建筑材料及其他玻璃钢制品的应用.pdf

第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用自从脱离荒居野处，菇毛饮血时代，建筑材料就与人类结下不解之缘，建筑材料的变迁是社会发展的重要象征。笔者曾将建材的发展划分为天然石块、木材、加工木材、砖瓦沙石、钢铁、玻璃、水泥及新型建材几个阶段。玻璃钢材料，以其隔热、吸音、防水、耐腐，已在围护、门窗、卫生洁具、装饰、通风承重结构等方面广泛应用，成为新型建材的重要一支。例如被誉为浦东地区的标志建筑，上海东方明珠电视塔大堂屋盖，就是采用玻璃钢结构。玻璃钢不仅是一种材料，而且本身也就能够成为一种建筑。玻璃钢（以及玻璃纤维增强水泥，碳纤维增强水泥等）可以制成传统建筑和古代能工巧匠望洋兴叹的曲面、薄壳、大跨度、异形建筑（图!#）。图!#新型玻璃钢建筑$#第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用第一节几类玻璃钢建材一、波形瓦波形瓦是用途最广，制作最简单的建筑材料，自!#年在常州$%&厂（天马集团）问世，已迅速普及。波形瓦一般就以木材、钢材或成品玻璃钢瓦、石棉瓦作为模具，所以在标准中玻璃钢波形瓦的尺寸（长度、宽度、厚度，见表$!）与石棉瓦相互对应。材料为玻璃纤维方格布、短切毡或玻纤布，不饱和聚酯树脂、颜料、固化剂。生产方法为：!在平板玻璃台上铺放聚酯薄膜（脱模剂）；倒入已经配制树脂并用平板刮匀；#铺盖玻纤布（毡）；$再倒入树脂刮匀，如此往复几次（具体层数、要求见表$!）；%再覆一层聚酯薄膜，并用平板赶净其中气泡；%将已浸透树脂的玻纤织物平移至两块波形瓦模板之间，并适当加压；&制品在()后固化，*)后脱模，$()后切边加工。树脂余量为(*+,%+表$!波形瓦尺寸及铺层规模长度-.宽度-.厚度-.铺层波长-.波高-.波数/01%23*!*221(223*（23$2,23$(）!层（23(2）!层（23$2,23$(）!层1%$2!2/01%!3$!*22(2!3$（23$2,23$(）!层（23(2）$层（23$2,23$(）!层1%$2!2/01%!3#!*22(2!3#（23$2,23$(）!层（23(2）&层（2$2,23$(）!层1%$2!2#%!玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册规模长度!宽度!厚度!铺层波长!波高!波数#$%&()*+),)(-)（)-().)-(,）*层（)-,)）,层（)-().)-(,）*层%&()*)波形瓦可以分为采光瓦、透明瓦、彩色瓦和一般建筑用瓦（透明瓦等介绍见后）。由于内因（树脂中残存双键、活性基团、筋材和基体界面变化）、外因（光氧化、水气、温度机械磨损）等诸多因素的综合影响，各种玻璃钢瓦及平板都或迟或早会发生氧化，延缓老化有效措施是隔离大气、蔽光。*-表面涂层老化防护选择光氧化老化性能好的材料作为表面，以隔离大气与玻璃钢的直接接触是玻璃钢常见的防老化方法，目前最常用的是胶衣树脂，其次是表面涂漆，或表面涂耐老化性能好的环氧树脂。对于玻璃钢瓦国内有的厂家采用胶衣树脂防护，在国际上，如美国、法国有时也用此法，但是由于国内胶衣树脂的质量不高，使得瓦的使用寿命不是很长。如果提高胶衣树脂的质量，这是一种很实用的方法，但对于透明材料不适用。(-表面贴附层老化防护目前国际最先进的贴附技术就是贴附单氟乙烯薄膜，另外一种是贴附聚酯薄膜，这是目前最常用的贴附层。由于贴附用薄膜需要进行特殊处理才能粘牢，所以也有一定的难度。根据强化老化实验，估计透明瓦使用寿命是+.*)年，一般瓦是*&.()年。/-添加防老剂的老化防护防老剂一类是抗氧剂，包括游离基抑制终止剂、抗臭氧剂、氢过氧化物分解剂、重金属离子钝化剂；一类是紫外光稳定剂，包括紫外光光吸收剂、紫外光屏蔽剂、紫外猝灭剂。对于玻璃钢大气老化防护来讲，主要应用的是紫外光吸收剂、紫外光屏蔽剂。实际上玻璃钢瓦中的颜料如钛白等都是比较有效的紫外光屏蔽剂。最常用的紫外线吸收剂是 01 2，但由于国内这类稳定剂的质量不过关，防老剂一般不单一使用。,-防老化剂与表面贴附层综合使用%&*第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用即把光稳定剂加入玻璃钢表面再贴附薄膜，这样防护效果更好。二、混凝土模板现浇混凝土模板是混凝土结构施工中使用量很大的施工工具。据统计，每!#混凝土模板用量高达$%&，其工程费用占用现浇混凝土结构造价的#()%#&)，劳动用量$()%&()，工期的&()。