塑木材料綜合性能優(yōu)異,戶外建筑及景觀使用的塑木品種越來越多、數(shù)量越來越大。隨著制造技術(shù)和工藝的不斷進步,產(chǎn)品外觀質(zhì)量提高很大。但有許多塑木企業(yè),甚至不少品牌大企業(yè),由于缺乏針對性研究,材料設計存在著先天缺陷。這些缺陷往往要在建成二、三年之后才逐漸暴露問題,此時再來解決問題,已經(jīng)為時已晚。在追蹤問題時,材料設計缺陷往往難以查出。
塑木材料的變形
戶外塑木建筑及景觀在使用一段時間后,有些尺度較長的塑木會出現(xiàn)逐漸彎曲、下垂等變形現(xiàn)象,這是目前戶外塑木建筑及景觀中常見的缺陷。塑木材料由建成時漂亮的直線型,在經(jīng)過幾個寒暑后逐漸彎曲變形的變形因子研究分析如下:
溫度應力及蠕變
夏季氣溫升高,塑木材料產(chǎn)生熱膨脹。較長的塑木熱膨脹較大,由于兩端被固定,所受溫度應力也大(應力和膨脹變形成正比) ,當膨脹達到一定值后,塑木發(fā)生失穩(wěn)而彎曲變形并隨熱膨脹增加彎曲度(彎曲變形)增加。塑木彎曲后,溫度應力得到釋放 ;中性面應力為零,因彎曲,凹面產(chǎn)生壓應力,凸面產(chǎn)生拉應力。由于拉壓應力的長期作用,凸、凹面分別產(chǎn)生拉伸和壓縮蠕變,使得曲率變大,在氣溫降低時也不能完全收縮恢復。如是經(jīng)過若干氣溫周期,不斷產(chǎn)生周期性蠕變疊加 ;隨著蠕變增加和高分子鏈的約束力逐漸達到平衡,蠕變的增量逐漸減小到零,達到蠕變極限。若安裝施工在高溫季節(jié),因和最高溫度的溫差小,基本不發(fā)生因熱膨脹而彎曲變形的情況。但在低溫季節(jié),塑木的韌性和強度隨溫度下降 ;由于兩端被固定,塑木因降溫收縮而產(chǎn)生的溫度應力達到最大值,往往導致固定處破壞。
吸水膨脹蠕變
降雨時節(jié),塑木吸水膨脹,塑木材料產(chǎn)生微量蠕變伸長,不可恢復 ;并隨干濕交替周期,周期性產(chǎn)生蠕變伸長并疊加。隨著塑木內(nèi)部木質(zhì)達到可能的吸水膨脹極限及高分子材料的約束力的作用,吸水膨脹蠕變伸長的增量逐漸減小到零,達到蠕變極限。
塑木材料蠕變是溫度應力蠕變疊加
和吸水膨脹蠕變的綜合結(jié)果較長塑木兩端被固定約束時,隨著塑木材料各種蠕變的疊加,在建成時漂亮的直線型材料,逐漸出現(xiàn)明顯的彎曲;并在若干寒暑交替之后達到尺寸基本穩(wěn)定、彎曲度不再增加。
戶外建筑及景觀的塑木高檔品設計
設計思想上,塑木型材由均一型復合材料提升為雙層功能性復合材料,通過技術(shù)、工藝、裝備提升和適當?shù)某杀驹黾?,提出雙層區(qū)分解決方案,有益于技術(shù)難點的克服,從而得到高品質(zhì)、高美觀、高性能、長壽命的高檔塑木型材。
近年來,隨著技術(shù)的發(fā)展,高端塑木共擠塑木順勢而生。它是采用行業(yè)內(nèi)最先進的擠出成型技表面均勻而牢固地包覆著共擠層。采用這種新技術(shù)生產(chǎn)共擠塑木,除了保留著傳統(tǒng)塑木的防霉、防蟲和其它物理性能優(yōu)點外, 還具有更強的耐磨、抗刮、抗污和耐候性能,更加美觀耐用,適用于高檔的戶外園林景觀工程、建筑模板、別墅、庭院地板等領域。
高端塑木共擠欄桿戶外表現(xiàn)性能更佳,在安裝后無需考慮日常清潔維護問題,增加了長久的美感和體驗感。在嚴苛的戶外環(huán)境下,一般的鐵藝圍欄短周期就會內(nèi)出現(xiàn)生銹腐蝕的問題,防腐木欄桿也會出現(xiàn)蟲蛀腐爛的問題,如果長期不維護,就會出現(xiàn)表皮脫落,內(nèi)部斷裂的問題,嚴重影響了欄桿的整體美觀度。
花園景觀的設計風格是與建筑的風格以及材料的運用息息相關(guān)的,堅持使用的功能性,在環(huán)境美觀的前提下,布置滿足各種功能要求的設施和場所,提供休息、交流的美好空間。高端共擠塑木無論色彩、花紋、質(zhì)地都能根據(jù)個性需求營造浪漫建筑氣氛。提高塑木耐久性的主要原理與材料制備過程中的木質(zhì)材料的種類、添加聚合物的種類、木材和塑料的摻和比相關(guān)。對高端共擠塑木來講,結(jié)構(gòu)耐久性和美學耐久性同樣重要。
在建筑工程中,塑木主要應用在澆筑混凝土的建筑模板中,有著諸多的優(yōu)點,是一種環(huán)境友好型建筑模板材料。對塑木為原材料制備的建筑模板剛性、韌性、密度以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以通過不斷提升加工技術(shù)和制備工藝、探索新型改性方法及結(jié)構(gòu)設計方法而得到良好的解決。在國家大力提倡節(jié)約使用木材的形式下,高端塑木將會越來越多地應用在建筑工程領域中。
塑木共擠中木紋效果的共擠材料生產(chǎn)工藝為兩步法生產(chǎn)。即原材料添加各類改性助劑、著色劑和功能性助劑共混改性加工成底色料,再將一定比例的各種色母均勻混和而成。其必須具備如下功能:有更高的共擠附著力;有更好的加工寬泛性;有更突出的耐候性;有更優(yōu)秀的表面耐刮擦效果;原木感覺比傳統(tǒng)共擠料出色。木紋效果木塑包覆共擠料,采用耐候性優(yōu)秀的丙烯酸類初級橡膠粉與丙烯腈-苯乙烯預聚物,添加能夠滿足客戶要求的改性助劑,高耐侯著色劑及功能助劑共混改性加工成底色料,再將一定比例的各種色母均勻混和而成。專用的色母粒的加入,使產(chǎn)品具有清晰、木紋效果,逼真的木質(zhì)感,寬泛的加工性,優(yōu)秀的耐刮擦性。針對特殊要求,如透明、耐磨,啞光,導熱、導電、低表面能等產(chǎn)品也可以進行定制服務,從而滿足高端客戶需求。