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GRC成就建筑艺术之美(一)
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GRC成就建筑艺术之美(一)

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  • 发布时间:2017-08-25 12:00
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       GRC是英文Glass fiber Reinforced Concrete的缩写,中文名称是玻璃纤维增强混凝土。GRC是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料,GRC是一种通过造型、纹理、质感与色彩表达设计师想象力的材料。

一、GRC概述

       GRC是英语Glassfibre Reinforced Concrete 的缩写。中文是:玻璃纤维增强混凝土。美国英语Glass Fiber Reinforced Concrete,缩写为GFRC,含义相同。

       它的突出特点是具有很好的抗拉和抗折强度,以及较好的韧性。

二、欧标GRC行业发展的必然方向

       标准是一种公开、透明的东西,有了标准,无论是生产者,还是消费者,大家对一种商品的原材料、质量、性能等等都心知肚明,实际上也就使得商品交易的“契约”关系变得更加确定,使双方的权利、义务更加明确。规范的企业都有一个共同的特点,总是希望市场公开、透明,规范化健康发展;而投机商总是希望把水搅浑,从中渔利。

       通过标准优化,带动业升级,已被证明是工业发达国家行业发展的必由之路。在经济全球化、信息化快速推进的今天,标准的地位和作用越来越重要。

       牛顿有句名言:“如果我比别人看得更远一些,那是因为我站在巨人们的肩上。”GRC欧洲标准正是这样一位GRC行业的巨人,我们应该借助GRC欧洲标准体系,迅速登上一个新的高度。

三、有色GRC发展趋势

       有色GRC,即带饰面的GRC。

       饰面层与GRC纤维增强层为一次成型。这种彩色装饰面层是通过GRC配料中加入颜料、彩色骨料和外加剂,以及特定的制作工艺完成的。

       一种通过造型、纹理、质感与色彩表达设计师想象力的材料。

       1.避免沾上灰尘和污渍:可以用吸尘器来清洁砂岩背景墙而且要确保吸尘器是软毛刷,因为硬设备可能会刮伤砂岩。

       2.安装好后尽快密封:密封口可以充当砂岩背景墙的保护层,防止灰尘和污渍的进入以及砂岩内的水分蒸发,因为它和空气中的化学物质发生反应可能会损坏砂岩背景墙。

       3.不要接触油污:因为油或污垢会导致砂岩背景墙染色,如果接触到了应该尽快清理避免被砂岩吸收。

       4.避免使用瓷砖清洗剂清洁:瓷砖清洗剂会使墙壁瓷砖褪色应该用干净的软布和温水,经常擦拭可以防止有害化学物质的沉积。

四、材料优势

       建筑外立面常见的装饰材料有:天然石材干挂、玻璃幕墙、金属幕墙、陶板、瓷砖

五、GRC行业标准

       国际标准:

       《GRC产品的制造、养护和检测标准》

       Specificationfor the manufacture,curingand testing of GRC products

六、应用领域

       GRC建筑细部装饰构件,简称:GRC建筑细部。

       GRC幕墙板,或称:GRC外墙挂板。

       GRC园林景观制品,如:GRC雕塑,GRC假山,GRC小品,GRC花钵等。

       还有GRC轻质隔墙板、GRC保温板、通风管道、永久性管状芯模、永久性模板、工业建筑屋面构件、声屏障、自承载式地板、灌溉渠道等。

七、材料组成

       水泥:通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。

       纤维:GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维,种类包括耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。欧美国家要求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%,中国要求在使用普通硅酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。

       聚合物:通常添加的聚合物为丙乳,即丙烯酸酯共聚乳液。

       外加剂:通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈 剂等。当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时,不得使用氯化钙基的外加剂。

       其他材料:可以选择性的添加一些火山灰质活性材料,有利于提升GRC制品的综合性能,例如强度、抗渗、耐久等。

八、生产工艺

       增强的玻璃纤维有很多种型式,例如短切纤维纱、连续纤维无捻粗纱、网格布、短切纤维毡等,不同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法不同,相同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法也不完全相同。而且玻璃纤维的掺入量和使用方式对于玻璃纤维增强水泥复合材料的力学性能有着很大的影响。这就形成了多种玻璃纤维增强水泥复合材料的制作工艺,如喷射工艺、预混喷射工艺、预混浇筑工艺、注模工艺、布网工艺、缠绕工艺等。每种生产工艺都有其各自的特点,适用于制作不同的产品,当然所使用的设备也有所不相同。