传统的模板用木材和钢材制造，但这些材料各有缺点：木材资源短缺，现场装拆工作量大，木模板易变形，重复利用率低，制造出来的混凝土表面质量差，故已逐渐被淘汰；钢模板重量大，易生锈，摔碰后易变形，给安装，施工带来很大困难。与钢模、木模板相比，玻璃钢模板（见图 *）的优点较多：重量轻（只有钢模板的!+#）、表面光洁、不生锈、不变形、碰撞后不留凹痕、经久耐用、模板周转率高。其造价目前虽较贵，但因生产出混凝土构件质量好，综合技术指标优于传统材料。自出现以来日益受到重视。但是传统模板工程大多属于支撑浇筑结构，施工方式上为现场组模浇筑成型，施工中劳动强度大，工期长，表面质量无法满足混凝土的质量要求。为此，近年来大力进行新型模板工程技术的推广及创新，开发新型模板已成为建设部重点应用的新技术之一。永久性模板作为一种结构功能模板，在模板中浇筑混凝土后，模板不拆除，构成构件的一部分，起到承载或保温、耐水等功能性作用。与传统模板相比其具有以下特点：!施工成型后不需拆模，减少运输，节省人力物力，提高施工进度；模板作为建筑物的一部分可以起到承载作用，提高混凝土结构的抗拉、抗弯、抗冲击能力；#采用不同材料的模板，可赋予建筑物以特定的功能，如保温、隔声、防水等作用。图 *玻璃钢模板近几年玻璃钢用于修补混凝土梁方面取得了较好的效果，玻璃钢+混凝,&!玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册土复合梁结构（混凝土表面包覆玻璃钢结构）能够提高混凝土结构的综合力学性能。沈阳建筑工程学院张巨松等提出，从混凝土现场浇筑施工的角度出发，利用玻璃钢抗拉强度和冲击强度高的特点来弥补混凝土抗拉强度低的缺陷，探讨玻璃钢用做永久性模板浇筑混凝土，并考察了玻璃钢!混凝土复合梁的综合性能。（）原料#$不饱和聚酯树脂；中碱平纹玻璃布。（%）模板尺寸形状长方体空心梁外形尺寸&()&(*)；模板厚度+，为模拟配合机械化混凝土浇筑振捣过程，模板上端等距离地开三个长方形的浇筑振捣孔如图%,+所示。（+）制备流程（见图%,-）图%,+玻璃钢模板俯视图图%,-玻璃钢!水泥梁生产工艺复合梁的抗折强度是混凝土梁抗折强度的-.+倍。也就是说，使用玻璃钢作为永久性模板的复合梁大大提高了其抗折强度。这主要是由于纯混凝土的抗拉强度很低，仅为玻璃钢混凝土抗拉强度的（!&）/（!%&），为%.&/-.&012，其主要是由于底面受拉而导致破坏，而玻璃钢的抗拉强度高达%+.)012。两者的复合大大提高了混凝土梁的抗折强度，改善了混凝土抗弯能力。#)第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用纯混凝土梁和混凝土!玻璃钢复合梁在荷载很小时（#$左右），中性轴基本在截面的中心，表现出典型的纯弹性体的特征；随着荷载的不断增加（%&(#$），梁的中性轴不断上移，这说明随着荷载的增加混凝土梁的受拉区已出现了大量的微裂纹，但由于玻璃钢模板与混凝土有很好的粘结，玻璃钢中的纤维充分发挥了作用，抑制了混凝土表面微裂缝的扩展；随着荷载进一步增加（(&)(#$），混凝土!玻璃钢复合梁的中性轴几乎到了最上端，整个受弯断面除了最高点外，几乎都受拉，这说明混凝土内部的裂缝发展几乎达到了顶端，此时的挠度已经达到工程上要求的%!(，复合梁的下端有少部分纤维已出现断裂，从破坏的试件观察，证明了上述的分析。虽然对某些问题，如玻璃钢与混凝土界面的结合、结构等还需进一步研究，但玻璃钢作为混凝土工程永久性模板应是有发展前途的。三、防腐蚀地坪在化学工业中，防止酸、碱溶液的溢流，保护设施及环境的问题日益受到重视，其中水泥衬贴玻璃钢地坪比玻璃纤维格栅节省投资且简单易行，已获得广泛应用，(世纪*(年代美国为防止汽油渗漏而污染土质，要求各地汽车加油站采用防护措施，不少加油站也选用玻璃钢地坪。%+一般玻璃钢地坪技术要求腐蚀介质：酸、碱溶液（污水）；使用温度：,(-；地坪工况：沸腾酸液、碱液溢出，车辆摩擦。+材料选用固化收缩率小（%.&.）；粘结力高，稳定性高，热变形温度高（)(-），耐酸、碱性好的树脂，如,%(/环氧树脂，玻璃纤维可选用耐酸性较好的 0 玻璃纤维，可用 0 玻璃平纹脱蜡布，经处理剂处理的 0 玻璃方格布、短切毡或复合毡。填料对玻璃钢地坪的耐化学性能也有一定影响，应选择可改善玻璃钢机械强度、耐热、耐腐、耐磨性能好并且阻燃、减少固化收缩（降低热膨胀率）并使产品表面光滑、减少平面网格、改善树脂粘度、增加能变性、便于操作、降低成本的材料。综合考虑，最重要的是提高产品的耐磨、耐腐性能，兼顾表面美(,%玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册观及价格（表!）。表!