幕墙材料分类及基本要求

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1、1一、 幕墙材料分类及基本要求1. 幕墙材料分类材料是保证幕墙质量和安全的物质基础。幕 墙所使用的材料，概括起来，基本上可有四大 类型,即：骨架材料、板材、结构粘结及密封填缝材料、五金配件等。 骨架材料主要有铝型材和钢材两种。 板材主要有玻璃、铝板、石材、不锈钢板、陶板、千思板彩钢板、阳光板等。 结构粘结及密封填缝材料主要包括硅酮结构胶、耐候密封胶、间隔双面胶带、密封胶条、泡沫棒、保温岩棉等。 五金配件主要包括开启附件、预埋件、 转接件、连接件等。2. 对幕墙材料的基本要求2.1 符合相应规范及标准幕墙材料绝大部分国内都能生产，而且大部分都有国家 标 准或行业标准，但是，由于生产技术和管理水平

2、的差别，市上同种类材料 质量，由于生 产厂家不同质 量差别也很大。作为建筑外围护结构的幕墙，虽然不承受主体结构的荷载，但 处于建筑物的外表面，除承受本身的自重外， 还是承受风荷载、地震作用和温度作用的影响。因此，要求幕墙必须安全可靠，要求幕墙使用的材料都应该符合国家或行业标准规定的质量指标，少量暂时还 没有国家或行业标准的材料，可按国外先进国家同类产品标准要求，生产企业制订企业标准作为产品质量控制的依据。 总之， 不合格的材料 严禁使用，必须具有出厂合格证。2.2 具有耐候性和耐久性幕墙处于建筑物的外表面，经 常受自然环境不利因素的影响，如日晒、雨淋、风沙等不利因素的侵蚀，因此，要求幕墙材料要

3、有足 够的耐候性和耐久性。具备防风雨、防日晒、防盗、防撞击、保温隔热等功能，因此，所用金属材料和金属零配件除不锈钢和耐候钢外，钢材应进行热浸镀锌处理、无机富锌涂料处理或采取其他有效的防腐措施，铝合金材料应进行表面阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂或氟碳漆喷涂处理，以保证幕墙的耐久性。2.3 具有不燃性和难燃性能幕墙无论是在加工制作还是在安装施工中， 还是在交付使用后，防火都十分重要，因此，应尽量采用不燃材料和难燃材料，但目前国内外都有不少材料还是不防火的，如双面胶带、填充棒等都是易燃材料，因此，在安装施工中应倍加注意，并要有防火措施。二、骨 架 材 料幕墙所采用的骨架材料主要有两大类，一种是 铝合金

4、型材，一种是钢材。主要用于制作幕墙框架（也称幕墙龙骨）和面材板块的副框。一般来 讲， 铝合金型材用做玻璃、铝板幕墙的龙骨和副框，钢材则用做石材幕墙的龙骨。1.铝合金型材铝是继钢之后当今在建筑业中使用最多的金属结构材料。在建筑业中用铝的主要项目是铝门窗、幕墙。铝材具有良好的材料性能，例如密度较小（2710kg/m 3）、强度适宜、化学稳定性好、易于保持清 洁、电导率高、辐射性能良好，适合于阳极氧化，而且容易加工。铝通过添加剂诸如镁（Mg）、锰 （Mn）、铜（Cu）、硅（Si）和其它一些元素可以很大范围内改变铝的性能，制成多种性能优越的铝合金材料。1.1 铝合金型材形成的过程21.1.1 铝钒土纯

5、铝纯铝是通过两级提炼法从矿石中提取的，第一 级提炼法叫作 “巴伐利亚提炼法”，此法是用化工程序从铝钒土中提炼出氧化铝粉。每两吨 铝钒土可提供一吨氧化 铝。第二 级叫熔融电解，就是把氧化铝投入高温熔池中融化，并接通电 流使它分解为氧和铝。每二吨氧化铝可提取一吨纯铝。纯铝也叫电解铝，其纯度在百分之九十九点五到九十九点八之间，这是冶炼铝 的最终产品。1.1.2 纯铝铝合金型材程序图（如下图）1.1.2.1 铸造幕墙型材一般采用 6063T5 牌号的铝镁硅合金。其生产工艺是在纯铝锭的溶液中添加所需的化学成份，并连续铸成各种规格的 铝合金棒材。 考虑到化学成份对机械性能的影响，有必要把 镁和硅的含量比，

