玻璃纖維混凝土(GRC)在建筑裝飾中的應(yīng)用
玻璃纖維混凝土英文簡稱GFRC或GRC(GLASSFIBERRENFOREDCONCRETE),是用水泥沙漿作為母材,抗堿玻璃纖維作為增強材料的混合材料。
GFRC建筑裝飾構(gòu)件是指用玻璃纖維增強混凝土制成的建筑裝飾構(gòu)件,可以用于建筑物室內(nèi)外的裝飾。它具有類似石材的質(zhì)感,造型細膩逼真,強度高,堅固耐用,力學(xué)性能好,是一種優(yōu)秀的新型建筑裝飾材料。 成分與工藝 GFRC建筑裝飾構(gòu)件具體包括GFRC與加勁肋兩部分。
玻璃纖維混凝土的成分除了母材水泥沙漿、增強材料抗堿玻璃纖維之外,還包括各種用于增強材料性能的助劑,以及顏料等。 除非GFRC板本身有加強作用的外形,否則GFRC的特性決定了GFRC板要采用加勁肋。加勁肋包括預(yù)制的、現(xiàn)場固定的、冷扎鋼骨架或結(jié)構(gòu)鋼管。它在加強GFRC板的同時,給飾板與支撐結(jié)構(gòu)的連接提供了方便。不同加強方法各有長處,采用鋼骨架是最經(jīng)濟合理且在美國最受歡迎的飾板加強方法。
GFRC板的制造過程中的工藝是十分獨特的,將配制好的玻璃纖維混凝土噴射在模板上,質(zhì)感細膩,能夠保證產(chǎn)品達到優(yōu)良的密實性、強度和抗裂性能。這樣制作出來的產(chǎn)品在品質(zhì)上與普通的混凝土涂抹工藝有著天壤之別。 在美國,單層GFRC薄板是應(yīng)用最廣泛的飾板。一般這類板的襯材厚為13~16mm,不包括外露骨料飾面或鑲面。根據(jù)設(shè)計要求或飾板大小要求可能需要增加厚度或使用加勁肋。無論何種條件下,襯材的最小厚度絕不會小于113mm。
GFRC是一種混合物,為達到設(shè)計要求的材料特性,可以采用不同的組合方法,如變化混合物的成分、密實度、水泥品種、玻璃纖維的比例、長度、分布方向等。GFRC飾板由5%(最少不小于4%)抗堿玻璃纖維和水泥砂漿組成。制作方法不同,但通過人工或機械噴射在特定性質(zhì)和大小的模板上,其性能基本一樣。 發(fā)展過程 20世紀(jì)40年代,人們在玻璃纖維增強塑料的發(fā)展過程中認識到玻璃纖維混凝土的潛力;但是早期硼硅酸鹽玻璃纖維耐堿能力差,影響了與混凝土結(jié)合以后的強度,為此,必須發(fā)展一種特殊的玻璃纖維產(chǎn)物,具有耐堿能力。
60年代末,耐堿玻璃纖維研究成功,隨之并進行了大量抗堿玻璃纖維混凝土特性的試驗研究。70年代初以來,耐堿玻璃纖維在美國得到推廣和應(yīng)用。隨后在許多工程中得到了大量的應(yīng)用,成為一種成熟的建筑裝飾材料。90年代以后,GFRC開始被引進到中國大陸。得到了一定的發(fā)展。 獨特的優(yōu)點 作為一種新型的現(xiàn)代建筑材料,GFRC飾板在許多方面與其他材料相比具有不可比擬的優(yōu)點。
1.其可塑性為創(chuàng)造性的建筑設(shè)計提供了機會,可以根據(jù)建筑設(shè)計需要,塑造各種外形。建筑師可以任意選擇凹槽和折線變化或各種曲線造型。GFRC飾板可以用作墻飾、窗飾、拱肩、柱飾、封檐板、挑檐底板、遮陽板、折線形屋頂及內(nèi)部裝飾等,既可以用于古典風(fēng)格建筑的裝飾,又可以用于現(xiàn)代風(fēng)格建筑的圍合。
2.表面外裝飾可采取用外露骨料、整體著色、白色水泥、紋理飾面或鑲板等多種材質(zhì)肌理處理。建筑設(shè)計有較大的選擇余地。質(zhì)感豐富,表現(xiàn)力強,有多種顏色和肌理可供選擇。此外,經(jīng)合理設(shè)計的厚為1/13mm的GFRC飾面板長度可達9m。在實際應(yīng)用中非常方便、靈活。
3.重量輕;自身強度高;抗沖擊能力強;抗?jié)B透性、抗凍融性能較好;防火性能好,并且能長期使用而不開裂,這是一般混凝土所無法比擬的。 此外,GFRC建筑飾板還便于進行工業(yè)化大批量生產(chǎn)。運輸方便,安裝簡便,可減小結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件和基礎(chǔ)的外加荷載,從而降低造價,特別適于地質(zhì)條件不良的多層磚混結(jié)構(gòu);在高層框架結(jié)構(gòu)中顯得更加理想,因飾面材料越重,框架構(gòu)件要求越大。 應(yīng)用領(lǐng)域 。