几种填料性能碳酸钙硫酸钡灰绿岩石英粉瓷粉石墨粉良良优良不可优良良优良良优可超优不可不可优可以选用主要成分为硫酸钡和硫化锌的铸石粉及立体粉。石墨粉性能甚佳，但价格贵。#$地坪结构设计和施工图!%玻璃钢地坪结构示意图&水泥混凝土；!树脂底漆；#防酸中间过渡层；防腐耐磨表面层玻璃钢地坪采用多层复合结构，如图!%所示。混凝土浇捣质量和混凝土匹配选择极为重要。由于基础层的水泥浇捣质量不均匀，表面结构较疏松，并且水泥于燥时的收缩使水泥表面产生微裂纹，因而不能在水泥表面直接衬贴玻璃钢。为提高表面的紧密性和玻璃钢与水泥界面的粘结力，在原水泥地坪表面涂一层底漆树脂。此层树脂要涂得薄而均匀，不可有胶瘤。底漆的作用是起到堵塞水泥地坪表面微孔和填补混凝土在硬化过程中产生的细微裂纹，使表面变成强度较高的密实结构。它是一层均匀、连续致密的树脂薄膜层，能防止腐蚀介质侵蚀水泥混凝土，起到第二防线的作用。从粘接角度来看，渗入缝隙的树脂固化后，提高了界面的粘结强度。防酸过渡层采用($!)($*的+玻璃方格布或短切毡、缝编毡，以铸石粉作填料糊制。该层作用是起缓冲过渡作用，使表面防腐层与水泥地坪层之间因收缩不同而造成的内应力差得以过渡。表面层用($!*的平纹脱蜡布，外加立德粉组成，它耐磨、耐蚀，表面美观，是防腐地坪的第一道防线，因此在施工中必须注意树脂的胶量及铺布方法。&,&第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用地坪施工时，首先要对原水泥地坪进行清扫和干燥处理。水泥表面必须干燥，一般含水量控制在!以下，如超过则必须烘干处理。烘干温度不能太高，约#$%左右，通风要良好，以防表干里不干的假干现象，否则会影响玻璃钢的固化性能及粘结质量等。在烘干前应检查地坪表面的水泥结构，可用钢丝刷除去松散部分。水泥地坪干燥后，除去表面浮沙和灰尘，用丙酮擦干净表面，对凹凸不平处用胶泥补平找齐后，便可涂刷底漆。底漆厚度一般控制在$&($&)*。底漆干燥固化后，就可按一般手糊工艺铺覆玻璃钢地坪。注意玻璃布一定要烘干、脱蜡，布与布的搭接宽度为+$(#$*，铺布时搭接头要错开，错开最小距离约+$*。树脂厚度一般控制在$&)*，不能有胶瘤及树脂堆积现象，要薄面均匀。在钢筋混凝土水泥表面贴衬玻璃钢，对混凝土面层的要求在于混凝土浇捣质量和混凝土级配选择；玻璃钢与混凝土粘结面的第一层布，采用哪一种厚度的布对粘结力至关重要。实践证实用$&)*的中碱平纹布较适宜，因易浸透树脂，布面起伏小，与水泥粘结接触面大，它的界面粘结力比$&,*的布要强。玻璃钢地坪表面层最好采用$&,($&!*的平纹布。此种玻璃布的树脂渗透性较好，表面容易形成富树脂层，固化后形成较致密的表面防渗层，介质难以浸入。四、建筑的修补材料玻璃钢补强法是将玻璃纤维或碳纤维增强树脂块以树脂粘着于钢筋混凝土结构或构件外部使其补强，而加强承载能力的方法。与传统的钢板补强方法相比，具有重量轻、强度高、耐腐蚀、施工简单迅速、工期短、成本低的优点。混凝土上涂有底漆与较低粘度的树脂，易渗透进干混凝土中，使建筑保持强度和整体承载性能。在工业发达国家已获广泛应用。如桥梁接承点、桥柱、烟囱、隧道、水下建筑、防爆墙、地下管线、古迹的修复和补强。玻璃钢对混凝土工程补强的第一步骤与环氧树脂胶粘剂施工相同，第二步骤是在裂缝外部粘接或包覆玻纤树脂，美国开发出用复合纤维织物（如具有几个方向增强的编缝织物）增强环氧树脂包覆加固，取得成功。结构中混凝土的拉伸强度相对很低，再由于建筑物设计欠佳，长期承受动载荷、地震，导致混凝土构件在受拉情况下出现裂缝，混凝土内的钢筋产生)!玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册锈蚀或施工不良，从而降低了混凝土建筑物的安全系数，甚至导致建筑物坍塌事故的发生。由于混凝土的裂缝仅为表面破坏迹象，裂缝内部的宽度、深度以及破坏截面，用常规方式无法观察，所以，很难做出有效地处理。近年来，人们使用环氧树脂胶粘剂，先后修复、加固了办公大楼、招待所、教学楼、公路桥梁等多项工程，均收到良好的效果。在某种程度上，胶接部分也是一种人造石。!环氧树脂胶粘剂粘接法环氧树脂胶粘剂具有粘接力强、收缩性小、化学稳定性好，并能在常温下固化等特点。由于环氧树脂胶粘剂配方很多，不同环境、不同用途的配方亦不同。现就混凝土工程的修补、加固，推荐两个比较适用的环氧树脂胶粘剂配方。配方!：材料名称质量#$环氧树脂%!&!&丙酮&()&呋喃亚甲基丙酮*&二亚乙基三胺&(配方：材料名称质量#$环氧树脂%!&!&+,-./&/(!&糠醛 0(0&乙二胺!0丙酮1&23.00&%*&/&(/&此配方适合在冬季低温（.!