1、喷射工艺

       喷射工艺是应用最早并且最多的制造GRC制品的方法,包括手工喷射和自动喷射。20世纪70年代初英国建筑研究院(BRE)最先用此方法制造玻璃纤维增强水泥(GRC)制品。不管是手工喷射还是机械喷射,喷射工艺都需要经过专门训练的操作人员和专用设备。操作方法的正确与否很大程度影响到GRC制品的强度和耐久性。对于喷射工艺而言,玻璃纤维以二维乱向随机分布于水泥砂浆之中,纤维的有效利用率高,产品的各项物理性能也较好。

2、预混工艺

       预混工艺是将短切玻璃纤维和水泥砂浆基体共同搅拌,形成均匀的玻璃纤维水泥混合料,然后通过浇筑或喷射的方法制成产品。根据成型方法的不同,预混工艺可分为预混浇筑工艺和预混喷射工艺。预混浇筑工艺与预制混凝土制品的工艺相类似,在浇筑过程中常常会辅以震动工序。

九、技术前沿

1、InterfaceTailoring玻纤-水泥界面优化技术

       由于玻璃纤维的表面非常光滑,普通GRC中玻纤-水泥界面过渡区是最薄弱的环节,AR纤维理论上只能发挥其强度效能的14.3%。界面理论认为:玻纤-水泥界面结合力如果太弱,受载时,纤维会大量拔出,GRC强度很低;但如果结合力过强,纤维表面应力集中,导致纤维受损,材料脆断,既降低强度,又降低塑性。只有界面结合力适中的GRC才能呈现出高强度和高韧性。界面优化涉及原材料的匹配、工艺方法与参数的设定、生产环境与条件的作用等诸多问题。

2、Uniform纤维分散技术

       玻纤均匀良好的交织形态和取向是制造优质GRC的关键技术之一。是保证GRC的均质性的必备条件,如果出现局部纤维含量过低,或是缠绕结团都会严重影响GRC的品质,甚至发生安全事故。通过化学分散剂和机械分散器专有技术相结合的方法获得了非常好的均匀分散效果。保证了最终产品的稳定性和可靠性。

十、影响GRC设计的因素

       自然力:风、水、热、地震

       其它:火、声、电化学侵蚀、腐蚀、碳化

       建筑结构:钢筋混凝土框架、钢结构、现浇剪力墙、砌体结构

十一、极限状态设计

       典型的GRC初始性能与老化后的性能

       生产工艺和材料配比对GRC性能的影响

       GRC的徐变和应力状态下的破坏方式

       GRC设计方式

       疲劳强度设计的选择

       强度设计与计算

十二、板型结构与基本设计原理

       充分利用GRC材料所特有的高抗弯、抗拉、抗剪和抗冲击强度,依据薄壳结构原理设计制造刚性曲面造型。强调材料力学与结构力学的综合运用,结合几何造型的合理性,依靠曲面内的双向轴力和顺剪力承受载荷。通过曲面造型变化,丰富建筑立面装饰效果;减轻结构自重,内力均匀,提高了空间整体工作性,强度高,刚度大,节省材料,经济合理。

十三、GRC力学性能与物理化学性能设计

       不同的应用条件对GRC的性能要求有很大差别。众所周知,沿海地区与城市中心,高层建筑与低矮的别墅,其风荷载相差很大。再例如:屋面与墙面比较,屋面的条件就要恶劣的多,普通GRC就难以胜任,因为屋面受到雨水、冰冻、阳光直射的作用,GRC材料会产生湿胀干缩、热胀冷缩,缺乏抗疲劳能力的普通GRC内部结构会发生破坏。还有许多情况必须考虑:表面粗糙与光滑;浅色与深色对阳光产生的热能吸收

十四、GRC产品设计

       建筑师与GRC工程师的深入沟通是十分必要的。

       产品内部结构设计:钢骨架、增强肋、收边......

       构造节点与固定系统的基本准则

       面板构造设计、边缘与洞口、尺度协调、构造节点型式、通风雨幕、连接件、接缝处理与密封、相邻材料衔接

十五、生产工艺方案与配合比设计

       在综合考虑使用环境条件后,有针对性地设计GRC材料的功能与性能指标体系。根据这些数据制定生产工艺方案与配合比设计。在满足使用条件的情况下,预留足够的安全系数,合理运用各种技术工艺程序,设计一个完整的技术经济方案。其中,首先选择合适的工艺路线,然后选择与之匹配的原材料,之后进行配合比设计,试配验证,组织实施。

 

GRC品牌——美砼

专注于GRC研发、设计、生产、安装

 

 

       作者:美砼建材

       来源:www.meitongjc.com

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