玻璃之家讯：本文作者：杜继予 包毅 窦铁波 周萱
1 产品结构及特点
石材蜂窝板是由天然石材薄板与蜂窝板经胶粘剂粘接复合而成的高科技产品。其饰面石材薄板几乎可以是任何品种的石材，如花岗岩、大理石、砂岩和石灰石等。蜂窝板主要包括了采用铝蜂窝作为芯材的铝蜂窝板、钢蜂窝板、玻纤蜂窝板等。石材蜂窝板的结构见图1和图2：
量的减轻可以极大的减少建筑物的重量荷载，降低劳动强度，节省建设成本。
2. 强度高：平面抗拉、层间抗剪、弯曲刚度等力学性能指标值高，抗变形、抗冲击，20mm的石材蜂窝板的抗冲击强度约为30mm厚石材的10倍以上。
3. 安全性好：受强力冲击或超荷载的弯曲变形后，石材表面只是局部破裂，不会产生辐射性裂纹，更不会整体破裂、脱落。
4. 加工简便：可使用普通加工工具在现场对需要修整的成型产品进行切割、安装。能制成各种不同类型的造型，线条流畅、美观大方。
5．经济美观:可以根据建筑需要，选择国内、外任意的石材面料，特别是强度低、品种稀缺的石材进行复合，既能保持天然石材的主要性能指标，提高耐用年限，又可大大提高石材的利用率，节约天然资源。
6．节能环保：普通实心石材导热系数为（3.5～1.3）w/m•k，而石材铝蜂窝板导热系数为（0.104～0.130）w/m•k，其数值已在热绝缘材料的范围中。由此可见，石材铝蜂窝板是一种隔热节能的材料，同时还具有隔音降噪的性能。
2 工程应用实例
石材蜂窝板起源于上世纪的欧洲，由于它克服了传统石材重量重、强度低、脆性大的缺点，经过在欧洲和北美的发展，已成为一种重要的绿色、新型复合建筑装饰材料。自上世纪九十年代传入我国后．经过不懈的努力，我国的石材蜂窝板产品质量已有极大提高，应用技术也得到飞速发展，目前已用于内外建筑装饰，同时也应用到家具、电梯、车辆和轮船等领域，每年还有部分产品出口到欧美等地。
石材蜂窝板在我国建筑幕墙上的应用已有十年以上的历史。陕西电信网管大厦是我国首座采用石材蜂窝板作为幕墙外装饰材料的的超高层建筑，完工于2001年，楼高160米，石材蜂窝板幕墙面积约20000㎡，蜂窝板为铝蜂窝板（见图3）。佛山52层的环球国际广场，楼高208米，石材蜂窝板幕墙面积约为12000㎡，完工时间为2006年（见图4）。其它还有常州市市民中心、杭州东部国际商务中心、杭州市市民中心、无锡市市民中心、杭州天工艺苑等一大片幕墙工程项目。
巴克利大厦（Barclay Tower）位于美国纽约曼哈顿金融中心区，是美国遭受911破坏后，于2008年春天重建完工的豪华、高端、现代化的57层商住大厦。建筑幕墙采用石材环氧玻纤蜂窝复合板，面积约为5100㎡，板块尺寸为1.5m×1.5m和0.3m×0.3m（见图5）。
3 工程应用中存在的问题
石材蜂窝板虽然在我国以及世界各地的建筑外墙上得到应用，但作为一种新型的建筑材料，其在应用中还有很多问题需要去探讨和关注。如胶粘剂老化性能对产品耐久性的影响、不同材料间热膨胀系数对板材变形的影响、安装连接方法、不对称复合板饰面石材的弯曲强度计算以及石材蜂窝板的主要性能要求和质量控制等。
3.1产品耐久性
将石材蜂窝板作为一种建筑外墙材料，在使用过程中石材面板是否会因胶粘剂的老化而产生开裂或脱落，其安全和耐久性是最为人们关注的主要问题和疑虑。其实，影响石材蜂窝板使用耐久性的关键是胶粘剂环境老化性能的问题。众所周知，胶粘剂是一种高分子材料，有着优异的结构粘接性能，在建筑、航天航空、海洋运输、汽车、医疗卫生、光学、电子等领域都有广泛应用。但在不同使用环境条件作用下，其性能的下降和老化，甚至失效是不可忽视的。我国目前对胶粘剂环境老化性能的研究水平，远远未达到与材料实际应用相适应的水平。这种研究与应用的差距，导致了对胶粘剂环境老化性能的认识不足，进而产生怀疑和不信任，极大地限制了胶粘剂新材料的开发与应用。对石材蜂窝板耐久性的关注，也正是这种差距的反映。参照应用于建筑结构加固的胶粘剂，影响胶粘剂环境老化性能主要有两方面的因素，一是紫外线的照射，二是高温湿热环境的影响。根据石材蜂窝板的使用状况，紫外线照射对石材蜂窝板的使用耐久性并不会产生影响，因为胶粘剂并不暴露在日光下。而产生影响的主要原因是在长期高温湿热环境下，胶粘剂粘接性能会 有所下降而，这是不可避免的事实。从国内外众多的试验和研究结果表面，尽管胶粘剂的品种和添加剂不同，它们都有大致相同的性能老化过程，并在老化衰减到一定程度后稳定下来，且保持相对稳定的粘接承载能力。图6为胶粘剂耐热水的试验结果。从图6中可以看出，在水煮过程中，部分胶粘剂剪切强度先呈快速上（下）升趋势，但随着时间的延长，粘接力开始趋于稳定。为此，只要我们选择合适的、经过耐湿热老化性检测的胶粘剂，并控制板平面拉应力处于胶粘剂老化衰减后的稳定状态范围内且小于其抗拉承载力，就可解决产品的长期使用而不致产品产生剥离的问题。在采用胶粘剂进行建筑结构结构加固处理，也采用了类似的方法。在产品的使用中，要防止外部雨水直接浸泡胶粘剂而加速胶粘剂的性能老化。因此，采用石材蜂窝板的建筑幕墙宜采用封闭式系统。当采用开放式系统时，石材蜂窝板周边应采用封边处理。同时，要根据板材尺寸和不同饰面石材的抗弯强度，风荷载及其它作用的大小，计算石材蜂窝板饰面石材的弯曲应力，确保饰面石材在荷载作用下不产生因弯曲应力过大而导致的饰面石材存在细小裂纹甚至断裂。饰面石材上的细小裂纹将会导致雨水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。
3.2板面变形
随着建筑装饰发展的需要，石材蜂窝板的应用越来越趋向于大板块发展， 板块面积为随着建筑装饰发展的需要，石材蜂窝板的应用越来越趋向于大板块发展， 板块面积为2.5㎡以上的大板在工程中已常有应用。但石材蜂窝板是由多种材料经胶粘剂粘接而成，它们之间的热膨胀系数（见表1）互有差异，在环境温度变化较大的情况下，特别是极端寒冷气候环境条件下，板块可能由于各种材料的不同变形量而导致石材面板产生整板凹凸的变形现象，影响到建筑的美观。同时也会在石材面板与蜂窝板的粘接层间形成附加的剪切应力，影响石材蜂窝板的正常使用。为防止上述现象的产生，在工程设计和使用中应控制板块单边长度和最大面积。通常板块单边长度不宜大于2.0m，最大面积不宜大于2.0㎡。上一页12下一页
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