(.*4）条件下使用。!混凝土裂缝的表面处理去除表面尘土，沿裂缝凿“5”型槽，宽!&66、深!066。安装注胶嘴在“5”型槽内插入注胶嘴，相邻的注胶嘴间距为 0&(!0&66。#封缝用快速固化胶粘剂密封、填充“5”型槽，同时将注胶嘴固定牢。$灌注胶粘剂将注胶罐上的输胶高压管与注胶嘴连接、扎紧。再用空压机将高压气输入罐中，压力控制在&!(&0,-7 之间，观察与注胶管相邻的注胶嘴是否有胶粘剂溢出，一旦发现，停机止胶，并把输胶管连接在出胶的/%!第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用注胶嘴上，开机注胶，直至结束。!固化养护混凝土裂缝注胶结束后，应保证胶粘剂在裂缝中自然固化，要注意防止混凝土结构受力震动，否则，就不可能达到混凝土恢复整体性能的要求，影响注胶修补或加固的效果。混凝土裂缝的修补时间一般选在冬季寒冷时期，此时混凝土收缩，裂缝最大，便于胶粘剂浆液流入裂缝最细微之处，使修补后的混凝土整体性能达到预期效果。!玻璃钢补强工法对各类建筑修补，可能难度最大的是对于已经损伤，同时还要承担川流不息车辆，下部还有各类活动的桥梁维修。仅在美国，就有!#多万座桥梁出现结构缺陷，$%!年批准的维修费用高达$&#亿美元。美国加州福里斯顿赫氏 飞伍公司发明的使用复合纤维增强环氧树脂的抗震加固方法修补缺陷严重，桥梁已取得成功，可作为修补建筑范例。赫氏 飞伍公司方法具有以下突出优点抗腐蚀、防火、防盐，安装费用低；#这种材料不像钢护套那样改变桥柱的刚度，从而成轻设计费用（改变桥柱刚度，会引起整个桥梁结构的反应）；$这种材料可以装饰各种图案，外表美观；%这种材料易于施工，通常(个工人一组，!人在上，!人在下，手工可以触及之处均可施工，这是传统钢护套无法实现的，一组!人（(人），平均每天可以加工)*(根桥梁，根据需要不同，复合材料增强环氧树脂材料可以任意裁剪，而钢护套却要切割、焊接，底部要密封、灌浆等烦杂手续。清楚看出工人站在手脚架上下，相互合作，用复合纤维防护材料包裹桥柱。新方法具有很大的优点，同时提供了优越的技术特性。用浸泡过树脂的纤维直接包裹在柱子上，减少了使用沉重钢件产生的许多麻烦。它不需要关闭车道，不需动用起重机将钢件吊来吊去，不用焊接，不会影响桥下娱乐场正常营业，不会产生各种潜在的威胁，同时，劳动力投入也减少了，检查费用也大大降低了，不会出现扬尘，不用弄坏屋顶，也不影响交通。伊斯利声称，这种材料的%&+是用于水平向的缠绕，&+平铺在柱端（两者成#,或%#,）。而最初的方法是让这种材料成-(&,时缠绕。但却大大增加(.$玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册了刚度，此体系的惟一目标就是在地震时，保持柱子有很强的弹性和延性能力。在圣地亚哥的加州大学（!#$），卡尔 李 鲍威尔的结构实验室里，对这种材料进行了全方位的测试，证明它非常有效。有一个高%&(，直径)*(的钢筋混凝土柱，在模拟地震作用下，搭接处产生%(的滑移时，就突然折断；而采用复合防护材料的柱子位移可达到%*(，加固的柱子在构造上提高了延性能力。上述测试结构证实，复合材料的使用将对所有柱子在抵抗地震破坏方面起重要作用。钢筋混凝土支柱内部由竖向向纵筋和环向箍筋组成，当发生地震时，在循环荷载作用下，弯曲应力及剪切应力会使基础上的柱子产生运动，并会引起混凝土柱结构上的变化、破碎，混凝土从纵筋上剥落下来，地震对短柱甚至会产生双倍的弯曲应力。在长的纵筋和短的起始筋相搭接的柱脚处，将承受地震产生的变形，而柱子失效时，也常在此处破坏。桥柱加固的钢护套法（见图%+,），必须焊接和采用防腐蚀措施，赫氏公司和飞伍公司应用-./0#型“玻璃 1 芳纶纤维2环氧树脂”编织成带材料，可在环境温度下套护大截面的柱子。不同的柱子加固的方式也不同，为了决定采用哪种方式，必须考虑到柱子的直径、高度、形状、荷载情况及用钢护套时的数量、柱子的构成，尤其是要看在柱上面或柱脚处是否有铰连接、地震可能引起的加速度，并考虑其延性情况及柱子的位移量。赫氏公司的护套在这些方面很有效，它与混凝土和钢筋的-3 指标更加匹配，用大约 45现场调制的芳纶纤维就可抵抗高强度剪切。关于实际应用，在干的芳纶和玻璃纤维上饱和涂上环氧树脂后，形成*(长的编织带护套，专用的机械设备可以帮助工人在柱周围围上这种宽约4&(的带子，这种复合材料厚度可以从 4%(到*(，而在钢筋搭接处，加压粘贴时因带子有拉力而产生预应力，这有助于避免钢筋产生临界位移。围好一个直径%(，高 4(的柱子将耗时 6 到 天，用掉约 4%卷这种材料带。