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1、第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,1,第十章 膜材第一节 膜材的概念和性质 一、膜材的概念 膜材是由织物基材和涂层复合而成的一种复合材料。强度高、柔韧性好、弹性模量较低，有利于膜材形成复杂的曲面造型。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,2,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,3,二、膜结构对膜材的性能要求1) 高抗张拉强度；2) 高抗撕裂强度；3) 材料尺寸的稳定性（伸长率）；4) 抗弯折性（柔软度）；5) 有较高的透明度和放射太阳光的能力；6) 耐久性（防水、耐热、抗腐、白洁性）；7) 防火性能； 8) 可加工性，便于裁剪和拼接。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,4,第二节 膜材的种
2、类一、纤维膜材是一种织布，织材由纤维构成。纤维分为: 尼龙(Nylon)、聚酯类(Polyester)、玻璃纤维(Fibetr1 Glass)、人造纤维(Kevlar)。二、涂层材料涂层材料： 聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅树脂(Silicone)、涂层处理。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,5,三、建筑膜材建筑膜材由基层和涂层组合而成。 1.PTFE玻璃纤维膜材：由聚四氟乙烯(PTFE)涂层和玻璃纤维基层复合而成。2.PVC聚酯纤维膜材：在聚酯纤维(PES)基布上涂层聚氯乙烯(PVC)的膜材。3.硅树脂玻璃纤维膜材：在玻璃纤维基布上涂层硅树脂的膜材。,第一篇 土建工程材料
3、 第十章 膜材,6,4.PTFE芳纶膜材：在芳纶基布上涂层PTFE的膜材。5.加面层的PVC膜材：在PVC膜材表面上，再涂覆聚偏氟乙烯或聚氟乙烯，性能优于纯PVC膜材，价格相应略高于纯PVC膜材。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,7,膜材的主要性能比较表,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,8,国外新型膜材： 1）PTFEPVC聚酯纤维膜材：一面涂层PTFE,另一面涂层PVC的聚酯纤维膜材。 2）纯PTFE膜材：在PTFE基布上涂层PTFE。 3）ETFE膜材：分全透明和半透明。 4）PTFE膜贴合玻璃纤维膜材：将两层PTFE膜通过高温高压将其贴合在玻璃纤维网布上的膜材。5）吸音膜材：采用
4、特殊的织布工艺和涂层处理的玻璃纤维网格布，起吸音和隔音的作用。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,9,第三节 膜材的基本力学性能膜材具有较高的抗拉强度，抗压和抗弯刚度几乎为零，各向异性和材料非线性，容易发生徐变和应力松弛现象。 一、膜材的张拉强度 膜材的张拉强度是评价膜材力学性能的一个重要指标，张拉强度与膜材所处环境和应力状态有关。 测试方法：单轴张拉和双轴张拉测试法。 单轴张拉强度分经向和纬向。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,10,单向拉伸试件 单向拉伸应力应变曲线,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,11,双向拉伸试件,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,12,双向拉伸应力应变曲线
5、,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,13,膜材的应力应变关系具有非线性性质，在初始阶段较大，当拉力达到一定值后，非线性程度将降低。 薄膜结构不论是单向还是双向加载，在卸载应力至零时，应变未回到零点，有残余变形。因此，除考虑单调加载过程的应力应变关系外，还应考虑往复加载过程的应力应变关系。膜材的抗拉强度标准值 强度(标准值) 正常 潮湿 高温 抗拉强度Fk(N/cm) 200 160 140,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,14,二、膜材的抗撕裂强度 膜材的抗撕裂强度就是在最大设计压力下，控制膜面撕裂传播的度量指标。 膜材的撕裂一般是从膜材空洞或边缘开始的，在结构设计中应使膜材的两个主轴方
6、向上的拉力相差不大。 膜材产品在运输、裁剪和施工过程中应采取保护措施，防止损伤。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,15,三、膜材的柔韧性 为了使膜材与钢索、边缘夹具等刚性构件连接，并使膜材产品的强度在卷、弯、折过程中不致降低太多，需膜材本身具有一定的柔韧性。 测试方法如图所示，用其强度随弯折次数降低的比率来度量。,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,16,第一篇 土建工程材料 第十章 膜材,17,四、各向异性 由于膜材的基材为合成纤维或玻璃纤维纺织而成的织物，所以膜材为非弹性体，其性质为各向异性。 膜材除具备较高的抗张拉、抗撕裂强度外，对膜材的徐变、疲劳、抗弯曲、抗磨损、抗腐蚀、吸水、耐久、防火、防水等特性也有一定要求。,
