兰州发泡陶瓷——应用于机场建筑中的可行性研究

2019-05-21  来自: 甘肃万特科技发展有限公司 浏览次数:213

兰州发泡陶瓷——应用于机场建筑中的可行性研究

大型机场是国家综合交通基础设施重要组成部分,近年来随着中国经济高速发展,为了适应广大旅客的出行需求,提高机场的通航能力,国内大批的新机场开始建设。

在新机场的建设过程中,绿色,节能,环保等新型设计理念开始大量融入到整体建筑结构设计中,因此为新型建筑材料的工程应用带来新的市场机遇。

兰州发泡陶瓷

图1 北京大兴国际机场示意图

其中北京大兴国际机场为了推进绿色机场建设,确立了“低碳机场先行者、绿色建筑实践者、高效运营引路者、人性化服务标杆机场、环境友好型示范机场”等五大绿色建设目标。

机场70%以上的建筑都按照绿色建筑设计建造。机场内构建高效合理的复合生态水系统——雨水收集率高,雨污分流高;污水处理率高;被称为海绵机场。

在机场建设过程经常使用的建筑材料包括:结构材料(钢材、钢筋混凝土)、外维护材料(玻璃幕墙、铝板幕墙等)、保温材料、防水材料、遮阳材料、装修材料等。

本文着重分析发泡陶瓷材料应用在保温材料,防水材料,隔音材料,装修材料等方面的可行性。

保温材料

2.1 发泡陶瓷材料

发泡陶瓷材料是以煤矸石、粉煤灰、陶瓷抛光料、赤泥、矿石尾矿、江河湖淤泥、页岩、其他废料等工业固体废弃物作为主要原料,经过配料,烧成,切割等工序,得到性能优良,尺寸稳定的发泡陶瓷保温材料。

产品之所以具有好的隔热保温性能, 主要是原因配方中的发泡剂在高温烧制过程中产生大量的气体,经过降温退火,留下了大量气孔在产品中,因此形成高气孔率的闭孔陶瓷材料。

兰州发泡陶瓷

图2 发泡陶瓷保温材料

兰州发泡陶瓷产品在具有保温功能的同时还具有以下优点:

(1)防火——完全由无机材料,经过1200℃高温烧结,材料本身不含任何可燃成分,因此具有良好的防火性能。

(2)防水——材料完全由封闭独立小气孔组成,气孔表面均已形成致密玻化,因此不会发生任何吸水,渗水现象。

(3)防生物虫害——材料硬度高,全部为无机材料闭孔构成,即使在高温高潮地区使用,也可以有效阻止细菌、老鼠等虫害破坏。

(4)机械强度高——抗压强度高,不发生形变,容重200kg/m³产品抗压强度可达3MPa。

(5)耐腐蚀——成品全部由陶瓷硅酸盐构成,经过测试具有优异的耐酸碱等化学腐蚀性能。

(6)性能稳定——产品经过高温烧结,材料内部结构稳定,各项理化性能指标稳定,不衰减,能够达到与建筑同寿命。

(7)尺寸稳定性——尺寸稳定性优异,其热线性膨胀系数非常接近钢材和混凝土,即使温度剧烈变化也能使系统保持稳定。

(8)隔音降噪——组成产品的封闭气孔,能够减弱声波在传递过程中的能量,因此可以达到隔音降噪的功能

(9)环保可持续——原材料由各类工业固废,矿山尾矿,建筑垃圾等组成,真正实现了变废为宝,循环经济可持续发展这一理念。

2.2 机场建筑保温材料介绍

国内机场的大型屋面保温,常规使用高容重岩棉。欧洲机场在建筑过程中应用较为广泛的保温材料是泡沫玻璃,泡沫玻璃保温材料具有优良的防火性能,较好的抗压强度,良好的耐水性能,使之成为屋面保温和面板的更为理想和可靠的基层。同时,可避免屋面局部渗漏时,岩棉保温因吸水失效的问题。

表1  发泡陶瓷与泡沫玻璃和岩棉对比表

兰州发泡陶瓷

通过表1可知,发泡陶瓷保温材料在性能指标参数上,与泡沫玻璃和岩棉板等接近,其中一部分性能优于另外两种材料,因此可以应用于机场建筑保温材料。

由于近年来发泡陶瓷才开始量产化,因此,需要加大市场宣传和推广力度,促使相关设计院所设计人员,了解到发泡陶瓷的优良保温性能,在设计规划阶段就将发泡陶瓷产品引入整体建筑方案中。