现在世界已有多达万个利用玻璃钢材料对建筑梁、柱、桥面板2楼板、墙、拱、烟囱隧道等结构实施维修加固实例，尚无一例使用失败的报道，纽约一座交通繁忙的大桥因钢筋遭受严重腐蚀而成危桥，更替桥柱不仅费用昂贵，同时会造成交通中断，经用玻璃纤维2树脂包覆加强，柱的刚性不变、强度、承载能力、耐久性能都有提高。亚特兰大一座 6*(%的楼房加固，仅用 7 天时)44第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用间和!#万美元，而传统方法需要$%天时间和#万美元费用。这种复合材料树脂加固建筑的方法，在我国也应有巨大发展前景。玻璃钢研究人员应该和公路桥梁设计部门通力合作，尽快开发这一项目。图!&玻璃钢材料对桥柱加固第二节人造大理石和耐腐蚀胶泥一、人造大理石和胶泥人造大理石和胶泥都是一类具有表面光亮、无缺陷气孔、类似天然石块色彩光泽和纹理的玻璃钢材料。与其他玻璃钢材料的组分基本相同，不同之处在于不饱和聚酯树脂或其他树脂在配制过程中，填料比例要远远高于其他树脂材料。在一般玻璃钢中，填料比例小于!()，而在人造大理石和胶泥中，铸石粉、石英粉或瓷粉的比例可达*)，为树脂重量的$+,#*倍。人造大理石装饰性好，可以制成多彩图案，耐用、防腐，与天然大理石比价格低廉，尤其是可直接加工成各种制品，已代替天然石块用于建筑装饰、各%$玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册类卫生器具及工艺装饰。抗拒各类酸碱介质是胶泥突出优点，人们已将其使用到化工行业耐腐蚀的砌筑材料、地坪及抹面。人造大理石手工工艺流程如图!#。图!#人造大理石工艺$%主要原料选择（$）树脂!苯酐 丙二醇型大理石树脂配以间苯二甲酸 丙二醇型胶衣或苯酐 新戊二醇型胶衣树脂。这种配合成本较低，使用普遍。间苯二甲酸 丙二醇型大理石树脂配以间苯二甲酸 新戊二醇型胶衣树脂。这种配合制品优异，成本较高。为利于脱模并防止开裂，树脂收缩率应在&%()范围，这要求树脂中苯乙烯含量适中，树脂粘度不应大于&%#*+,（!-.）。（!）填料人造大理石用填料为石灰石（碳酸钙）粉，充填率(-)（填料与树脂比为/：$）；人造玛瑙用水合氧化铝，充填率为 00)（填料与树脂比为!：$）。美国等地常用玻璃微珠或空心微珠添加到填料之中，可显著改善制品性能、减轻重量，如在制造浴缸时基体总量中加入相对密度仅为&%!的空心微珠/)-)后，制品性能不变，重量可减轻/-)，又如石灰石粉 1 微珠充填率为(-)的制品，耐热冲击性能与仅加石灰石粉充填率为-&)相同，即树脂用量可节省一半。基料的选择与配比直接影响人造石的质量优劣。人造石的基料通常选择色泽浅、理化性能优异的不饱和树脂及聚丙烯酸酯类树脂。用于合成人造石的不饱和树脂主要有：邻苯型、间苯型、间苯 新戊二醇型及乙烯基树脂、(0$第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用!#阻燃型树脂等。一般根据人造石的使用环境或客户要求来确定具体牌号的树脂。如对耐候、抗污性能要求高，则选用间苯$新戊二醇型；当对耐化学性、抗剥离强度要求较高时，则选用乙烯基树脂；当对制品的阻燃性有特别要求时，则应选用!#树脂。为固化成型，热固性树脂中需要加入固化剂（包括引发剂和促进剂），引发剂多为过氧化物，促进剂主要为金属钻盐。骨料（粉料）的加入，一是可制作各类纹理、质感不同的人造石；二是可降低成本，赋予产品一定的理化性能。人造石一般分粒料和粉料两类，选自然碎石为骨料，如天然大理石、花岗石、宝玉石等边角荒料或自然二氧化硅类砂石等，最大粒径可达%&以上。现已研制出人造骨料有人造彩砂、人造树脂色粒，人造玛瑙粉等。尤其是后两种人造色粒，目前已广泛用来生产性能优异的中高档人造石，如华丽石、龙宝石、欧化石、丽晶石、人造玛瑙、人造翡翠类人造石制品。（(）颜染料人造石的颜料，可依工艺设计选择透明或不透明的有机、无机颜料，也可选择染料，不过一般都使用特定色糊。有机类颜料具有艳丽的色彩，与无机非透明的颜料配合，可赋予制品玉石般的质感，或形成天然名贵石材般的色彩及质感。另有一类称之效应颜料的产品，它具有一种特殊的片晶状（以半透明体为主），加入到人造石中，可产生一种类似金属质感或宝玉石色彩的闪烁感，晶莹璀璨。（)）助剂常用的助剂有低收缩添加剂、消泡剂、偶联剂等。低收缩添加剂主要是用于减少树脂固化收缩引起的翘曲变化；消泡剂用于消除人造石在生产过程中可能残存的气泡，增加其密实度；而使用偶联剂则有利于提高树脂、骨料界面的粘接强度，从而使制品力学性能得以改善。*+几类典型人造石（%）浇注型人造石浇注型人造石有人造花岗石、大理石、玉石等。