浅谈玻璃纤维技术的应用

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浅谈玻璃纤维技术的应用:玻璃纤维增强混凝土技术应用研究

[摘 要]文章论述了玻璃纤维增强混凝土的概念、组成材料、配合比设计。针对玻璃纤维增强混凝土在外墙装饰中的应用进行了较为细致的描述，探讨了玻璃纤维增强混凝土应用的性能、影响因素、施工工艺、工程应用以及需要应注意的问题，以促进玻璃纤维增强混凝土的应用。

[关键词]玻璃纤维增强混凝土；外墙装饰；组成材料；配合比设计；应用研究

引言

玻璃纤维增强混凝土（Glassfiber Reinforced Concrete ），缩写GRC，是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料，水泥砂浆为基体材料的纤维水泥复合材料。

1 组成材料

1.1 低碱水泥

是在玻璃纤维增强商品混凝土中使用最广泛的一种水泥。其主要原料是石灰石，矾土，石膏。研磨后的原料放入原料后，在1280℃到1350℃温度下煅烧作为其主要矿物成分的熟料，石膏混合磨细。低碱水泥水化产生的Ca（OH）Z远小于波特兰水泥，所以碱性低。

1.2 其他材料

与素混凝土基本上相同，但是，以增加玻璃纤维的均匀性也高，而聚集体的最大尺寸相比，普通混凝土砂率有一定的局限性，在该混合物中，通过添加硅粉和灰尘的其他材料灰流，并有助于提高玻璃纤维分布均匀，玻璃纤维增强商品混凝土后期强度也有所提高。

2 配合比设计

一般认为，聚集最密集的配合比设计方法可以保证在最密切的状态，减少水泥用量。传统的设计方法为设计中心的水灰比（W / C）是固定的，而最新的设计方法是基于合为骨干与水泥增加泥浆量（n值增加），总消耗量下降，但总消耗量接近比砂和石料的数量比例保持不变。当固定灌浆量，改变水灰比，水泥泥浆产生“质”的变化，低水灰比仍是低水灰比相应的结果，这是与传统的商品混凝土完全一致，和唯一不变的仍设置砂石材料密切比例。比传统的方法来显示“最新的设计”在很多总额为骨架的粗骨料，这样的结果是不一样的，因此，产品的安全性将优于灌浆混合的传统设计方法的主要成分。

3 在外墙装饰中的应用

GRC欧式构件是欧式建筑常用的外墙装饰做法，其造价低廉、造型丰富、制作简便、复杂细部易成型。采用工厂化模具成型，减少现场施工周期，干法作业，环保。相对比在其产生之前建筑常用的EPS线脚，GRC装饰构件有很大的优势，在住宅等造型尺度不是很大，档次要求不是很高、维修简便易操作的建筑上得到广泛应用。

3.1 特点

a抗拉强度高

b变形能力大，阻裂性能好。

c耐冲击性能优越。

d制品薄，自重轻。

e成模性好，加工方便。

f阻燃、耐温、耐火性能好、无异味、对人体和环境均无伤害。

3.2 件安装工艺流程

施工准备进场构件检验各类铁件、支架制作找准外墙土建基准线按GRC构件规格定位放线GRC构件就位安装堵缝、修补养护。

3.3 适用范围

可加工成罗马柱、檐线、腰线、门套、窗套、顶套、窗边柱、山花、廊柱、墙饰板、花柱、文化石等各种外墙装饰构件，构件整体形象比较逼真。

3.4 工艺原理

使用移动式玻璃纤维自动切割喷射成型机，将连续的抗碱玻璃纤维粗纱切割成短纤维束，以通过气压泵从口喷射出去；充分搅和水泥砂浆再通过螺杆泵和气压泵从另一枪口喷射去。操作时纤维和水泥砂浆分层喷射，形成自动短切玻璃纤维束呈二维乱向均匀分布料浆层。

4 存在的问题及成因分析

实例工程中，也发现了一些GRC应用中出现的问题，集中表现在脱落变形、构件破损等。对这些问题进行分析，得到以下结论：

a构件薄且脆，施工过程中易损坏；

b变形大，接缝易开裂；

c含水率高，在严寒地区易冻融破坏；

d接缝多，墙面完整性较差；

e挂接节点易发生局部腐蚀，而发生板块的脱落，形成安全隐患。

f使用寿命低于25年，达不到设计寿命。

g喷涂颜色的抗老化能力差，维修成本高。

5 结论

总之，虽然玻璃纤维增强混凝土目前存在一些技术缺陷，但是随着建筑行业的发展，研究的进步，玻璃纤维增强混凝土技术也将会日趋成熟。一旦解决了其技术缺陷，因其轻便、施工简单、造价低廉等优势，必将在在国内建筑中得到了比较广泛的应用。