上述優(yōu)點,GFRC建筑裝飾構(gòu)件在許多地方得到了廣泛的應(yīng)用。
1.古典風(fēng)格的建筑。
古典建筑風(fēng)格在歷史上曾經(jīng)取得了輝煌得藝術(shù)成就,并且深入人心,是人類文明的重要組成部分。在現(xiàn)代社會中,古典風(fēng)格的建筑仍具有很強的生命力。一方面,古典建筑風(fēng)格本身具有比例嚴謹,規(guī)模宏偉,莊嚴氣派,裝飾華麗的特點,視覺效果比較強烈。另一方面,古典建筑風(fēng)格體現(xiàn)了人類社會歷史文脈的連續(xù)性,滿足人們的社會心理需求,因而在許多商業(yè)、辦公、廣場、高等住宅等建筑開發(fā)及裝飾工程中被廣為采用。隨著人們生活水平的提高,一些人對千篇一律的現(xiàn)代“國際式”風(fēng)格曰益感到厭倦,懷舊情結(jié)有時會成為他們的生活時尚。從某種意義上說,古典建筑在特定范圍內(nèi)得以復(fù)興是一種必然的發(fā)展趨勢。 用GFRC板制造的建筑裝飾構(gòu)件造型逼真細膩,表現(xiàn)力強,是一種非常理想的塑造古典風(fēng)格的建筑材料。其外觀與石材十分相似,但由于其可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),克服了石材構(gòu)件高昂的人工加工費用,已經(jīng)成為歐美國家古典風(fēng)格建筑的主流材料?,F(xiàn)在歐美國家建造的古典風(fēng)格建筑,大部分都是采用GFRC這種材料。 GFRC建筑裝飾構(gòu)件能為古典風(fēng)格的建筑提供精美的,幾乎以假亂真的細部裝飾構(gòu)件。而且由GFRC建筑裝飾構(gòu)件造價低,安裝便利,便于進行工業(yè)化大批量生產(chǎn),可以大量的運用。
2.現(xiàn)代建筑。
由于GFRC建筑飾板自重輕,安裝簡單、強度高,可以大量的在工廠中預(yù)制,縮短工期。GFRC建筑飾板可以方便的塑造成各種形狀,表面質(zhì)感強,作為現(xiàn)代建筑的圍合構(gòu)件,具有很強的建筑表現(xiàn)力。GFRC建筑飾板又可以用于各類現(xiàn)代建筑中進行局部裝飾。現(xiàn)代建筑中越來越多地注重所謂“地方性”、“文化性”特點,或是把許多風(fēng)格糅合進設(shè)計中來。采用GFRC建筑裝飾構(gòu)件能夠方便地對現(xiàn)代建筑進行局部重點裝飾,給予建筑設(shè)計師以廣闊的自由創(chuàng)作空間。
3.園林景觀。
GFRC也大量的用于園林景觀設(shè)計中,建造出各種精美的建筑小品、噴泉、花盆、休息椅裝飾等。
4.修復(fù)古跡。
在修復(fù)古跡的工程項目中,GFRC是一種很重要的修復(fù)手段。GFRC構(gòu)件能夠忠實的再現(xiàn)遭受損害的原有建筑構(gòu)件,并且符合國際上對于文物建筑修復(fù)與保護的有關(guān)原則,即忠實的再現(xiàn)細節(jié),并且在材料上與原有建筑加以區(qū)分。此外,采用GFRC飾板可以減少對既有結(jié)構(gòu)的附加外力,因此是一種很理想的材料。
5.室內(nèi)裝飾。
此外,GFRC還可以用于室內(nèi)設(shè)計中,如裝飾帶、壁爐等等。
國內(nèi)的發(fā)展前景GFRC在國外尤其是歐美發(fā)達國家得到了很大的發(fā)展,技術(shù)上也已經(jīng)非常成熟,但在國內(nèi)還剛剛起步。目前面臨的困難主要有幾個方面:一是缺乏推廣和宣傳,人們還沒有認識到其獨特的性能,國內(nèi)的設(shè)計單位對其缺乏了解;二是技術(shù)上總體水平落后,除了個別正規(guī)廠家外,絕大部分廠家規(guī)模小,工藝簡陋,缺乏必要的技術(shù)和工藝設(shè)備,缺乏設(shè)計力量,甚至在安全上存在著許多隱患;三是市場混亂,無序競爭,陷入了價格戰(zhàn)的怪圈,忽視了產(chǎn)品的品質(zhì)和長遠的考慮。 盡管存在著這樣或那樣的問題,但GFRC作為一種新型的建筑材料,在中國仍有非常廣闊的發(fā)展前景。中國是一個經(jīng)濟發(fā)展迅速的發(fā)展中國家,人口眾多,建筑業(yè)的市場是十分巨大的。我們有理由相信,只要經(jīng)過必要的推廣,進一步規(guī)范市場,提高技術(shù)水平,GFRC在祖國的建設(shè)中將大有用武之地。
1、 何為GRC建筑裝飾制品?
