不同種類鋁合金建筑型材物理性能檢測差異性研究

李偉彬

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司；廣東省建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司）

0 引言

鋁合金型材是鋁棒通過熱熔、擠壓從而得到不同截面形狀的鋁合金材料，以其重量輕、強度高、裝飾性好、耐腐蝕、耐候性好、使用壽命長、易回收等優(yōu)勢，在建筑工程中得到廣泛應(yīng)用[1]。鋁合金型材品種繁多，主要有基材、陽極氧化型材、電泳涂漆型材、噴粉型材、噴漆型材等，是門窗、幕墻工程的主要材料。在鋁合金型材大量生產(chǎn)和使用過程中，其產(chǎn)品質(zhì)量也逐漸受到重視。

目前常用的產(chǎn)品標準主要有《鋁合金建筑型材 第1 部分：基材》GB/T 5237.1-2017；《鋁合金建筑型材 第2 部分：陽極氧化型材》GB/T 5237.2-2017、《鋁合金建筑型材 第3 部分：電泳涂漆型材》GB/T 5237.3-2017、《鋁合金建筑型材 第4 部分：噴粉型材》GB/T 5237.4-2017、《鋁合金建筑型材 第5 部分：噴漆型材》GB/T 5237.5-2017。這些標準在技術(shù)要求，性能參數(shù)和試驗方法等方面有不同程度的差異，在實際使用過程中，可能會因選擇使用的檢驗依據(jù)不當而造成失誤。因此，從標準適用范圍、性能參數(shù)、試驗方法等方面，通過分析研究這些產(chǎn)品標準的主要差異，為生產(chǎn)廠家、施工單位及檢測機構(gòu)提供有益的技術(shù)參考。

1 適用范圍與標準起源

5 本標準均由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出，全國有色金屬標準化技術(shù)委員會歸口。適用于鋁合金建筑型材的生產(chǎn)和檢驗，其主要區(qū)別在于型材表面處理方式不同，工程中的用途不同，其標準也逐步更新，以切合建筑技術(shù)的進步與社會發(fā)展，詳見表1。

表1 5本標準的適用范圍和標準起源[2-6]

2 主要性能參數(shù)

5 本標準雖均為鋁合金建筑型材的產(chǎn)品標準，但在物理性能參數(shù)、指標上各標準存在諸多差異，本文將5本標準從性能參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法等方面進行分析對比，詳見表2。

表2 5本標準物理性能參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法對比

由表2 可知，各標準均對壁厚、基材拉伸性能、基材硬度等均有要求，且要求相同，均按GB/T 5237.1 的規(guī)定執(zhí)行。其他指標：膜層厚度、漆膜硬度、附著性等要求不盡相同。例如GB/T 5237.2 陽極氧化型材，只要求了膜層厚度，對漆膜硬度、附著性無要求；而GB/T 5237.5噴漆型材對各指標參數(shù)都有要求，且兩本標準技術(shù)要求差異很大。這主要是由于產(chǎn)品特點不同、適用條件不同、使用范圍不同造成的。

3 主要試驗方法

鋁合金型材的物理力學(xué)性能試驗方法，不同產(chǎn)品標準里的試驗方法既有共通點，也有差異之處。本文將5本鋁合金建筑型材物理力學(xué)性能技術(shù)要求、試驗方法的差異性進行對比分析，詳見表2。

3.1 壁厚

5 本標準的試驗方法是相同的，均為按GB/T 5237.1-2017 的規(guī)定執(zhí)行，區(qū)別在于GB/T5237.1 樣品表面無漆膜，因故無需考慮漆膜厚度的影響，其他4 本標準需去除膜厚。

試驗前，先核對型材壁厚的精度等級（普通級、高精級、超高精級），公稱壁厚（根據(jù)委托方設(shè)計文件）等樣品信息；正確識別壁厚類別（A 翅壁、B 封閉空腔周壁、C 連個封閉空腔間的隔斷等，共3 種），測量型材外接圓直徑（≤100mm，＞100～250mm，＞250～350mm）。使 用 精 度0.001mm 卡尺或千分尺，對型材壁厚進行測量，計算壁厚偏差。樣品如有涂層，試驗前應(yīng)去除表面涂層的厚度。

根據(jù)壁厚測量數(shù)據(jù)、公稱壁厚、精度等級、壁厚類別、外接圓直徑等，對照標準GB/T 5237.1-2017 中的表2來判定壁厚是否在允許偏差范圍內(nèi)[2]。