本文原创，无参考文献。

浅谈玻璃纤维技术的应用:盾构机切削玻璃纤维筋混凝土地下连续墙施工技术

【摘要】随着盾构法施工在城市的建设中不断发展，为了解决盾构机进出洞凿除混凝土洞门安全风险大、工期长的问题，本文通过盾构机刀盘改造，采取合理的掘进参数，从而达到盾构机直接切削地下连续墙顺利进洞及出洞，减小了安全风险，因此，盾构机刀盘的改造及盾构掘进过程中参数的确定，成为盾构切削地下连续墙施工技术的关键。

【关键词】盾构机；切削混凝土；掘进技术

1、工程概况

北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第一标段位于北五环仰山桥西北侧，设计输水隧洞采用盾构法施工，盾构始发兼接收井围护结构均采用地下连续墙支护，盾构机通过地下连续墙部位采用同等级玻璃纤维筋代替，盾构始发、接收及区间通过二衬竖井均采用盾构机直接切削地下连续墙通过。本标段盾构机采用小松TM625PMM，为了验证盾构机刀盘改造后对地下连续墙的切削能力，选取在1号盾构始发兼接收井盾构机接收时对地下连续墙进行切削，穿越二衬竖井期间将洞门凿除剩余20cm再进行掘进，盾构井剖面图见图1。

图1 盾构井剖面图

2、刀盘改造

地下连续墙混凝土标号为水下C35钢筋混凝土，经现场实践检测将切削的地下连续墙混凝土强度最大达到44Mpa，为了保证刀盘切削混凝土，在刀盘上增加了128把加强型羊角刀凝土切削刀具，对刀盘进行了改造处理，改造后的刀盘布置图见图2。

图2 刀盘改造配置图

3、盾构掘进施工技术

3.1 掘进参数

本区间盾构机在通过二衬竖井时，地下连续墙凿除剩余有20cm厚混凝土，通过切削两个二衬竖井地下连续墙总结出经验，以“慢速推进，匀速转动”原则进行掘进施工。

土压：因连续墙自稳性能极好，考虑到掘进过程中可能会有较大混凝土块脱落，为防止大块混凝土卡住土仓及螺旋机影响掘进，故选择不保土压，进行零压掘进。

速度：因连续墙强度较高，且有多个连续墙等待穿越，为保护刀具，防止刀具崩角，控制吃刀量在2mm，即刀盘每转一圈掘进2mm，注意刀盘温度不宜过高。

注浆量：因连续墙渗透性差，注浆过多会导致注浆压力升高，造成盾尾漏浆。为保证注浆效果务必保证注浆质量和数量，严格控制砂浆配比。注浆量4m?，根据注浆压力进行适当调整，避免盾尾漏浆。

二次补浆：为防止盾构穿越后期洞门处漏水，安排进行二次补浆，注浆量每环0.8m?，双液浆。

3.2 技术准备

为保证盾构成功穿越连续墙，提前对刀盘进行焊接加长仰角刀，以保证对墙体的切割。保证盾构各个系统正常运转，对加泥、泡沫系统进行调试，确保渣良效果。防止盾构在穿越的过程中因故障停机，造成不可控的影响。二次补浆系统准备到位，及时进行二次补浆，防止地面沉降。

3.3 掘进过程

盾构机于2013年9月2日晚19点开始进行地下连续墙切削，2013年9月3日早上9点完成1m厚地下连续墙切削施工，切削过程中地下连续墙有震感，中心刀先行掘进进洞，地下连续墙混凝土随螺旋机进入渣土车内，掘进完成后接收井内只有很少部分，切削过程中刀盘摩擦地下连续墙声音很大。因连续墙内有玻璃纤维筋，防止被切割下来的纤维筋在土仓内缠绕成团，影响出渣，因此掘进过程中，闸门务必全开，保证切割下来的土体及时排出土仓。因掘进速度较慢，施工时间过长，防止刀盘因施工时间长而温度过高，务必多加水降温，必要时候需停机降温。