主要是用树脂、碎石（或粉）、颜料、助剂混合浇注，或混合加工配以色粒制成类似天然大理石纹理的,-%玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册仿大理石或仿玛瑙石制品，或使用树脂加人造色粒制成仿花岗石制品。!自然碎石类浇注石该类人造石利用自然装饰石中的边角废料及开采中的碎石，经破碎成一定粒径后再加入树脂、颜填料、助剂等，经真空搅拌均匀后，倒入模具中固化成型。可得到与天然大理石、花岗石难分伯仲的质感与手感，也可以直接利用模具成型成一定尺寸的具有镜面效应的板材及异型材。人造色粒类浇注石这类人造石中有浇注石与饰面石两类。前者的附加值较高，时兴叫法亦多，如龙宝石、龙玉石、欧化石等，其骨料（人造色粒）的粒径较粗，添加量较大。其工艺为间苯树脂与人造色粒、!#粉、助剂等经真空搅拌润湿后，脱泡，倒入模具中，胶凝固化后即可脱模。常用来生产厨房设施、洁具及各类装饰板材。该类制品具有坚实的表面，耐污性好，质量轻，安装方便，质感好且具有一定的阻燃性。#纯颜填料类浇注石该类人造石没有添加功能性骨料，其质感和花纹主要是借助于生产工艺中的混料施工技巧和填料的透明度。合成工艺为高透明树脂与颜料色浆、填料粉、助剂经真空搅拌浇注成型。或生产具有大理石质感的人造石，则加入碳酸钙粉；若生产具有玛瑙、玉石质感的人造石，则应加入玛瑙粉。这类人造石的纹理主要是生产中透明色浆与不透明色浆在树脂混合体系中的不均匀分散，或由两种以上的不同色彩的树脂混合体系的不经心混合，再经浇注时的震动与纹理的人工制作而成。为提高制品的抗冲击强度与减轻重量，也可添加适量的空心玻璃微珠。（$）饰面人造石该类人造石主要由自然细骨料及人造细粒、颜料和助剂混合均匀后，再经专用喷枪喷涂或用专用涂布器涂布，制成一定纹理质感的艳丽饰面层。饰面石工艺适合生产各种异面体装饰型材，制品的机械物理性能优于浇注石，广泛用于生产厨卫整体构件、各式水槽、仿石家具、仿石装饰板等。!人造色粒饰面石这类饰面石性能较好，一般专指树脂类人造色粒，厂商冠名较多，如称华丽石、丽晶石、可丽耐等。该类人造石合成工艺为：间苯%新戊二醇型树脂加入造色粒、助剂等混合均匀后即可施工，也有同时再加入!#粉以制作阻燃人造石制品。特殊涂料效果类饰面石这类饰面的石质感、纹理主要是借助一种四&(第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用嘴喷涂器来产生。在制作饰面石时主要通过操作开启!#个喷嘴，同时喷出粘度、色彩、流量、雾化状态都不同的混合树脂，在模面上形成纹理、花色丰富的装饰饰面层。该类饰面石的最大特色是工业化制作方便，色彩艳丽。!幻彩类饰面石在饰面人造石中，还有一类人造石独具特色，它具有绚丽多彩、璀璨晶莹、随角异色的特殊风格。该饰面石采用“液$液”、“液$固”双重冷拼工艺，或喷或刷或滚，以获得具有随观察者角度改变而其色相、色度也随之变化的具有大理石或花岗石效果的饰面石。树脂基人造石使用的颜料，有有机的、无机的、透明的、不透明的。使用的染料则大多为有机高分子色糊。颜染料的使用可使人造石具有各种艳丽的色彩。人造石主要应用领域及形式见表!$%。%&工艺（）浇铸成型工艺将骨料、树脂等混匀后浇铸到模具中成型。对于不同粒径的骨料，其成型工艺也可有所差别。是以石粉、小粒径石碴等为骨料的浇铸成型工艺。表面后处理法将粉状或（和）小粒径天然大理石、方解石等的粉料及颗粒料与树脂、颜染料等在真空条件下搅拌混合均匀后，浇铸到模具中，固化、脱模，再对产品表面进行研磨、抛光等处理以获取光滑的表面。#一次成型法在模具内预制好胶衣层，再将骨料、树脂、颜染料等混合浇铸至模具中，振动成型，固化后脱模，无需对其进行抛光处理即可获得光滑的（胶衣）表面。该法也可用于形状各异的卫生洁具等产品的一次性成型，称之为整体浇铸法。（!）浇铸大块再加工法该工艺选用较大粒径（最大直径可达()以上）的天然石的碎粒、矿渣等为骨料，与树脂、颜染料等经机械或人工搅匀后，浇铸到模具中形成大块坯料，固化、脱模后，锯切成板状，再进行研磨抛光等处理，从而得到树脂基人造石。骨料粒径的增大有利于降低树脂用量，进而降低产品成本。（%）压制成型工艺该工艺是将树脂、粉状或小粒径的骨料、颜染料等混合均匀后注入模腔(*玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册中，然后在一定的温度、压力下压制成型。（!）挤出成型工艺该工艺是将树脂、粉状或小粒径骨料等原料经混炼或密炼混匀后，利用挤出设备挤制树脂基人造石。所用设备可以是普通的塑料挤出设备。该工艺可用于连续生产板材。