6、调整到 1.73：1。特别是过剩的镁会降低铝合金材料的强度；过剩的硅有损于铝的挤压性能和电解着色性能，过少的硅将会降低型材的机械性能；含铁成份过多，挤压型材表面会粗糙，会影响氧化膜的光泽，加大着色的色差，必 须严格控制铁的含量，使之降到最小范围 内；锌、 铜含量过高，将对氧化膜外观质量有明显降低，因此在熔铸时调整化学成份就必须严格按要求进行。1.1.2.2 均化处理均化处理是为了使材料具有良好的机械性能和表面质量（包括着色表面质量）。均化处理的加热温度为 560-580。最短的保温时间为 6 小时，冷却速度 为 200/小时以上。1.1.2.3 挤压型材程序：（如下图） 挤压速度：一般挤压实心

7、型材， 挤出的型材速度在 40 米 /分左右，空心型材在 20 米/分左右。 冷却速度：一般是以 T5（RCS）来处理，进行强冷，以 100-155/分的冷却速度进行冷却，厚度太大时，会使冷却减慢，这时需采用水冷或液氮冷却。但使用水冷会使型材变形，给校正增加困难。 人工时效处理：6063 铝合金为时效硬化型铝合金，以提 铸 造均化处理挤 压 模具制造人工时效处理表面处理型 材废液处理铝 棒 加 热热 坯 剪挤 压强冷和冷却拉抻 矫直定尺锯切断人工时效处理氧化处理工频炉、或电炉、煤气炉计算机控制坯料长短锯 断表面质量监视校 形 滚 轮表面质量监视3高型材的机械性能为目的， 进行人工时效处理，将硬

8、合 金元素 Mg2Si 固熔体，在 170-200之间，加热一定时间 后很均匀地析出。工艺参数： 18010 小时，其中加 热升温 2 小时。 挤压比：即挤压筒直径大小面积与型材断面面积之比， 一般取 15-35，型材外轮廓即外圆尺寸应小于挤压筒直 径。1.1.2.4 表面处理表面处理的作用： 提高表面耐腐蚀性能，保持表面光 泽不易划伤。 使型材表面具有坚固的抗风化性能，保持型材表面的美 观。 满足建筑艺术色彩的要求，使建筑 长期具有魅力的外观。表面处理的方法a) 阳极氧化：以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用 电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金阳极氧化处理。常用的

9、方法是直流 电硫酸阳极氧化法。工艺过程：表面预处理阳极氧化沸水封孔b) 电解着色：电解溶液中的金属离子渗到膜孔隙底部还原沉积而使膜层着色的方法，称为电解着色法,也称二次电解法。工艺过程：表面预处理直流电硫酸阳极氧化电解着色沸水封孔或电泳涂浸。c) 电泳涂漆：以阳极氧化（着色）后的制品作为阳极， 铝或不锈钢为阴极，置于热固化型丙烯酸透明树脂溶液中，在外电场的作用下，带负电荷的涂料粒子向制品移 动，从而在其表面形成一层带有胶粘性的漆膜。工艺过程：表面预处理阳极氧化电解着色电泳涂漆d) 粉末喷涂：把干燥粉状物吸附于金属工件表面，经过 200左右高温烘干后，粉状物固化成为一定厚度的坚固光亮的涂层。主要

10、成份：环氧树 脂、聚氨脂及它 们之间的不同 组合。工艺过程：铝型材经过表面预处理，然后在 铬酸盐溶液中进 行化学氧化；清洗干燥后进入喷粉室，在强电场（40-100KV）中，通过喷枪 （0.1-0.8*10pa）将带负电 荷的粉末均匀地喷涂在型材表面上，所以能保持长时间粘合并能达到 100m 厚。最后在烘干固化室固化， 这种涂层抗蚀性、耐热性、硬度都很高，色泽鲜艳、颜色多达几十种，成本较低。e) 氟碳漆喷涂：在铝合金基材上喷涂氟碳树脂，并 经高温烘干，在 铝合金基体表面上形成固化的氟碳漆保 护膜，氟碳树脂也就是聚偏二氟乙烯漆，氟碳 树脂的化学结构是以氟、碳化学键结合的，这种短键性质的结构至今被认

