幕墙材料知识培训.docx
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幕墙材料知识培训
一、幕墙材料分类
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。
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，钢材则用做石材幕墙的龙骨，铝板幕墙的龙骨有铝型材也有钢材。
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/m3）、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铝型材表面处理
（1）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。
（2）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
氧化膜厚度级别应符合下表规定。
级别
平均膜厚不小于μm
局部膜厚不小于μm
AA10
10
8
AA15
15
12
AA20
20
16
AA25
25
20
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
电泳涂漆复合膜厚度应符合下表规定。
级别
阳极氧化膜
漆膜
复合膜
平均膜厚μm
局部膜厚μm
局部膜厚μm
局部膜厚μm
A
≥10
≥8
≥12
≥21
B
≥10
≥8
≥7
≥16
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100μm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，至今被认为最稳定、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。
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。
氟碳漆喷涂膜厚度应符合下表规定。
涂层种类
平均膜厚μm
最小局部膜厚μm
二涂
≥30
≥25
三涂
≥40
≥34
四涂
≥65
≥55
成本比较：
阳极氧化<粉末喷涂<氟碳喷涂
所以，在型材提料前一定要检查型材的表面处理方式，以及喷涂面是否正确。
通常可视面为氟碳喷涂或者粉末喷涂，不可视面为阳极氧化，尤其要注意，与结构胶粘接的部位一定不能做喷涂。
（3）表面处理膜厚
表面处理方法
膜厚级别
厚度t（um）
（涂层种类）
平均膜厚
局部膜厚
阳极氧化
不低于AA15
t≥15
t≥12
电泳涂漆
阳极氧化膜
B
t≥10
t≥8
漆膜
B
t≥7
复合膜
B
t≥16
粉末喷涂
40≤t≤120
氟碳喷涂
t≥40
t≥34
1.2型材材质
（1）什么是铝合金材料牌号？
铝合金牌号一共有4位，6***，第一位表示牌号组别，幕墙型材用常用的是6***，组别为：
以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化项的铝合金。
合金牌号
供应状态
表面处理方式
6061
T4（CZ）、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
6063
T5（RCS）、T6（CS）
6063A
T5（RCS）、T6（CS）
（2）铝合金材料的供应状态有哪些？
供应状态有F、O、H、W、T五种，幕墙型材用的是T,表示的意义为：
热处理状态，即适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品，T后一定要根有一位或多位阿拉伯数字，幕墙中常用T5和T6,
T5表示：
由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态，适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可以进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品；
T6表示：
固溶热处理后进行人工时效的状态，适用于在固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品；
铝合金牌号和状态号组合即为铝合金材质，最后表示为，
如：
6063-T5，6063A-T6
（3）不同材质铝型材的有哪些区别？
（只讨论幕墙常用铝型材材质）
型材的室温力学性能
合金牌号
供应状态
壁厚（mm）
抗拉强度（MPa）
6061
T4（CZ）
所有
180
T6（CS）
所有
245
6063
T5（RCS）
所有
160