兰州发泡陶瓷

图3 戴高乐机场屋面铺装泡沫玻璃

Fig.1 Foamed glass covers the roof of Charles DE Gaulle

Airport

2.3 机场建筑保温隔音材料介绍

在机场建筑设计的阶段,根据机场的特殊工作情况,需要考虑到噪音污染问题。所以在航站楼等场所的设计过程中,需要采取隔音降噪措施。

如在国内昆明长水机场的设计过程中,采用纸质蜂窝芯板作为蜂窝芯保温隔音复合板的芯层结构,改性镁质水泥板作为复合面板,使用防火胶将六片面板胶合在一起,把芯层结构密闭于一个防火面板组成的板式盒体结构内,制作成蜂窝芯保温隔音复合板。

该蜂窝纸芯具有独特的中空结构,孔径之间的纸壁封闭阻止了空气的流动,形成静态空气腔,具有承压强度高、稳定性能好、质量轻、隔热、隔声性能好等优点,因此取得了较好的效果。

兰州发泡陶瓷

图4 昆明长水机场航站楼屋面做法

Fig.4 Roof structure of terminal building of Kunming

Changshui Airport

兰州发泡陶瓷产品的隔声原理与纸质蜂窝芯板原理接近,通过独立封闭的小气孔,阻止了声音在材料中的传递过程。声音传播过程以球状形式传播,每次与发泡陶瓷内部气孔发生碰撞时,其能量就衰减一次,随着碰撞次数增加,声音能量随之减弱。

同时,发泡陶瓷产品较纸质蜂窝芯板产品的厚度可调性大,可以一次性直接烧成满足使用厚度的产品,免去了需要多次粘结工序,提高了材料的使用寿命,因此发泡陶瓷可以作为隔声材料应用于机场建筑中。

2.4 机场建筑中防水材料介绍

大型机场航站楼常用金属直立锁边屋面,具有耐久、耐火性能好、易于安装等优点,但是其缺点也很突出:噪音大;长期热胀冷缩之后会在直立锁缝及节点处出现漏点;采光、通风穿出件与屋面板膨胀系数不同,无配套产品及工法能让其长期密闭且冷桥问题严重。

大跨度单体应用中,屋面金属导热系数大,且屋面为温度敏感部位,外界温度变化易导致屋面钢板接缝密封材料发生破坏(如图5)。传统轻钢屋面在天沟檐口防水封堵方面存在问题,如屋面积雪或雨量大排水不畅易发生雨水倒灌,导致严重漏水现象(见图6)。

兰州发泡陶瓷

图5 某国内机场屋面

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图6 某国内机场屋面天沟

而单层屋面系统能够有效解决传统屋面系统的渗漏水问题、冷桥结露问题、噪音问题、多曲面构造问题等。同时能够减少一层金属防水板,大大节省屋面材料用量和造价。

目前一些设计中采用多重防水屏障系统用来保证整体屋面系统的良好防水功能,如采用的柔性防水层通过满沾的方式与泡沫玻璃等材料相结合,如图7所示。该系统在拥有良好的防水功能同时,使得整体屋面的抗风揭性能也大大提高。

兰州发泡陶瓷

图7 新型TPO 单层屋面系统示意

1—1.5 厚 TPO 防水卷材(背衬型);2—卷材搭接

处热风焊接;3—卷材固定件 @100;4—泡沫玻璃保温板

5—泡沫玻璃专用粘结剂;6—屋面檩条;7—TPO 卷材

专用粘结剂;8—0.8 厚YX75-200-600 压型钢底板;9—0.8

厚钢平板(M4.8 平头钉每波峰两颗)

发泡陶瓷与泡沫玻璃的性能相近,机械强度更高,防水能力优良,因此该多重防水屏障系统中选用发泡陶瓷产品具有一些的可行性。

2.5 机场建筑中装修材料介绍

机场建筑装修材料中常用的包括各类瓷砖,陶瓷大板,陶板,搪瓷钢板等具有耐久,防火,耐磨,光泽度好,尺寸稳定性好的材料。

发泡陶瓷保温装饰一体板通过先进的工艺技术,可以制备多种类型花色的装饰表面,具有轻质,保温,隔音,耐磨,防腐等功能。可以用于机场建筑的内外墙体的保温装饰。

发泡陶瓷隔墙板产品,也可以作为隔断装修材料应用于航站楼,办公楼等处。产品拥有防火,隔音,保温,等众多优点,同时产品安装便捷,施工简单,高效,环保。

 结论

兰州发泡陶瓷产品具有,防火,防水,隔音,耐久性,轻质,保温,机械强度高等优点,通过对比发现,发泡陶瓷产品的单一优点均能满足机场建筑中的材料使用标准。

以上为笔者根据机场建筑材料的选择使用标准和新型材料在机场建筑中的适宜性研究等文章,结合发泡陶瓷产品性能 ,市场应用等情况进行粗浅分析,若有不足之处,欢迎大家进行指正,探讨。

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