11、为最稳定、最牢固的结 合，因此，氟碳喷涂漆膜在机械性能方面具有优异的耐磨性、抗冲击性，特别是在恶劣气候和环境下更显示出长久的抗褪色性、抗紫外线、抗粉化性及耐化学腐 蚀性能，并可制成多种颜色。常用的 PVDF 树 脂主要品牌有 kynar500 和 Hylar5000 两种。4工艺过程：氟碳喷涂工艺流程一般要经过表面预处理、多层喷涂、流平、烘烤固化、冷却、 检验、卸件等工序。1.2 型材材质标准1.2.1 规范标准：根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003 规定： 玻璃幕墙采用铝合金材料牌号所对应的化学成份应符合现行国家标准变形铝及铝合金化学成份GB/T3190 的有关规定，铝合金型材质量

12、应符合现行国家标准铝合金建筑型材GB/T5237 中规定，型材尺寸允许偏差应达到高精级或超高精级。 玻璃幕墙铝合金型材采用阳极氧化、 电泳涂漆、粉末 喷 涂、氟碳漆喷涂进行表面处理时，应符合现行国家标准铝合金建筑型材GB/T5237 规定的质量要求，铝合金型材表面处理层的厚度应满足下表要求： 1.2.2 型材的合金 牌号、状态及表面处理合金牌号 供应状态 表 面 处 理 方 式6063 T5（RCS） 、T6（CS）6063A T5（RCS） 、T6（CS）阳极氧化（银白色） ；电解着色；有机着色；阳极氧化加电泳涂装；阳极氧化、电解着色加电泳涂装；粉末喷涂；氟碳漆喷涂1.2.3 型材尺寸允许偏

13、差等级：型材尺寸允许偏差等级分为普通级、高精 级、超高精 级三个等 级。1.2.4 型材的化学成分其它元素 牌号状态Mg Si Cu Cr Fe Zn Ti Mn单个 合计铝6063 0.45-0.9 0.2-0.6 0.1 0.1 0.35 0.1 0.1 0.1 0.05 0.15 余量量6063A 0.6-0.9 0.3-0.6 0.1 0.05 0.15-0.35 0.15 0.1 0.15 0.05 0.15 余1.2.5 力学性能铝合金型材的室温力学性能应符合下表的规定。膜厚级别 厚度 t（um）表面处理方法（涂层种类） 平均膜厚 局部膜厚阳极氧化 不低于 AA15 t15 t12

14、阳极氧化膜B t10 t8漆膜 B t7电泳涂 漆复合膜 B t16粉末喷涂 40t120氟碳喷涂 t40 t345拉伸实验 硬度实验抗拉强度b0.2N/mm2规定非例伸长应力p0.2N/mm2伸长率%试样厚度mmHV合金牌号状态壁厚(mm)不小于10 200 160 5 0.8 65T510 190 150 5 0.8 6510 230 190 5 - -6063AT610 220 180 4 - -T5 所有 160 110 8 0.8 656063T6 所有 205 180 8 0.8 651.2.6 表面质量 型材表面应清洁，不允许 有裂纹、起皮、腐蚀和气泡。 型材表面不允许有腐蚀斑点

15、， 电灼伤黑斑，氧化膜脱落 等缺陷；非装饰面上允许存轻微的着色不均（不均度由供需双方协商），允许距型材端 头 80mm 内局部无膜。 型材表面允许有轻微的压抗、碰 伤、擦 伤和划伤，其允许深度应符合下表规定。允许深度 mm合金状态装饰面 非装饰面T5 0.03 0.07T6 0.06 0.10由模具造成的纵向挤压痕，6063 和 6063A 铝合金模具挤压痕深度不得超过 0.03mm。1.2.7 阳极氧化膜厚度氧化膜厚度级别应符合下表规定。级 别 平均膜厚不小于 m 局部膜厚不小于 mAA10 10 8AA15 15 12AA20 20 16AA25 25 201.2.8 电泳涂漆复合膜厚度电

16、泳涂漆复合膜厚度应符合下表规定。阳极氧化膜 漆膜 复合膜级 别 平均膜厚m局部膜厚m局部膜厚 m 局部膜厚mA 10 8 12 216B 10 8 7 161.2.9 氟碳漆喷涂膜厚氟碳漆喷涂膜厚度应符合下表规定。涂层种类 平均膜厚 m 最小局部膜厚 m二涂 30 25三涂 40 34四涂 65 551.2.10 型材物理性能：弹性模量 E 线胀系数 A 密度 泊松比MPa 以每摄氏度计 Kg/m3 V710-4 2.3510-5 2710 0.331.3 国内主要铝合金型材生产厂家1.3.1 南海亚洲铝厂有限公司亚洲铝厂有限公司于 1992 年 1 月建成投产，同年被国家建设部指定为铝合金门窗幕墙型材定点生产企业。公司占地面积近 20 万平方米， 职工 1500 余