盾构机姿态控制，尽量控制盾构姿态在规定范围内，纠偏时要做到勤纠偏、缓纠偏，以每环纠偏量不超过3mm为宜，确保盾构平稳直线型进行掘进。

盾构穿越连续墙后，在保证土仓内水泥块排干净的情况下缓慢建立土压，恢复正常掘进。

盾构穿墙后因土压较低可能会超排，务必加大注浆量和二次补浆。二次补浆要求当掘进出土量较大或地面沉降过大时，要及时进行二次补浆，补浆材料为水泥、水、水玻璃，配比1：1：1。二次补浆采用管片开孔进行，注浆位置一般选在顶部，避开封顶块。因双液浆凝固时间较短，为了避免注浆材料堵塞盾尾注浆管路，影响同步注浆，要保证注浆环数与掘进环数相差10环左右。最好在掘进状态下进行二次补浆，可有效防止双液浆堵管。补浆时注意观察管片有无破裂、漏水，错台是否变大，若有异常情况及时停止。观察注浆压力，达到1Mpa即可。

3.4 监控量测

确保盾构顺利穿越，严格执行掘进参数的同时，测量队需提前做好监测准备，在必要位置提前做好监测点位，测点布置设置于洞门四周及上部混凝土支撑上，盾构穿越前、穿越过程中、穿越后进行若干次监测，及时将洞门墙及地下连续墙位移及沉降结果告知盾构操作人员，操作手根据位移及沉降报告及时调整土压值及注浆量。穿越期间安排专人对地面进行巡视，有异常情况及时上报。

4、结语

实践证明，盾构机直接切削地下连续墙必要严格控制掘进速度，不可图一时之快，刀具受损对后期穿越影响非常大，施工参数的严格控制才能保证盾构的顺利穿越。盾构穿越地下连续墙务必保证施工的连续性，由于盾构法施工配套设备较多，对盾构机、龙门吊、电瓶车、搅拌站等设备的保养和维护是施工有序、快速掘进的重要保证，通过此次切削地下连续墙为今后施工提供了有力的技术支持。

浅谈玻璃纤维技术的应用:GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材技术现状和发展趋势

摘 要：GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材按增强纤维种类分为碳纤维筋材（CFB）、玻璃纤维筋材（GFB）、芳纶纤维筋材（AFB）和玄武岩纤维筋材（BFB）。其既具有钢筋的高强特性，又具有耐腐蚀的特点，特别对潮湿、含氯离子的环境极不敏感，因此可以显著地提高混凝土材料的耐腐蚀性能，较好地解决混凝土材料在复杂环境中容易腐蚀导致结构失效的问题。目前国内外此项技术正迅猛发展，但是在我国要真正广泛应用到工程建设中，尚需要从设计和施工等方面进行研究和大力推广。

关键词：GERP聚合物筋材 耐久性标准化 发展现状

1 国外技术现状和发展趋势

GFRP筋材相对其他产业在土木工程中的应用相较而言还是比较滞后的，主要体现在两个方面。首先就是因为建筑物造价太高造成的；其次是由于工程经验不足。大部分工程师需提高在GFRP筋材结构的预期以及先见效果的设计，来更好的面对实践性问题。在混凝土结构及钢结构领域，有着一系列规程和标准丰富的设计理论和工作经验，但是对于GFRP玻璃纤维增强聚合物筋材加强结构设计的标准和研究还相对的匮乏。直至2010年GB 50608-2010实施后，GFRP筋材在土木工程中的应用在国内才有法可依、有据可查。但是在九十年代初期，GERP的使用在土木工程中的一些特殊领域取得了巨大发展。

1.1 国外技术发展现状

GFRP在土木工程领域有着不俗的地位，这很大程度上取决于GFRP复合材料的特性。美国1991年用于修复由于耐久性不足而损坏的桥梁，耗资910亿美元。英国为解决海洋环境下钢筋混凝土构筑物的腐蚀与防护问题，每年就花费将近20万英镑。日本引以为豪的新干线使用不到10年，就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。从最早期的GFRP材料应用开始，20世纪60年代，美国即生产出早期的GGFRP筋用于混凝土结构。80年代，日本、美国和欧洲发达国家的有关高等学校、科研机构和材料生产厂家在GFRP材料用于工程结构加固方面投入了很大的研究力量，并取得了很大的成效。1995年日本阪神地震，采用GGFRP对混凝土结构进行抗震加固，由于GGFRP现场加固技术具有高强高效、施工便捷、耐久性好等优点，为抗震救灾和震后恢复重建工作赢得了充足的时间。在GFRP筋混凝土方面，GFRP筋最主要的优势是不锈蚀和高强度。GFRP筋可以替代普通钢筋，解决普通钢筋容易锈蚀的问题。另外，它们很轻，没有磁性，而且拥有非常好的抗疲劳性。在研究与应用的规范与标准化方面，各国也给予了相当的重视。日本土木学会成立GFRP加固委员会，并完成了使用GFRP片材的混凝土维修、加固技术草案。美国混凝土协会推出了有关设计指南。欧洲《高性能GFRP加固混凝土结构设计指南》也已正常运行。

