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户外建筑及景观用塑木材料高档品设计
来源: 作者: 发布日期:2019-11-11 阅读次数:61 评论数:0 收藏 打印 
户外建筑及景观用塑木材料高档品设计

塑木材料综合性能优异,户外建筑及景观使用的塑木品种越来越多、数量越来越大。随着制造技术和工艺的不断进步,产品外观质量提高很大。但有许多塑木企业,甚至不少品牌大企业,由于缺乏针对性研究,材料设计存在着先天缺陷。这些缺陷往往要在建成二、三年之后才逐渐暴露问题,此时再来解决问题,已经为时已晚。在追踪问题时,材料设计缺陷往往难以查出。


塑木材料的变形

户外塑木建筑及景观在使用一段时间后,有些尺度较长的塑木会出现逐渐弯曲、下垂等变形现象,这是目前户外塑木建筑及景观中常见的缺陷。塑木材料由建成时漂亮的直线型,在经过几个寒暑后逐渐弯曲变形的变形因子研究分析如下:

温度应力及蠕变

夏季气温升高,塑木材料产生热膨胀。较长的塑木热膨胀较大,由于两端被固定,所受温度应力也大(应力和膨胀变形成正比) ,当膨胀达到一定值后,塑木发生失稳而弯曲变形并随热膨胀增加弯曲度(弯曲变形)增加。塑木弯曲后,温度应力得到释放 ;中性面应力为零,因弯曲,凹面产生压应力,凸面产生拉应力。由于拉压应力的长期作用,凸、凹面分别产生拉伸和压缩蠕变,使得曲率变大,在气温降低时也不能完全收缩恢复。如是经过若干气温周期,不断产生周期性蠕变叠加 ;随着蠕变增加和高分子链的约束力逐渐达到平衡,蠕变的增量逐渐减小到零,达到蠕变极限。若安装施工在高温季节,因和最高温度的温差小,基本不发生因热膨胀而弯曲变形的情况。但在低温季节,塑木的韧性和强度随温度下降 ;由于两端被固定,塑木因降温收缩而产生的温度应力达到最大值,往往导致固定处破坏。

吸水膨胀蠕变

降雨时节,塑木吸水膨胀,塑木材料产生微量蠕变伸长,不可恢复 ;并随干湿交替周期,周期性产生蠕变伸长并叠加。随着塑木内部木质达到可能的吸水膨胀极限及高分子材料的约束力的作用,吸水膨胀蠕变伸长的增量逐渐减小到零,达到蠕变极限。

塑木材料蠕变是温度应力蠕变叠加

和吸水膨胀蠕变的综合结果较长塑木两端被固定约束时,随着塑木材料各种蠕变的叠加,在建成时漂亮的直线型材料,逐渐出现明显的弯曲;并在若干寒暑交替之后达到尺寸基本稳定、弯曲度不再增加。

户外建筑及景观的塑木高档品设计

设计思想上,塑木型材由均一型复合材料提升为双层功能性复合材料,通过技术、工艺、装备提升和适当的成本增加,提出双层区分解决方案,有益于技术难点的克服,从而得到高品质、高美观、高性能、长寿命的高档塑木型材。

近年来,随着技术的发展,高端塑木共挤塑木顺势而生。它是采用行业内最先进的挤出成型技表面均匀而牢固地包覆着共挤层。采用这种新技术生产共挤塑木,除了保留着传统塑木的防霉、防虫和其它物理性能优点外,还具有更强的耐磨、抗刮、抗污和耐候性能,更加美观耐用适用于高档的户外园林景观工程、建筑模板、别墅、庭院地板等领域。

高端塑木共挤栏杆户外表现性能更佳,在安装后无需考虑日常清洁维护问题,增加了长久的美感和体验感。在严苛的户外环境下,一般的铁艺围栏短周期就会内出现生锈腐蚀的问题,防腐木栏杆也会出现虫蛀腐烂的问题,如果长期不维护,就会出现表皮脱落,内部断裂的问题,严重影响了栏杆的整体美观度。

花园景观的设计风格是与建筑的风格以及材料的运用息息相关的,坚持使用的功能性,在环境美观的前提下,布置满足各种功能要求的设施和场所,提供休息、交流的美好空间。高端共挤塑木无论色彩、花纹、质地都能根据个性需求营造浪漫建筑气氛。提高塑木耐久性的主要原理与材料制备过程中的木质材料的种类、添加聚合物的种类、木材和塑料的掺和比相关。对高端共挤塑木来讲,结构耐久性和美学耐久性同样重要。

在建筑工程中,塑木主要应用在浇筑混凝土的建筑模板中,有着诸多的优点,是一种环境友好型建筑模板材料。对塑木为原材料制备的建筑模板刚性、韧性、密度以及结构优化可以通过不断提升加工技术和制备工艺、探索新型改性方法及结构设计方法而得到良好的解决。在国家大力提倡节约使用木材的形式下,高端塑木将会越来越多地应用在建筑工程领域中。

塑木共挤中木纹效果的共挤材料生产工艺为两步法生产。即原材料添加各类改性助剂、着色剂和功能性助剂共混改性加工成底色料,再将一定比例的各种色母均匀混和而成。其必须具备如下功能:有更高的共挤附着力;有更好的加工宽泛性;有更突出的耐候性;有更优秀的表面耐刮擦效果;原木感觉比传统共挤料出色。木纹效果木塑包覆共挤料,采用耐候性优秀的丙烯酸类初级橡胶粉与丙烯腈-苯乙烯预聚物,添加能够满足客户要求的改性助剂,高耐侯着色剂及功能助剂共混改性加工成底色料,再将一定比例的各种色母均匀混和而成。专用的色母粒的加入,使产品具有清晰、木纹效果,逼真的木质感,宽泛的加工性,优秀的耐刮擦性。针对特殊要求,如透明、耐磨,哑光,导热、导电、低表面能等产品也可以进行定制服务,从而满足高端客户需求。

责任编辑:陈波

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