T6（CS）
所有
205
6063A
T5（RCS）
≤10
160
T5（RCS）
＞10
150
T6（CS）
≤10
190
T6（CS）
＞10
180
着色影响：
铁是主要的杂质元素，是对氧化着色质量影响最大的元素，随着铁元素的升高，阳极氧化膜的光泽度暗，透明度减弱，铝型材表面的光亮度显著降低，影响美观，含铁高的型材不适宜氧化着色。
6061牌号的含铁为0.7%，较高，需要注意。
表面模具的挤压痕深度：
6061为不大于0.06mm，6063、6063A为不大于0.03mm。
（4）不同材质在应用要注意
6063-T6:
常用于立柱（以结构计算要求为准）
6061-T6:
硬度和强度较高，常用于单元体挂码等受力构件，少用于外露龙骨。
1.3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
V
7×10-4
2.35×10-5
2710
0.33
1.4国内主要铝合金型材生产厂家
南海亚洲铝厂有限公司
铝材供应厂家
普通窗型材（元/吨）
氧化
电泳
粉末喷涂
氟碳漆喷涂
亚铝
25500
27000
26500
36000
穿条隔热铝型材每米增加8.5元
铝材供应厂家
普通幕墙型材（元/吨）
氧化
电泳
粉末喷涂
氟碳漆喷涂
亚铝
25500
27500
26500
33000
穿条隔热铝型材每米增加8.5元
最大机台4000吨，型材最大长度6米
2.钢材
2.1幕墙用钢材类型
比较大的幕墙工程都要以钢结构为主骨架，铝合金幕墙与建筑的连接构件大部分也采用钢材，钢材主要以碳素结构钢Q235B为主，也使用低合金钢和耐候钢。
用于幕墙的钢材主要有槽钢、工字钢、方钢、角钢等。
具体规格与型号应由计算决定。
2.2钢材Q235B力学性能
抗拉、抗压、抗弯强度设计值f=215N/mm2
抗剪强度设计值fv=125N/mm2
局部承压强度设计值fab=320N/mm2
弹性模量E=2.06×105N/mm2
线膨胀系数α=1.2×10-5
重力体积分布ρ=78.5×103N/m3
泊松比ν=0.3
2.3钢材的表面处理
由于钢材的耐用腐蚀性较差，必须采取防腐蚀措施。
幕墙规范JGJ102-2003规定，幕墙用碳素结构钢和低合金高强度结构钢应采取有效的防腐措施，当采用热浸锌防腐蚀处理时，镀锌膜厚度应符合现行国家标准《金属覆盖层钢铁制品热浸锌层技术要求》GB/T13912的规定。
末经离心处理的镀锌层厚度最小值
制件及其厚度/mm
镀层局部厚度/um
镀层平均厚度/um
钢厚度≥6
70
85
3≤钢厚度＜6
55
70
1.5≤钢厚度＜3
45
55
钢厚度＜1.5
35
45
2.3.1镀锌层特性
镀层颜色为银灰色稍带浅蓝，随着时间而逐渐变暗，镀层为阳极，在大气条件下对钢材有良好的保护性能，但在海雾条件下没有镀镉层耐久，在-70℃以下，保护性显著下降，在高于250℃以上时，镀层性脆；镀层中等硬度，能承受弯曲、扩展，但不耐压、不耐磨，能溶解在酸或碱性的介质中，装饰性能不高；镀层经虹色或军绿色钝化后，耐磨性在碱溶液中的耐蚀性有显著提高。
镀层在潮湿气候和外电压的条件下，极易腐蚀，但在紫外线作用下，耐蚀性提高。
2.3.2镀锌层要求：
⏹热浸镀锌使用锌应符合GB470标准规定。
⏹热浸镀锌层应符合GB/T13912-2002《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》的规定。
⏹当工件在按标准规定进行热浸镀锌时，应提出本标准的标准号和镀层最小局部厚度。
⏹热浸镀锌前工件表面应干燥、无灰尘、油脂、污垢、锈斑及其他。
2.4公司用钢材的主要厂家：
鞍钢、宝钢、首钢。
钢材供应厂家
热浸镀锌型钢（元/吨）
热浸镀锌钢板（元/吨）
方钢
角钢
槽钢
工字钢
1mm
1.2mm
1.5mm
3mm
国产优质
6300
6000
5800
6100
7000
7000
6800
6700
3．不锈钢材
不锈钢的种类非常多，经常使用的就有64种，根据不锈钢在经900-1000℃高温淬火处理后的反应和微观组织，将其分为三类：
淬火后硬化的马氏体系、淬火后不硬化的铁素体系和高铬镍不锈钢所具有的奥氏体组织。
幕墙上应用的是奥氏体不锈钢。
也是一般用途的不锈钢，它是具有一定的强度，耐腐蚀性较好，韧性较大并具有良好焊接性能的品种。
用于室内的不锈钢一般采用0Cr18Ni9（304）；用于室外的不锈钢也可采用1Cr18Ni9Ti（中国特）；如果是海滨城市或污染比较严重的地区，用于室外的不锈钢件一般采用0Cr17Ni12Mo2（316）。
用于不锈钢幕墙的不锈钢薄板（厚度小于或等于4mm的不锈钢板尤其是厚度小于2mm的不锈钢板用得更多）其表面处理方法有磨光面（镜面）、
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