1.2 国外技术发展趋势

GFRP筋材广泛应用与现状土木工程应用技术研究中，在国外有明显的发展趋势，如（1）在对单一品种高性能GFRP复合材料研究与应用的基础上，更加重视与强调由不同种类高性能GFRP复合材料混杂与复合后的改性问题。从而克服材料本身存在的弱点，使之能够在现代土木工程中得到合理运用，以此满足实际需求。（2）只有充分利用并强调采取预应力的方法，GERP和AGFRP的高性能特点才能得到充分发挥。（3）在国外领域，为了抢占海洋工程的制高点，特别在日本投入了大量的资金以此进行该方面的应用材料与应用技术的研发，该方法在很大程度上保证海洋工程建设占据了技术统治地位。（4）土木工程中应用的高性能GFRP复合材料的品种已越来越多元化。随着经济的发展以及材料性能的提高，就导致成本有所下降，就使得越来越多的GFRP复合材料被运用到各个方面的土木工程中。如从最初的GGFRP发展到CGFRP和AGFRP，再发展到PBO纤维、超高强聚乙稀纤维和玄武岩纤维等。

2 国内技术特点及现状

就我国而言，混凝土工程耐久性问题已经不容忽视，据统计，我国公路桥梁中危桥约35.4%，因为耐久性问题，在北京市多做高架桥都有不同程度的耐久性损伤。虽然高性能GFRP复合材料发展速度很快，但在我国土木工程应用中起步较晚，研究和应用也较少，未形成规模也不配套。这在某种程度上也制约其发展。

我国在GFRP加固的规范制定方面还是比较落后，直到2010年GB 50608--2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》的颁布实施，GFRP筋材在土木工程中的应用在我国才逐渐进入标准化轨道。先后相继颁布了：GB/T 26743--2011《结构工程用纤维增强复合材料筋》、JG/T 351--2012《纤维增强复合材料筋》、GJJ/T 192--2012《盾构可切削混凝土配筋技术规程》、JG/T 406--2013《土木工程用玻璃纤维增强筋》等相关标准。目前在国内土木建筑方面的应用产品已达数十种，而GFRP材料应用技术和研究在我国的开发应该从20世纪90年代开始，当时数家单位对GFRP应用与材料技术进行了研究，如：冶金工业部建筑研究总院（国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心）、清华大学、东南大学、华侨大学等。

3 结语

GFRP筋材是一种高性能新型结构材料，目前，国内外对GFRP筋材的开发应用均十分重视，相应的国家和行业规范及技术标准也相应出台。虽然GFRP筋材不能大面积的将传统刚才和混凝土材料代替，但它必将以一种高性能材料对传统结构材料做必要补充，使工程中的疑难杂症得以解决，也给土木与建筑工程的发展带来了新的契机，而且对综合经济和社会效益也起到了不容忽视的作用。

浅谈玻璃纤维技术的应用:浅谈玻璃纤维软管拉入法内衬技术施工要点

【摘要】本文主要分析了国内外常用的非开挖管道修复技术，并结合实例论述了玻璃纤维软管拉入法内衬技术在工程中的使用技术和具体的工艺流程，并分析了需要注意的一些问题及其工艺价值。

【关键词】玻璃纤维；软管拉入法；内衬技术；施工

一、前言

近年来，非开挖管道修复技术不断发展，为管道的修复工作提供了巨大的技术支持。玻璃纤维软管拉入法内衬技术也被管道的使用在管道修复中，提升了修复的效果和效率。

二、工程概况

本工程包括四种口径管道的修复，包括管径DN1000，全长53.5米；DN900，全长51米；DN400，全长160米；DN400，全长1124米。

南北大街、华科大街污水管道在运行过程中因出现多次坍塌，从窨井观察运行水位很高，有些已经到达井口；2013年春景观河疏浚时发现有污水进入河道，预计管道渗漏严重。

该管线实际地理环境属流沙地带；平均埋深在５－7米左右；窨井口直径650毫米。支线较多，DN800一条，DN600二条，DN400八条，DN300十二条，水流较大。

