石材鋁蜂窩復(fù)合板的性能及特點(diǎn)

曹東偉

（中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 北京 100044）

1 石材蜂窩復(fù)合板的構(gòu)造

石材蜂窩復(fù)合板由石材、石材面板粘接的蜂窩面板、鋁蜂窩芯、蜂窩板面板、膠粘劑層組合而成。面板石材為亞光面或鏡面時(shí)，石材厚度宜為3mm-5mm，面板石材為粗面時(shí)，石材厚度宜為5mm-8mm。室外板的鋁蜂窩芯，厚度不宜小于14mm，芯格邊長(zhǎng)不宜大于6mm，厚度不宜小于0.07mm。室內(nèi)板的鋁蜂窩芯，芯格邊長(zhǎng)不宜大于10mm，壁厚不宜小于0.05mm。

2 石材蜂窩復(fù)合板的特點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

重量輕：石材蜂窩板是把花崗巖切割3-5mm 復(fù)合10-15mm 鋁蜂窩板，每平方米的容重基本是10 公斤左右，同時(shí)也比較適用于大樓有載重限制的情況。

強(qiáng)度高：大理石、瓷磚、花崗石與鋁蜂窩板等復(fù)合后，其抗彎、抗折、抗剪切的強(qiáng)度明顯得到提高，大大降低使用過(guò)程中的破損率。

安全性好：受外力沖擊后，石材表面只是局部破碎，不會(huì)產(chǎn)生輻射性裂紋。

易加工：石材蜂窩板可以輕易進(jìn)行切割拼裝，規(guī)格可以任意改變能夠滿足一般的建筑裝飾外形的要求。

安裝方便：由于其重量輕，強(qiáng)度高在施工過(guò)程中特別是分色拼接大大提高了安裝效率,降低破損率。

突破使用禁區(qū)：大理石的裝飾部位，無(wú)論內(nèi)外墻、地面、窗臺(tái)、門(mén)廊、等等，普通的原板（通體板） 都不存在問(wèn)題，但是天花板無(wú)論是大理石或是花崗石都具有一定的安全不確定性。而大理石與鋁塑板、鋁蜂窩粘合后的復(fù)合板就突破了這個(gè)石材裝飾的禁區(qū)。因?yàn)樗浅］p盈，重量只有通體板的1/5—1/10。

隔音、防潮：用鋁蜂窩板與大理石做成的復(fù)合板，因其用中空鋁蜂芯擁有隔音、防潮、隔熱、防寒的性能。因而，這些特點(diǎn)就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了通體板所不具備的性能特點(diǎn)。

2.2 缺點(diǎn)

耐久性：影響石材蜂窩板使用耐久性的關(guān)鍵是膠粘劑環(huán)境老化性能的問(wèn)題，老化性能主要有兩方面的因素，一是紫外線的照射，二是高溫濕熱環(huán)境的影響。

板面變形：石材蜂窩板是由多種材料經(jīng)膠粘劑粘接而成，它們之間的熱膨脹系數(shù)互有差異，在環(huán)境溫度變化較大的情況下，特別是極端寒冷氣候環(huán)境條件下，可能由于各種材料的不同變形量而導(dǎo)致石材面板產(chǎn)生整板凹凸的變形現(xiàn)象，影響到建筑的美觀。

彎曲強(qiáng)度：石材蜂窩板彎曲變形時(shí)，通長(zhǎng)為飾面石材先行產(chǎn)生細(xì)小裂紋后隨之產(chǎn)生斷裂，飾面石材斷裂后蜂窩板仍然可繼續(xù)承受更大的荷載直到蜂窩芯產(chǎn)生失穩(wěn)或整板斷裂等現(xiàn)象而導(dǎo)致整板的彎曲破壞。

安裝連接：安裝連接件的加工和固定均應(yīng)在工廠中按照一定的工藝要求和質(zhì)量控制程序來(lái)完成，不得在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)埋設(shè)，出廠前還應(yīng)經(jīng)過(guò)產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)。

3 不同形狀蜂窩芯材性能

3.1 三角形蜂窩芯

正三角形蜂窩壁板的應(yīng)力分布與位移變化與六邊形蜂窩芯大體一致，相對(duì)來(lái)說(shuō)位移的變化量較小。由于正三角形蜂窩芯算是在六邊形的基礎(chǔ)上增加受力梁，再加上是三角形結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，抗壓性能相對(duì)好些，受到壓力時(shí)形變量較小，但所用材料相對(duì)較多。

3.2 矩形蜂窩芯

正四邊形蜂窩壁板的應(yīng)力分布與位移變化也與六邊形蜂窩芯大體一致，其最大應(yīng)力相比較小，整體承受較為均勻的載荷，但所用芯材多出近一倍。

3.3 菱形蜂窩芯

菱形蜂窩壁板的應(yīng)力分布與位移變化與矩形蜂窩壁板非常相近，菱形蜂窩芯算是特殊的四邊形，相比較正四邊形，其同等材料下所圍成幾何圖形的面積較小，從而在同一塊空間內(nèi)所需材料較多。相對(duì)的，它的力學(xué)性能比矩形蜂窩性要好，位移量略低于矩形芯材。但這兩種蜂窩芯有一個(gè)共同點(diǎn)，就是它們的對(duì)抗切應(yīng)力的能力較弱，特別在四周區(qū)域內(nèi)，其最小應(yīng)變同比較大，以至于受到不垂直于面板的力時(shí)，性能不理想。

3.4 圓形蜂窩芯

圓蜂窩壁板的應(yīng)力分布與位移變化較其他幾種蜂窩芯材質(zhì)有所區(qū)別，由于胞壁并不是平面，再加上單個(gè)胞元之間不呈現(xiàn)固定胞壁厚度，其平面上的應(yīng)力分布較為不均。因胞壁較厚，可以承受較大壓力，在同等材料質(zhì)量的前提下，圓形蜂窩壁板位移變形也相對(duì)較小。由于圓形結(jié)構(gòu)在切面上受力相對(duì)穩(wěn)定，力學(xué)性能較為突出，因此承受切向上的力時(shí)不易變形。

3.5 Kagome 蜂窩芯

質(zhì)量略大于六邊形蜂窩壁板的情況下，其最小應(yīng)變同比非常低。由于附帶三角形結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了整體的穩(wěn)定，其最大位移相對(duì)減少，整體變形量相比六邊形較低。由于單各胞元結(jié)構(gòu)的不同，其受力后應(yīng)力分布不均，導(dǎo)致了質(zhì)量相同的Kagome 蜂窩在受到線性增長(zhǎng)壓力后，會(huì)先于正六邊形蜂窩壁板產(chǎn)生塑性變形，同比抗壓的能力較弱。

4 結(jié)語(yǔ)

石材蜂窩復(fù)合板具有比普通天然石材更好的抗沖擊性，是同厚度普通天然石材重量的1/5，抗沖擊強(qiáng)度比3cm 厚的花崗巖大10 倍。并且解決了天然石材自身重、板材不宜太大、易碎等缺陷,是一種性能更為優(yōu)異和應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛的新型建筑材料。