3.2 基材拉伸性能

拉伸性能是指對試樣施加軸向拉力，測定材料的抗拉強度、規(guī)定非比例延伸強度、斷后伸長率的試驗。型材按標準GB/T 16865-2013 中的條規(guī)定進行。不同牌號、狀態(tài)的鋁合金基材，其力學(xué)性能要求不同，例如常見的6063-T5、6063-T6 這兩種，其技術(shù)要求相差較大。6063-T5 的要求為抗拉強度≥160MPa、規(guī)定非比例延伸強度≥110MPa，6063-T6 抗拉強度≥205MPa、規(guī)定非比例延伸強度≥180MPa。

3.3 基材韋氏硬度

韋氏硬度，是指在一定壓力下，將韋氏硬度的壓針壓入試樣表面，以壓入深度確定材料硬度，以HW 表示。鋁合金型材中，只牌號為6063-T5、6063A-T5 的基材有硬度要求，試驗前，應(yīng)去除型材表面膜層，再進行試驗，試驗結(jié)果精確至0.5HW。

3.4 膜層厚度

簡稱膜厚，是漆膜或其他涂覆材料在鋁合金型材表面成膜后的厚度。主要起到裝飾、提高裝配性能、提高耐久性的功能。主要用膜厚儀進行測試。需注意的是，不同種類的鋁合金型材，其厚度要求是不同的，見表2。試驗中需謹防弄錯種類。

3.5 漆膜硬度

一般用鉛筆硬度表示，試驗方法采用GB/T 6739-2006。試驗完畢后，目測檢查涂層破壞情況：如未出現(xiàn)劃痕，則更換較高硬度的鉛筆在未進行試驗的區(qū)域進行試驗，直至出現(xiàn)最少3mm長的劃痕為止。

3.6 附著性

試驗方法采用GB/T 9286-2021，試驗過程：按標準規(guī)定的方法進行劃格，然后按照不同的產(chǎn)品標準要求進行干附著性、濕附著性、沸水附著性試驗。需注意的是不同的產(chǎn)品標準，對劃格間距要求不同，比如GB/T 5237.3-2017 要求劃格間距為1mm，GB/T 5237.4-2017要求則為2mm。

4 案例分析

⑴某工程項目，使用產(chǎn)品標準為GB/T 5237.5-2017 的噴漆型材，膜層種類為三涂層，出廠檢驗合格。使用前經(jīng)見證送檢至某檢測機構(gòu)，委托時檢驗標準填寫為GB/T 5237.4-2017，檢驗結(jié)果膜層厚度不合格。進行原因分析認為，委托方送檢的樣品實測平均膜厚47μm，局部膜厚38μm，符合標準GB/T 5237.5-2017 中關(guān)于三涂層的膜厚要求。但由于送樣人員誤將標準填寫為GB/T 5237.4-2017，該標準對膜厚的要求是平均膜厚60μm～120μm，局部膜厚≥40μm，檢測人員按照送樣人填寫的標準進行檢測、結(jié)果評判，判定為不合格。此為委托方選錯產(chǎn)品標準造成的誤判，檢測結(jié)果無法正常反映鋁合金型材的質(zhì)量，造成社會資源浪費，也影響了工程施工進度。

⑵某工程項目，使用產(chǎn)品標準為GB/T 5237.3-2017 的電泳涂漆型材，基材牌號為6063-T5 ，出廠檢驗合格。使用前經(jīng)見證送檢至某檢測機構(gòu)，檢測結(jié)果顯示拉伸性能不合格。進行原因分析發(fā)現(xiàn)，該樣品實測拉伸性能抗拉強度190MPa、規(guī)定非比例延伸強度157MPa，斷后伸長率15.0%，符合牌號為6063-T5 的基材拉伸性能要求。但檢測人員失誤將牌號看錯為6063-T6，采用6063-T6 所對應(yīng)的技術(shù)要求進行評判（抗拉強度≥205MPa、規(guī)定非比例延伸強度≥180MPa、斷后伸長率≥8%），判定為不合格。此為檢測人員失誤造成的結(jié)果誤判。

5 結(jié)語

通過從適用范圍、標準起源對不同種類鋁合金建筑型材用標準進行對比，從主要性能參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法對型材物理性能差異性進行分析研究。認為鋁合金型材在工程中送檢、檢測、驗收等過程中，需嚴格按照相關(guān)產(chǎn)品標準、設(shè)計文件、驗收規(guī)范選用對應(yīng)的標準進行檢驗和評定。從而為相關(guān)的幕墻、門窗工程質(zhì)量控制起積極作用，為提高工程質(zhì)量、保障人民生命財產(chǎn)安全提供有益的技術(shù)參考。