三、南北大街、华科大街污水管道修复工艺选择

为了适应污水管道全管内衬修复100%免开挖的技术要求，经过努力，我们借鉴美国Superliner、Inliner等技术，开发了玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术，他具备如下技术突破：

1、完全意义上的不开挖工艺技术

本公司通过改进工艺，在采用CIPP软管内衬修复管道时，完全利用窨井口为作业孔，实现名副其实的100%不开挖。这对于贯彻市府政令不开挖修复在役管道提供了技术保障。

2完全按照ASTM标准进行施工

本公司玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术，具备完全按照ASTM标准设计和施工的能力。

3、先进的材料体系

本公司建立了先进的具有自主知识产权的浸渍树脂配方系统，利用进口的辅料，性能完全能够达到ASTM标准规定的技术水平，而且在使用上更具实用性。在软管制作方面，利用国内相关行业现有的技术水平，完全实现了国产化。

4、先进的端口处理技术

本公司的内衬层成型以后，在端口位置还要进行密封处理，采用Re-III、Re-IV专利技术完成，彻底屏弃了水泥等耐久性不良的落后手段，防止流体窜通，确保内衬层与旧管的结构完整。

四、施工工艺流程

为了适应排水管道全管内衬修复100%免开挖的技术要求，并结合我国排水行业所辖管道其自身的特征，经过努力，我们借鉴美国Superliner、Inliner等技术，开发了玻璃纤维软管拉入法内衬修复技术。

1、软管拉入法内衬工艺原理

2、软管拉入法内衬材料简介

软管材料：玻璃纤维、涤纶纤维、防护膜

软管结构：外层――保护功能外膜结构层――玻璃纤维、树脂面层――涤纶纤维、树脂防护内膜浸渍树脂：主剂是国产的不饱和聚酯树脂，约占树脂总量的80%。助剂全部进口,共有六种，占树脂总量的20%。

在已经浸渍了树脂的软管安装就位并固化成为玻璃钢内衬层以后，防护内膜就完成了他的使命，所以被揭除。这样浸渍了树脂的涤纶纤维层就成为与污水接触的面层，他树脂含量高，具有极佳的耐腐蚀和抗渗透性能，同时具有极好的表面硬度（巴柯尔硬度40D以上），耐磨耗。浸渍了树脂的玻璃纤维层则成为承担内衬层结构强度的主体，他贡献了内衬层的机械力学性能，所以称为结构层。

因为在浸渍树脂和内衬软管制造实现了高度国产化，所以采用软管拉入法内衬修复技术将获得性价比优势。

3、技术保障

（一）软管具有一定的径向膨胀功能，自然会在一定范围内克服旧管道存在的承插接口拔离、承口对承口和插口对插口等形成的管道变形。

（二）该排水管道埋深5--7米，上游近月牙河，所以水位可能较高，采用软管拉入工艺不存在潮湿环境、积水等影响树脂固化的问题。

（三）本管道水泥脱落严重，软管的功能外膜和先期拉入旧管的韧性材料能够共同避免这种现象的发生。

（四）软管拉入工艺的树脂胶液配方黏度适中易于浸渍作业、保证了层间没有气泡。

（五）排水管道的后期养护要经常进行，要求固化物内壁必须提供适宜的表面硬度（巴柯尔硬度>40），我们软管拉入工艺完全能够达到作到这一点。

五、施工流程要点说明

1、堵水、调水

华苑高科技产业园区的排水管道系统建立较晚，没有形成环路，造成管内封堵一个点，上游来水必须从下一个井口调出排走，这种调水属于系统调水，不是我们常规内衬施工中的工艺调水，再加上园区内水量过大，作业量极大。

本工程中南北大街沿线管道，每天的污水排量是6000立方米左右，管道埋设深达8米（穿津静公路是越敷设）以上，为保证施工安全和沿线企事业单位用水需要，必须进行系统调水。