GRC系玻璃纖維增強水泥(砼)的英文縮寫。GRC建筑裝飾制品則專指耐堿玻纖增強特種水泥的建筑裝飾制品。只有采用耐堿玻纖增強低堿度水泥才能保證這種建筑裝飾制品的耐久性(50-100年)。由于采用了細微的玻纖,GRC才具有良好的可模塑性,從而可制成薄壁輕質(zhì)高強、形式多樣的建筑裝飾構(gòu)件(歐式、現(xiàn)代、室內(nèi)、庭院、雕塑工藝品)。
2、 GRC材料性能如何?
?。?) 輕質(zhì)--GRC材料容重1.8-2.0g/M3,比鋼筋砼輕1/5,由于可制成薄壁空體制品,比實體制品重量大幅度降低。
(2) 高強--加入玻纖后,水泥砂槳的抗彎強度從2-7MPa提高到6-30Mpa,加之,制品斷面多為空體曲面,慣性矩大,抗彎強度高。
?。?) 抗沖擊韌性好--由于大量玻纖貫穿在GRC材料中,因此能夠吸收沖擊作用的能量,提高抗沖擊性能。國內(nèi)檢測結(jié)果表明,抗沖擊強度由1-2Kg-CM/CM2提高到5-15 Kg-CM/CM2。
?。?) 抗?jié)B、抗裂性能好--因玻璃纖維大量細密面均勻的分布在制品的各個部位,形成了網(wǎng)狀增強體系,延緩裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展,減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象,提高了抗?jié)B抗裂性能。
?。?) GRC材料耐水、耐火,并且有良好的可加工和可模塑性。
3、 GRC建筑裝飾構(gòu)件的設(shè)計和安裝
GRC材料的成型幾乎不受形狀限制,采用GRC裝飾構(gòu)件精心設(shè)計建筑師各種富有想像力的設(shè)計,可分別創(chuàng)出恢宏壯觀、古樸典雅、自然秀美和清新幽雅的建筑和環(huán)境。
GRC建筑裝飾構(gòu)件的安裝隨構(gòu)件大小、安裝高度、墻體質(zhì)量而各有不同。為了確保構(gòu)件安裝的方便、安全、可靠和耐久,我們針對新舊建筑、高低層建筑、輕重墻體,大小構(gòu)件設(shè)計了多種安裝節(jié)點,并編有《山泰安裝節(jié)點圖》。全部預(yù)埋件、聯(lián)結(jié)板、固定件均做鍍鋅處理或采用不銹鋼件,對部分大型構(gòu)件則設(shè)置了安全鉤。
GRC是英文“玻璃纖維增強水泥”的字頭縮寫,就如同GRP是“玻璃纖維增強塑料”——簡稱“玻璃鋼”一樣。這種構(gòu)件對水泥的要求特別高,因為玻璃纖維不耐堿,所以必須得用低堿性水泥,目前東北地區(qū)大部分都用唐山產(chǎn)的,有些廠家圖便宜用普通水泥代替,但是強度不夠,耐久性更是無法保證。還有一個問題要提醒大家:GRC隔墻板沿豎向是空心的,它的致命弱點就是不能沿水平向剔溝槽,致使給水管線無法沿墻暗敷,在要求精裝修的工程中的廚房、衛(wèi)生間隔墻上不能用。 GRC裝飾線條的缺點是壽命短,堅固性較差,做外裝飾時檔次較低。
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