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新型鎂合金幕墻的應用

當今世界金屬幕墻所使用的材料種類還比較單一,其種類包括一些鋁復合板、單層鋁板、不銹鋼板和彩涂鋼板等。金屬材料的力學及自身特性賦予了金屬幕墻獨具一格的外墻裝飾效果。不同的金屬材料體現各自獨特品質特性如青銅的優雅華貴;不銹鋼的高強度及高耐蝕性;鋁合金表面色彩的多樣化,鎂合金的輕質性。

隨著經濟全球化和我國“一帶一路”發展理念的提出,節能降耗的相關理念已經深入到各個行業,并且都在發展節能降耗相關的技術,制定可持續發展策略。建筑節能主要從建筑的外圍系統來著手,在建筑的外部結構中,為減輕鋼龍骨負重,通過開發輕質建筑幕墻材料,減少鋼龍骨用量,從而達到有效節約高耗能建材的目的。國內新概念建筑起步較晚,尤其在復雜曲面金屬材料的加工工藝與材料研發上與發達國家相比還存在一定的差距。隨著信息爆炸時代的來臨,設計師之間可以互通有無,不同的設計師有著不同的創新設計理念,但限于復雜曲面金屬建筑裝飾材料選擇的單一和新型金屬幕墻材料研發的滯后,設計師并不能完全實現自己的對建筑物的設想。

鎂合金具有密度小(純鎂的密度是1.749/cm3,約為鋁的64%、鋅的25%和鋼的20%)、比強度高等特點。近些年,一些材料研究者依據鎂合金的優點,開發出了一系列具有高強度和優異室溫成形性能的鎂合金板材,諸如AZ31、Mg-ZnRE系列鎂合金等。其抗拉強度可達200MPa以上,延伸率可達20%以上。這充分的說明鎂合金既可以滿足高層建筑幕墻的強度要求,又可以滿足特異性建筑對板材成型性能的要求。所以,在建筑幕墻中使用鎂合金材料具有巨大的開發潛力。

鎂合金雖具有媲美鋁合金的強度,重量只有同體積鋁合金的64%左右,同時其具有較好的室溫成型性能,使得鎂合金應用于金屬幕墻領域成為了可能。但這其中也存在著一些問題亟待解決。

作為建筑幕墻中使用的面板材料,鎂合金優異的導熱性能,成為制約鎂合金幕墻使用及發展的瓶頸性問題。導熱性較好的幕墻材料,對于建筑物本身來說,既不經濟也不節能。

鎂合金板材較為輕薄,可以減少龍骨和連接件的用量及強度,但是對于高層及超高層建筑,需要保證其幕墻系統的抗變形能力。

對于鎂合金的特性,和使用過程中可能存在的問題,提出以下解決方案進行改進。

根據幕墻使用需求,可以改進鎂合金幕墻材料加工方法,利用復合材料的思維,定制生產出鎂合金復合板,其主要是由內外兩層相同厚度的鎂合金板中間夾入3mm~8mm厚的聚乙烯或硬質聚乙烯發泡板,組成復合材料。鎂合金板面涂氟碳樹脂涂料,形成較為堅韌且穩定的保護層,板的背面涂有聚脂漆以防止可能出現因潮濕導致的腐蝕。通過加工工藝的改進可以解決鎂合金作為金屬幕墻材料較弱保溫性能的問題,為新材料的應用提供一種新的思路。

對于新材料應用于金屬幕墻,這是一個新的領域,需要對每幢建筑的每個重要部位進行科學的力學計算,考慮因素應包括風壓、自重、地震、溫度和耐久性等,并且對埋件、龍骨系統的強度進行仔細校核,做到節能但不質劣。

隨著新金屬材料的開發及新型建筑概念的發展,鎂合金金屬材料具有相當廣闊的應用前景。其優異的成型性能及強度保證了作為幕墻材料使用的可能性,但鎂合金自身也存在一些問題,但是不能因噎廢食,需要我們不斷的努力去發現問題并改進問題。將鎂合金的應用市場再提升一個臺階,為新型建筑的發展提供廣闊的舞臺。


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