系统调水的直接目的是降低施工作业段的水位。通过加设临时泵站等措施解决待修复管段的污水污放问题，然后进行封堵，使待修复管段不再有来水压力。如此，既能保证施工，又能保证施工沿线百姓的正常生活。

封堵方法：首先，由潜水员下井清理待修复段上游（来水）2米内管道和井底杂物和垃圾，放入气囊开始充气，压力达到0.5Kg/cm时撤出潜水员,继续加压至1.0Kg/cm并保持这个压力,在井口横置工字钢，固定气囊牵引绳和进气阀门、进气管等在工字钢上完成封堵。

如果可能，可以在2―3个作业坑之间加气囊，因为这样有利于后期操作，当然也会加快施工进度。

待修复管段间共存在27多个入流口，都需要根据管径大小加装适当口径的气囊，同时还要保证支流的来水污沥事宜。经与甲方协商，管道上游来水都污到附近雨水管道。

特别的，因为上游水位高、水量大，为保证施工安全上游加设两个进口气囊，下游加一个进口气囊，并确保泵站随时调水。

另外，华科大街与南北大街交口处DN400口径管道的修复，需要封堵南北大街管道，确保修复施工正常进行。

2、高压水清洗

采用自吸式管道清洗车，可吸取管道内的污水。自行过滤循环使用，节省时间，节约水资源。与清洗车配套平面式管道清淤专用喷头，清洗要求确保管道底部得到彻底的清淤和清洗，同时不会对原有管道产生破坏性的影响，达到修复管道之前的基本要求：清垢率95%以上，无块状杂物等。

清洗完成后请留一根绳子在管内，方便下一工序的施工。

3、管道检测和修补

后期检测的目的是确认待修管道是否达到了修复工艺的要求，不能有石头及

大面积泥沙淤泥，外露的钢筋、尖锐突出物、树根等必须去除，管道弯曲弧度应小于300，管道接口之间若有错位，错位大小应在管径的10%以内，错口的方向形状必须明确，管道内部管壁要基本光滑平整。

六、适用范围及效益分析

本工艺技术可对多种管线进行有效修复。可对不同材质、输送不同介质的管道及有一定变形的管道进行修复。内衬施工可通过90°弯头,但不能对其三通及复杂的“S”弯进行修复。本工艺一次施工管线长度40m,若不受环境影响,施工距离还可延长。

一般情况下,纤维软管内衬修复旧管道可节约重建费用的40%以上,且修复后的管道可延长使用寿命20年以上。纤维复合结构内衬层的传热系数经初步检测是钢铁的1/l70左右。因此,内衬修复后其热损失降低,具有一定的保温作用,从而可减少集输过程中的燃料消耗。软管内衬修复不开挖(只需操作坑),占地少,无污染,尤其对难以施工或无法重建的管线(如压在建筑物下的管线),对其修复利用效益巨大。

七、结束语

综上所述，玻璃纤维软管拉入法内衬技术在非开挖的管道修复中具有巨大的效用，因此，必须要更加深入的分析玻璃纤维软管拉入法内衬技术的使用效果，提高其施工的质量。

浅谈玻璃纤维技术的应用:玻璃纤维增强水泥板生产技术与应用

【摘要】玻璃纤维增强水泥板属于一种玻璃纤维增强水泥的新型建筑材料，其比传统材料更为优异的性能，在屋宇建造、土木建筑等领域的建筑装饰中得到广泛的应用。本文根据自己长期实践经验，对玻璃纤维增强水泥板的类型、特点与优势，生产制造的工艺、安装技术，国家大剧院的应用进行详细阐述。

【关键词】玻璃纤维增强水泥板；喷射工艺；墙面装饰

前言

建筑行业在我国城镇化建设中成为是民经济的支柱产业，建筑材料制品是建筑业重要的物资基础。装饰工程新材料新工艺，除了具有传统材料的优良性质，新型装饰材料还具有较为明显的安装省工省时、节能环保等优势。

作为内墙装饰材料的玻璃纤维增强水泥板，是新近发展的性能超群的材料，具有比传统材料更为优异性能的一类材料。具有体量轻、易粘结、安装速度快、防火、保护生态环境、节约能源、减少污染、有利于提高建筑综合效益的特点与作用。

