话愕膭倧?qiáng)性格，真可謂“不是鋼，勝似鋼”。
玻璃鋼同一切復(fù)合材料一樣，由兩部分材料組成。一部分稱為增強(qiáng)材料，在復(fù)合材料中起骨架作用；另一部分稱為基體材料，在復(fù)合材料中起粘結(jié)作用。玻璃鋼中的增強(qiáng)材料就是玻璃纖維。玻璃纖維是由熔融的玻璃拉成或吹成的無機(jī)纖維材料，其主要化學(xué)成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。制成的纖維有長絲、短絲及絮狀物，直徑一般為3～80微米，最粗也只有頭發(fā)絲那樣粗細(xì)。直徑為10微米的玻璃纖維，抗拉強(qiáng)度為3600兆帕，相當(dāng)于在每平方毫米的截面積上能承受360千克的拉力而不斷。這種強(qiáng)度比高強(qiáng)度鋼還高出2倍。
為什么拉成玻璃纖維后會(huì)有如此高的強(qiáng)度呢？大塊玻璃強(qiáng)度不高，是因?yàn)槠鋬?nèi)部存在許多微裂縫、氣孔和夾雜物等。如果把大塊玻璃比作一塊布滿小洞的破布，把玻璃制成玻璃纖維就相當(dāng)于把這塊破布撕成許多細(xì)小的布條。我們知道，把破布隨意撕成布條時(shí)總是在有洞的地方撕開，這樣，撕下來的布條上小洞就減少了，就變得比破布還結(jié)實(shí)。玻璃纖維比一般玻璃強(qiáng)度高，甚至比鋼還高，道理就在于此。
玻璃鋼的力學(xué)性能可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于選用的材料不同，增強(qiáng)材料的鋪設(shè)方向和方向差異，可以獲得性能判別很大的復(fù)合材料，如單向玻纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上，比鋼（建筑鋼）的拉伸強(qiáng)度還高，選用碳纖維作增強(qiáng)材料，制得的玻璃鋼彈性模量可以達(dá)到建筑鋼材水平，而其密度卻比鋼材小4～5倍。更為突出的是玻璃鋼在制造過程中，可以根據(jù)構(gòu)件受力狀況局部加強(qiáng)，這樣既可提高結(jié)構(gòu)的承載能力，又能節(jié)約材料的減輕自重。玻璃鋼的表面光潔，可以配制成各種鮮艷的色彩，也可以制造出不同的花紋和圖案，適宜制造各種裝飾板、大型浮雕及工藝美術(shù)雕塑等。 透明玻璃鋼的透光率達(dá)85%以上（與玻璃相似），其最大特點(diǎn)是不易破碎，能承受荷載。用于建筑工程時(shí)可以將結(jié)構(gòu)、圍護(hù)及采光三者綜合設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到簡(jiǎn)化采光設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)之目的。
建筑物的作用是能夠防止由熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流引起的溫度變化，給人們以良好的工作和休息環(huán)境。一般建筑材料的隔熱性能較差，例如普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.5～2.1W(m·K)，紅磚的導(dǎo)熱系數(shù)為0.81 W(m·K)，樹脂基復(fù)合材料的夾層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.05～0.08 W(m·K)，比普通紅磚小10倍，比混凝土小20多倍。
隔音效果好壞是評(píng)價(jià)建筑物質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。但傳統(tǒng)材料中，隔音效果好的建筑材料往往密度較大，隔熱性差，運(yùn)輸和安裝困難。玻璃鋼的隔音性能雖然不很理想，但它有消逝振動(dòng)音波及傳播音波的作用，經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的夾層結(jié)構(gòu)，可達(dá)到既隔音又隔熱的雙層效果。
玻璃鋼具有良好的絕緣性能，它不受電磁波作用，不反射無線電波。通過設(shè)計(jì)，可使其在很寬的頻段內(nèi)都具有良好的透微波性能，對(duì)電通訊系統(tǒng)的建筑物有特殊用途，如可用于制造雷達(dá)天線罩和各種機(jī)房。
玻璃鋼有很好的抗微生物作用和耐酸、堿、有機(jī)溶劑及海水腐蝕作用的能力。特別適用于化工建筑、地下建筑及水工建筑等工程。透水和吸水性 玻璃鋼吸濕性很低，不透水，可以用于建筑工程中的防水、給水及排水等工程。