表#$树脂基人造石主要应用领域及形式应用领域产品形式居家、餐饮、宾馆、科研教学、医疗板墙板、装饰板、柜台面、手术台面、餐桌面、茶几面、圆凳面盆洗脸盆、淋浴盆、坐浴盆、花盆、浴缸盒肥皂盒、卫生纸盒柱圆柱、浮雕柱异型组合马桶、坐便器、妇洗器、毛巾栏、毛巾圈、毛巾架、立式小便器、净身器、抽屉!%装饰人造石配方与工艺（&）基本配方人造装饰石底料配制（质量份）：硅酸盐水泥!(&)填充料)目以上)扩散剂&)*水溶液)添加剂自制!+色浆随意调配适量人造装饰石面料配制（质量份）高铝水泥!(,)+,&填充料&)目以上!添加剂&)*水溶液!+扩散剂自制!)颜（染）料制色浆适量应注意装饰石底料的配比中硅酸盐水泥与填充料最好为&-。添加剂和扩散剂水溶液在底料中所占比例最好在)*左右。填充料的&.&第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用配比量应为面料水泥和填充料总量之和的!倍。例如填充料和水泥在面料中之总量之和为!#质量份，底料填充料应为!#$!%&(质量份左右。而人造装饰石的面料中高铝水泥与填充料配比要控制在)*范围内，添加剂和扩散剂的水溶液之和在面料中所占比例应控制在!+,左右。若过多，成型后内含水增大，会加大除水工作量，并影响成品密实强度；过少，水分不足，固化反应不完全，并影响人造装饰石成品的质量。（)）工艺流程!生产工艺流程，见图)-.。图)-.人造装饰石生产工艺操作工艺/0色浆配制将颜（染）料与高铝水泥混合均匀配制而成，颜色的色彩浓度根据需要单独配制。10添加剂和扩散剂的配制先将添加剂和扩散剂分别配制成不同比例的水溶液，然后用&2#3的热水混合配制而成，也可以先将两者混合，再加水配制成溶液，也可分别配制不同水溶液，再接配方量把各添加剂和扩散剂混合均匀，备用。40色彩制备先将干净平板玻璃铺底放平，固定好，在玻璃上面涂刷一道面料添加剂和扩散剂澄清液，然后再用色浆涂刷各种色彩的花纹（如水纹、木纹、云纹等），再轻轻将制成的面料倒在花纹上面，轻轻均匀振动，使其厚度达到 2)55。最后根据用户需求的形状和规格选用适当模具，置于带有面料、花纹色彩的玻璃板上，固定好，放置一定时间。60放入底料除水养护待玻璃板上的面料稍干，出现鸡皮纹（麻纹）时投)7玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册放底料，要均匀轻投，注意不要击穿或破坏面料，以免影响装饰石产品的性能和质量。再放置一定时间，底料稍干收缩后，将干毛物（巾）或吸水泡沫等吸水的物品覆盖在上面，把多余的水分吸除。最后用潮湿而捏不出水的锯末（可多次反复使用）进行养护。!凝固除模保养养护后在常温下放置约#$，任其发生放热反应，不得随便移动、振动，也不能用冷水浸淋，使其充分凝固。经%&(后基本凝固，即可除（脱）模。脱模后表面潮湿，光洁度较差，需经#&)$的水分蒸发，表面干燥后，打蜡保养。打蜡可用液体石蜡、地板蜡（油）等。*打磨抛光打蜡后应在保养架上托平放正保养约%)(左右。然后除蜡，用砂纸（轮）、平锉或废砂片等将边角打磨平整光洁，将底面残余渣屑清除，擦拭干净，然后表面再用松节油抛光磨平，可得光滑平整的人造装饰石成品。表%+,为日本人造大理石浴缸手工成型的成本计算，其原料用量的比例、能耗、设备折旧等数据可供读者参考。表%+,人造大理石成本项目实际计算用量金额-日元备注原材料玻璃纤维粗纱不饱和聚酯树填料固化剂调色剂.#/012)/0%./0.%/0.3/01%2#)2%.#.3.小计 1%.材料总计4 1.5,36加工费预塑型成型树脂混合压模修整，检验人员，12 名（2.台-日）)$-日小计 7#.加工费总计 1.,6能耗设备柴油.1/8$-台.9:台%7.7.%折旧费设备一套;=模具按)年折旧按 2 年折旧7#1#3小计%.#制造成本%,)2一般管理费1.6%,)7311第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用项目实际计算用量金额!日元备注总成本#$#%废品率$&(总计()*人造大理石制品应满足使用要求、美观，尽量采用薄壁以降低两面温差，减少裂纹，避免凸突部位。缺陷及产生原因见表 +*。表 +*人造大理石缺陷及原因现象原因填补不良填充物量不足，由于位置不当造成密封材料变形、模具变形，树脂混合物密度不均造成树脂过多。脱模不良人造大理石主要使用的蜡质脱模剂不宜太厚，（,$次磨光）但亦不可涂刷不足，可将模具加热，涂满糊状蜡，待(-,-./0 蜡中溶剂挥发后磨光，如此往复三次，填充材料层因固化剂用量、温度、时间控制不准会引起脱模不良。