1、玻璃纤维增强水泥板

1.1产品

玻璃纤维增强水泥板的基本组成材料为特种高强低碱、细砂石、耐碱玻璃纤维、水和脱干剂、快干剂、染色粉等其他各种添加、附加剂。

产品表面光洁平滑呈白色，白度达到90%以上，有利于任何涂料的喷涂处理。各种平面板、各种功能产品及各种艺术造型它独特的材料构成方式足以抵御外部环境造成的破损、变形和开裂。市场上常见产品有：外墙板、轻质隔墙板、保温板、永久性模板、自承载式地板等。

1.2主要类型

⑴轻质平板。轻质平板所用原材料基本上是抗碱玻璃纤维与低碱度水泥，采用喷射真空脱水法或流浆法成型工艺。产品主要可用作：吊顶板、部分作为隔墙板、外墙内保温面板等。

⑵轻质空心条板。轻质空心条板除极少数厂使用抗碱玻璃纤维网格布与低碱度水泥外，绝大多数厂使用抗碱玻璃纤维网格布与普通水泥，甚至使用非抗碱的玻璃纤维网格布与普通水泥。条板的成型绝大多数厂采用平模浇注法，少数厂采用成组立模法。

玻璃纤维增强水泥用途广泛，不但可用于高层、超高层框架结构的内隔墙，也可用于公共建筑、民用建筑的内隔墙。用于影剧院、大型公共建筑、星级酒店等装饰装修更是得心应手，随心所欲。

1.3特点与优势

⑴特点表现。结构创新、材料创新、工艺创新。具有强度高、重量轻、防潮、保温、不燃、隔声、安装快，加工性能良好，节省资源。具有环保、节能、防火、抗水、隔热和抗冲击等性能，且无毒无味，无污染。施工简便，安装施工速度快，比砌砖快了3-5倍。安装过程中避免了湿作业，改善了施工环境。

⑵优势体现

①因墙体内结构为几何图形，在水电安装、穿管布线施工上很方便。

②因产品性能刚柔兼顾钻孔挖洞简便易行。

③因墙体为定型结构板块，安装组合施工快捷。

④因墙体重量轻、减轻建筑负载，扩大了使用面积，有效的降低工程造价。

⑤把传统墙体的土建、水电安装、装潢三部施工工艺简化为三位一体一步到位的新工艺，省时、省工，减少了劳动强度，提高了安全系数。

⑥环保化生产，利废节能，不损耕地：工厂化施工减少建筑垃圾，消除环境污染。

2、玻璃纤维增强水泥板生产技术

短切纤维纱、连续纤维无捻粗纱、网格布、短切纤维毡等多种不同型式的增强玻璃纤维，及喷射、布网、缠绕等掺入到水泥基体中的方式不同，影响着玻璃纤维增强水泥复合材料的力学性能，形成了复杂的玻璃纤维增强水泥复合材料的制作工艺，如喷射工艺、预混喷射工艺、预混浇筑工艺、注模工艺、布网工艺、缠绕工艺等。

2.1制造工艺

⑴喷射工艺。将水泥和玻璃纤维从同一枪喷（喷射有手工和自动喷射之分）于所要求形状之模板上，然后压实，使之成型，再慢慢硬化、脱模。对于喷射工艺而言，玻璃纤维以二维乱向随机分布于水泥砂浆之中，纤维的有效利用率高，产品的各项物理性能也较好。

⑵预混工艺。将玻璃纤维和水泥砂浆基体共同搅拌，形成均匀的玻璃纤维水泥混合料，然后通过浇筑或喷射的方法制成产品。根据成型方法的不同，预混工艺可分为预混浇筑工艺和预混喷射工艺。

2.2制作技术

⑴材料、工具准备

材料主要有：玻璃纤维网格胶带、108胶、建筑石膏、水泥、砂、射钉等。工具主要有：卡具、手锤、电锯、凿子、刨子、木楔、刷子、抹灰刀、直尺、撬棍、靠尺板、射钉枪等。

⑵放样、绘图

板长为楼板层高减30mm，板间缝隙5mm，门窗过梁采用压扁法，各向两侧板压进50mm，门窗口两侧板应注明预埋木砖或铁件处，绘制好房间平面、立面拼装放样图。

⑶制作方式

①基本做法。上粘、下顶、背楔、加卡。立板的同时立门口，避免后塞门。粘合剂随用随调，板顶和侧面抹粘合剂呈八字状，5mm厚。安装侧面要挤严，板放在预定位置后用撬棍将板撬起，一边往上挤、顶靠，一边看上下线，使挤紧处粘合剂浆流出为宜，检查垂直度，拼齐对正，合格后立即将木楔背靠板材下口实打牢，方可松手撤出撬棍。整个安装过程控制在300min之内，在板间暗缝处刮腻子找平。