用作承載結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料建筑制品有：柱、桁架、梁、基礎(chǔ)、承重折板、屋面板、樓板等，這些玻璃鋼構(gòu)件，主要用于化學(xué)腐蝕廠房的承重結(jié)構(gòu)、高層建筑及全玻璃鋼-復(fù)合材料樓房大板結(jié)構(gòu)。 玻璃鋼圍護(hù)結(jié)構(gòu)制品有各種波紋板、夾層結(jié)構(gòu)板，各種不同材料玻璃鋼復(fù)合板，整體式和裝配式折板結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。用作殼體結(jié)構(gòu)的板材，它既是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，又是承重結(jié)構(gòu)。這些構(gòu)件可用作工業(yè)及民用建筑的外墻板、隔墻板、防腐樓板、屋頂結(jié)構(gòu)、遮陽板、天花板、薄殼結(jié)構(gòu)和折板結(jié)構(gòu)的組裝構(gòu)件。透光建筑制品有透明波形板、半透明夾層結(jié)構(gòu)板、整體式和組裝式采光罩等，主要用于工業(yè)廠房、民用建筑、農(nóng)業(yè)溫室及大型公用建筑的天窗、屋頂及圍擴(kuò)墻面采光等。 屬于此類材料制品有門窗斷面玻璃鋼拉擠型材、平板、浮雕板、復(fù)合板等，一般窗框型材用樹脂玻璃鋼。復(fù)合材料門窗防水、隔熱、耐化學(xué)腐蝕。用于工業(yè)及民用建筑，裝飾板用作墻裙、吊頂、大型浮雕等。
市政建設(shè)中給水、排水及污水處理工程中已大量使用復(fù)合材料制品，如各種規(guī)格的給水玻璃鋼管、高位水箱、化糞池、防腐排污管等。屬于此類產(chǎn)品的有浴盆、洗面盆、坐便盆，各種整體式、組裝式衛(wèi)生間等，廣泛用于各類建筑的衛(wèi)生工程和各種衛(wèi)生間。屬此類復(fù)合材料制品有冷卻塔、管道、板材、柵板、風(fēng)機(jī)、葉片及整體成型的采暖通風(fēng)制品。
工程上應(yīng)用的中央空調(diào)系統(tǒng)中的通風(fēng)廚、送風(fēng)管、排氣管、防腐風(fēng)機(jī)罩等。如旋轉(zhuǎn)餐廳屋蓋、異形尖頂裝飾屋蓋、樓房加高、球形屋蓋、屋頂花園、屋頂游泳池、廣告牌和廣告物等。 大跨度飛機(jī)庫、各種尺寸的冷庫、活動(dòng)房屋、崗?fù)ぁ⒎鹿沤ㄖ⒁苿?dòng)劇院、透微波塔樓、屏蔽房、防腐車間、水工建筑、防浪堤、太陽能房、充氣建筑等。 玻璃鋼在建筑中的其它用途還很多，如各種家具、馬路上的陰井蓋、公園和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)座椅、海濱浴場(chǎng)活動(dòng)更衣室、公園仿古涼亭等。
玻璃鋼襯里從基層角度來分，可分為鋼基層襯玻璃鋼和混凝土襯玻璃鋼，這兩種玻璃鋼對(duì)基層的要求、膠結(jié)料配方、施工方法、施工間隔、玻璃鋼結(jié)構(gòu)、及養(yǎng)護(hù)都有所不同。這里主要講述高性能玻璃鋼的機(jī)理，根據(jù)復(fù)合樹脂原理、新型固化劑、新型防銹顏料、無溶劑配方工藝、硅烷偶聯(lián)劑等技術(shù)，使該產(chǎn)品與普通玻璃鋼性能上有較大提高。
水泥砂漿或混凝土基層，必須堅(jiān)固、密實(shí)、平整，坡度和強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，不應(yīng)有起砂、起殼、裂縫、蜂窩、麻面等現(xiàn)象；平整度用2m直尺檢查時(shí)，允許空隙不大于5mm；含水率在20mm厚度不大于6%，本方案采用濕固化配方可不受此限制；施工前，應(yīng)將表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干凈；已被油脂和化學(xué)品污染的表面，須進(jìn)行預(yù)處理。
玻璃鋼防腐層：參照HGJ 229和GB 50212，防腐層設(shè)計(jì)為：二底油、三布六油、 二面油、一砂（地面增加一砂防滑）工藝。底料應(yīng)用環(huán)氧樹脂稀油二道，使膠料濕潤鋼基層，或滲入水泥砂漿可達(dá)5mm，驅(qū)走水泥砂漿內(nèi)的空氣，提高了強(qiáng)度，與基層的接合得到保證。在襯布前，先刷噴一道環(huán)氧呋喃胺樹脂膠料，鋪平玻璃布、無氣泡和空鼓后，再刷噴一道環(huán)氧呋喃胺樹脂膠料，依此完成三布鋪襯。面料為富樹脂層，是耐蝕性關(guān)鍵部位，須飽滿、無針孔、光澤亮麗。
玻璃鋼復(fù)合材料在建筑節(jié)能的應(yīng)用市場(chǎng)十分寬廣，采暖通風(fēng)工程中，玻璃鋼已用于制造冷卻塔、通風(fēng)廚、送風(fēng)管、排氣管、柵板、防腐風(fēng)機(jī)罩等；另外，玻璃鋼在冷庫、活動(dòng)房屋、崗?fù)ぁ⒎鹿沤ㄖ⒁苿?dòng)劇院、透微波塔樓、屏蔽房、水箱、井蓋、電纜橋架等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，建筑業(yè)投資越來越多，我國“十一五”規(guī)劃中明確指出，從2005年起，新建采暖居住建筑應(yīng)在此前國家節(jié)能要求的基礎(chǔ)上再提高30%，建設(shè)部在節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃中指出，“十一五”期間25%既有建筑要進(jìn)行改造。建筑節(jié)能改造和供熱系統(tǒng)的改造巨大工作量，帶來玻璃鋼的市場(chǎng)前景廣闊，綠色環(huán)保、阻燃、節(jié)能型的新型建筑材料必將大有作為
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