二、胶泥在 建筑防腐蚀工程施工及验收规范 中，将胶泥视为凡以各种合成树脂胶粘剂，加入固化剂、填料、溶剂配制的材料。胶泥如按所用树脂划分，有环氧树脂胶泥、酚醛树脂胶泥、不饱和聚酯树脂胶泥等；如按胶粘剂功能划分，有树脂胶泥、树脂胶料、树脂砂浆、树脂涂料等。一般在所需厚度较薄时，可只用树脂胶泥，得到一定厚度后，要用玻璃纤维增强。各类胶泥性能如表 +1。表 +1几类胶泥性能名称项目指标酚醛游离酚含量!&!(-游离醛含量!&!$%#(玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册酚醛外观棕红色粘厚液体含水率!#$粘度!%&（涂()粘度计）用于树脂胶泥#*+#,*用于玻璃钢-*+#.*环氧环氧值!（当量!#*/）*0)#+*0)1（2()）、*0.3+*0),（2()$）软化点!4#$+$*（2()）、$#+$1（2()$）挥发分!#外观浅黄至浅棕色粘厚透明液体不饱和聚酯固体含量-*酸值!（氢氧化钾 5/!/）6)*粘度!%&（涂()粘度计）#$*+.*外观粘稠液体各种胶泥耐腐蚀性能见表$(1。表$(1各种胶泥耐腐蚀性能介质名称环氧树脂胶泥环氧酚醛胶泥（1：.）环氧呋喃胶泥（1：.）环氧煤焦油胶泥（,：,）酚醛树脂胶泥不饱和聚酯胶泥双酚 7 型邻苯型硫酸!1*耐!1*耐!1*耐!1*耐!1*耐!1*耐!-*耐盐酸!.#耐耐耐耐!.#耐耐耐硝酸!#*耐!$*耐!$*耐!$*耐!#*尚耐!)*耐!.*尚耐醋酸!#*耐!#*耐!#*耐!$*耐!$*尚耐!)*耐!$*耐铬酸!$*尚耐!#*耐!#*耐!#*尚耐!.*耐!.*尚耐!.*尚耐氢氧酸不耐!$*尚耐不耐不耐(!)*耐!$*耐氢氧化钠耐尚耐耐耐不耐尚耐不耐碳酸钠耐耐耐耐!#*尚耐尚耐尚耐氨水耐尚耐耐尚耐不耐不耐不耐尿素耐耐耐耐尚耐耐耐氯化铵耐耐耐耐尚耐耐耐硝酸铵耐耐耐耐尚耐耐耐硫酸钠耐耐耐耐尚耐尚耐尚耐$0施工工艺,1#第二章建筑材料及其他玻璃钢制品的应用（!）工艺流程（见图#!$）图#!$胶泥施工工艺（）基层表面处理!对混凝土、水泥砂浆基层用钢丝刷将表面清除干净后，再刷不含酸性固化剂的底漆两道。底漆涂刷应均匀、不得漏涂或流淌。对金属基层可用喷砂、机械或人工方法除锈，除锈后立即刷底漆。#各种基层所用底漆及配比见表#%。表#%基层用底漆配比基层种类底料选择树脂稀释剂固化剂粉料环氧树脂酚醛树脂呋喃树脂丙酮乙酸二甲苯或甲苯乙二胺乙二胺丙酮溶液多乙烯多胺&!()#!*#$(+苯磺酰氯硫酸乙酯石英粉瓷粉铸石粉等混凝土、水泥砂浆金属不含酸性固化剂的底漆!$,-$-,!-!,!-!,!.!.,$!.,$!$,.#$,$!$#.,/$#-,!-!,!-!,!.!.,$!.,$!$,.#$注：!0固化剂只用其中的一种。0乙二胺丙酮溶液的配比为乙二胺1丙酮 2!1!。0硫酸乙酯的配比为硫酸1无水乙醇 2!1,。（）树脂胶泥的配制方法!胶泥配制时应严格按配合比准确称量，搅拌均匀。配料容器应清洁干燥、无油污。-3!玻璃钢与玻璃钢制品新技术、新标准及工程应用技术实用手册!固化剂为液体时，宜将固化剂与胶粘剂先搅和均匀，再加入粉料和其他外掺料拌和均匀使用。当采用对甲苯磺酰氯和硫酸乙酯作酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥的复合固化剂时，应将粉料和对甲苯磺酰氯预先混合加入树脂中搅拌均匀，然后加入硫酸乙酯，充分搅匀后使用。#当酚醛、呋喃类树脂与环氧树脂混合使用时，一般将酚醛或呋喃类树脂加入预热至!#左右的环氧树脂中搅匀，冷至常温后使用。$配制不饱和聚酯树脂胶泥时，应先加引发剂，拌匀后再加促进剂，最后与粉料充分搅拌均匀。%配制环氧煤焦油胶泥时，将脱水煤焦油与环氧树脂预热至!$%#搅匀，冷至室温后，加入与乙二胺丙酮溶液，再加入粉料搅拌均匀。也可将环氧树脂甲苯溶液、煤焦油和乙二胺（或乙二胺丙酮）混合均匀后，再加入粉料搅拌均匀。&配制环氧胶泥时，称取定量的环氧树脂（当环氧稠度较大时，宜加热至!#左右），按试验确定的配比加入稀释剂，拌和均匀后再加入定量的固化剂，充分搅拌均匀。各种胶泥在应用过程中如有胶凝等现象出现，不得继续使用。(采用机械或人工搅拌胶泥以及每次拌和胶泥的数量应根据施工用量和气温等条件确定，随拌随用，防止固化。)常用树脂胶泥加入固化剂后的一般使用时间见表&(。表&(常用树脂胶泥的使用时间胶泥品种使用时间)*+,胶泥品种使用时间)*+,环氧树脂胶泥!环氧酚醛树脂胶泥-酚醛树脂胶泥-环氧呋喃树脂胶泥.糖酮树脂胶泥-不饱和聚酯树脂胶泥!%/0 呋喃树脂胶泥-$!（!）树脂砂浆的配制树脂砂浆的配制量应按块计算，每块面积的配制量为：!1 2#2$2!式中!树脂砂浆用量，34；55