②上部加卡方法。在安装前定好尺寸，在每块板中间加门形卡，门形卡用射钉固定在顶部，安装时将撬板放在门形卡之间玻璃纤维增强水泥板。

⑷特殊部位的处理。

墙板与门窗连接处，因加工墙板时有预埋处理，因此，只需要在钢或木门上定钉。门框与墙板的缝隙处用粘合剂粘合。水电过墙前可预埋管，也可装板后划线开凿洞眼，管线通过后用粘合剂挤塞严实找平。安装水箱、瓷盆、铁件等重物时，可装板后开凿，但不可剔通，将木砖或铁件埋入后用粘合剂塞严找平，挂衣钩、挂镜线等可直接往墙上用胶粘住或钉上，十分方便。

2.3安装技术

由于玻璃纤维增强水泥板安装不需要平面，所以不需要进行大面积的找平处理。在建筑基层墙面完成后，通过放线确定位置，在将固定件预先安装在放线的适当位置上，然后进行竖向分段龙骨的安装。

在分段的竖向龙骨安装完成后，进行调平处理，分别对龙骨的方向进行调整，使所有的竖向分段龙骨在一个平面上或一个完整的弧面上。当竖向龙骨调整确定后，再进行横向龙骨的排列。龙骨布置完成后进行玻璃纤维增强水泥板内部填充岩棉的工作，进行岩棉的固定。最后通过连接件安装玻璃纤维增强水泥板。

3、玻璃纤维增强水泥板的应用

玻璃纤维增强水泥板是目前装饰领域新型的装饰材料，被广泛应用于学校、医院、电视台、演艺中心、星级酒店、艺术中心等领域中的屋宇建造、土木建筑和其他特种用途。例如：剧院的声学反射、吸声吊顶和墙面、高档建筑的大型艺术造型吊顶。

3.1国家大剧院应用原因

2007年9月建成的国家大剧院，在外环廊墙面等公共区域的墙面装饰中，大量应用了玻璃纤维增强水泥板。国家大剧院选择玻璃纤维增强水泥板装饰墙面的主要原因：

⑴无毒无害环保。基于玻璃纤维增强水泥板本身的内部成分主要成分是石膏，无毒无害，对于国家大剧院一类的国家重点公共型建筑，其运行的人流大，材料的无毒无害环保必须是首选。

⑵质量轻、强度高、不变形。由于玻璃纤维增强水泥板的产品平面部的标准厚度为3.2至8.8mm，每平方米重量仅4.9至9.8kg，能减轻主体建筑重量及构件负载。产品断裂荷载大于1200N，超过国标准装饰石膏板断裂荷载118N的10倍。同时，主材石膏对玻璃纤维无任何腐蚀作用，干湿收缩率小于0.01%，产品性能稳定、经久耐用、不龟裂、不变形，使用寿命长。

⑶声学效果好。玻璃纤维增强水泥板经过良好的造型设计，可构成良好的吸声结构，达到隔声、吸音的作用。

⑷施工便捷、加工周期短。玻璃纤维增强水泥板可根据设计师的设计，任意造型。现场加工性能好，安装迅速、灵活，可进行大面积无缝密拼，形成完整造型。特别是对洞口、弧形、转角等细微之处，可确保无任何误差。由于其脱膜时间仅需30分钟，干燥时间仅需4个小时，大大缩短施工周期。

⑸材质表面光洁、细腻，白度达到90%以上，并且可以和各种涂料及面饰材料良好地粘结，形成极佳的装饰效果。

3.2安装概况

国家大剧院戏剧场外环廊墙面的玻璃纤维增强水泥板的宽度约1米，高度约3米左右，厚度12毫米，板材图案的初始模型是在细沙上做出造型，目的就是达到沙丘一样的柔和起伏的效果，来烘托平静安详的基调。建筑师设计出的几种标准图案在立面上将几种图案按照一定的规律进行排列组合。对这种墙面，建筑师除了考虑建筑艺术效果之外，同时还考虑了其起伏形状对声音有漫反射的作用。板与结构墙连接方式：预制板四周及中间，为了加强板的强度及预埋件需要都设置了加强肋，在四周每边预埋钢板板通过转接件与结构墙固定的角钢连接。