装配式活动房复合夹芯保温墙板综述

　　摘 要：装配式活动房屋已逐渐成为日常建筑生活中的必备设施之一。作为活动房主要围护结构的复合夹芯板，其各项性能均对活动房屋的性能指标产生影响。常见的三明治型复合夹芯板性能又主要由组成结构的面层以及芯层材料决定。本文主要介绍了装配式活动房复合夹芯板，以及市面上常用的的面层材料、芯层材料。

　　关键词：夹芯板; 面层材料; 芯层材料; 活动房; 装配式

　　活动房，是指组装拆卸简单、方便、快速、能够重复使用并且便于运输的非传统建筑。活动房最早于二十世纪四十年代出现，其相关产业在欧美等国家已经具有了较高的行业集中度。在我国，随着当今城市化的快速发展，传统的钢结构活动房屋已经成为建设工地上必备的建筑设施之一。仅在2017年，从事活动房相关产业人员就已接近27万，相关营业收入超150亿，与前三年相比，年均增长率已达到15%[1]。此外，活动房屋具有便于运输、拆装便捷等特点。自然灾害发生之后，活动房屋能够快速搭建，为幸存者提供临时避难场所，恢复正常生活状态[2]。因此，基于以上原因，活动房在我国的应用需求和产业前景十分广阔。本文主要对装配式活动房使用的复合夹芯墙板、面层材料以及芯层材料进行综述。

　　1.面层材料

　　目前市面上应用最广泛的面层材料是彩涂钢板、铝板、FRP板及其他板材。通常来说，由于面层材料需要长时间暴露在自然环境中，因此除满足夹芯板正常力学性能的同时需要具有一定的耐腐蚀性能。表1为復合夹芯板常见面层材料性能特点。

　　1.1彩涂钢板

　　钢材作为最为常用面层材料，具有出色的力学性能(200MPa～550MPa屈服强度，300MPa～560MPa极限抗拉强度，210GPa弹性模量)，同时由于易工业化、大规模生产使得价格低廉，因此适宜作为复合夹芯板的面层材料[3]。但因其自身材料特性，没有经过表面防腐处理的钢板在大气潮湿环境中容易发生腐蚀生锈[4]。因此，有必要采用热浸镀锌处理以及喷涂有机涂层对钢板进行防腐加工，加工后的彩涂钢板才能被用于制作夹芯板。这些处理措施能够有效减缓雨水对面层钢板的侵蚀作用，同时彩色涂层对钢板起到美化作用。通常情况下，钢板的表面处理也并非只有一两种，具体处理措施需要根据使用地具体的气候环境来达到预期既定的防腐效果。我国现行的《金属面绝热夹芯板技术规程》[5]和《建筑用金属面绝热夹芯板》[6]中规定，钢材面板厚度不得小于0.5mm。

　　1.2铝板

　　对于有特殊卫生或者耐腐蚀要求的环境一般采用铝材面层板[7]。通常来说，铝锰合金板的屈服强度不高于200MPa，抗拉强度为200MPa～250MPa，其弹性模量大约70GPa，仅为钢材的1/3，铝材面板密度同样为钢材面板的1/3。在一般的海洋环境和城市环境中，铝的表面不需要涂上镀锌钢等有机层，其本身的表面可以自发形成一层氧化膜，能够防止PH值在5到8之间的潮湿腐蚀[8]。但当腐蚀环境PH值超过8时，铝的表面也需要涂上有机涂层，以防止腐蚀发生。通常使用的铝板出于美观的要求，具有不同的颜色。我国CECS规程[6]中规定铝板厚度最小为0.7mm。因此市场上铝面夹芯板面层厚度一般为0.7mm～1.2mm。

　　1.3 FRP面层板

　　FRP是由连续/短切纤维通过混合一定的树脂，经过一系列的成型工艺而成的的结构材料。FRP面层板具有轻重量，高强度，耐腐蚀的特点，在保持强度不变的前提下，结构自重可以大大减轻[9]。此外，它们还具有良好的透波性和可设计能力[10]。然而，由于其价格昂贵，目前FRP材料在航空航天和高速铁路领域中应用较多。根据具体使用纤维原材料不同，FRP可细分为GFRP(玻璃纤维增强复合材料)、CFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer，碳纤维增强复合材料)、BFRP(玄武岩纤维增强复合材料)等。土木工程领域中常用的为GFRP以及BFRP纤维增强复合材料面板。目前国内外均有生产厂家生产GFRP复合夹芯板，这种夹芯板不仅可以应用于墙板，屋面板等建筑区域，也可应用于冷冻保温车厢、军队营房、活动板房等[11]。作为我国重点发展四大纤维之一的玄武岩纤维，进过几十年的快速发展，已经具备了工业化连续生产工艺。而我国又有着丰富的玄武岩矿产资源，并且玄武岩纤维具有优异的耐高温、耐腐蚀性能，在制备过程中无有害气体排放，因此玄武岩纤维有着较为广阔的发展前景。通过真空袋辅助成型方法，可以将BFRP短切原丝毡以及BFRP单、多轴向纤维布制成BFRP板，具体制备流程如图1所示。

　　1.4其他类型面板

　　不锈钢或铜同样可以作为高质量和免维护的面板原材料，这些面板也具有优异的耐腐蚀性。上世纪七八十年代，国外大力发展欧松板，欧松板为采用木材刨片通过干燥、加胶、定向铺设以及热压而成的定向纤维板。这种板材除了具有可回收利用，健康环保的特点以外，其结构性能同样十分优良。与此同时，欧松板独特的纹理能够增加它的美感。在我国，秸秆等农作物采用热压工艺被制成秸秆板，具有保温能力强、绿色环保等特点，尤其适宜应用墙板结构。

　　2.芯层材料

　　作为夹芯板的重要组成部分，从结构角度而言，芯层材料需要有足够的剪切刚度来承受大部分剪力荷载以及支撑面层材料。硬质泡沫材料或无机纤维材料通常被选择作为芯层材料。对于硬质泡沫材料而言，芯层材料的力学性能通常与它们自身的密度有关。但无机纤维材料的力学性能不仅与其自身的密度有关，而且还受到生产方法和纤维方向的影响。一般来说，芯层材料需要满足具体使用中的高保温、耐湿、防火、隔音等需要。表2为常用建筑复合夹芯板芯层材料性能表。

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