第一章 概述
室内装饰材料是指用于建筑物内部墙面、天棚、柱面、地面等的罩面材料。严格地说,应当称为室内建筑装饰材料。
现代室内装饰材料,不仅能改善室内的艺术环境,使人们得到美的享受,同时还兼有绝热、防潮、防火、吸声、隔音等多种功能,起着保护建筑物主体结构,延长其使用寿命以及满足某些特殊要求的作用,是现代建筑装饰不可缺少的一类材料。
第一节 室内装饰材料的种类
室内装饰材料种类繁多,按材质分类有塑料、金属、陶瓷,玻璃、木材、无机矿物、涂料、纺织品、石材等种类,按功能分类有吸声、隔热、防水、防潮、防火、防霉、耐酸碱、耐污染等种类。按装饰部位分类则有墙面装饰材料、顶棚装饰材料、地面装饰材料。按装饰部位分类时,其类别与品种见表1—1。
表1—1 室内装饰材料种类
类别 种 类 品 种 举 例
内墙装饰材料 墙面涂料 墙面漆、有机涂料、无机涂料、有机无机涂料
墙纸 纸面纸基壁纸、纺织物壁纸、天然材料壁纸、塑料壁纸
装饰板 木质装饰人造板、树脂浸渍纸高压装饰层积板、塑料装饰板、金属装饰板、矿物装饰板、陶瓷装饰壁画、穿孔装饰吸音板、植绒装饰吸音板
墙布 玻璃纤维贴墙布、麻纤无纺墙布、化纤墙布
石饰面板 天然大理石饰面板、天然花岗石饰面板、人造大理石饰面板、水磨石饰面板
墙面砖 陶瓷釉面砖、陶瓷墙面砖、陶瓷锦砖、玻璃马赛克
地面装饰材料 地面涂料 地板漆、水性地面涂料、乳液型地面涂料、溶剂型地面涂料
木、竹地板 实木条状地板、实木拼花地板、实木复合地板、人造板地板、复合强化地板、薄木敷贴地板、立木拼花地板、集成地板、竹质条状地板、竹质拼花地板
聚合物地坪 聚醋酸乙烯地坪、环氧地坪、聚酯地坪、聚氨酯地坪
地面砖 水泥花阶砖、水磨石预制地砖、陶瓷地面砖、马赛克地砖、现浇水磨石地面
塑料地板 印花压花塑料地板、碎粒花纹地板、发泡塑料地板、塑料地面卷材
地毯 纯毛地毯、混纺地毯、合成纤维地毯、塑料地毯、植物纤维地毯
吊顶装饰材料 塑料吊顶板 钙塑装饰吊顶板、PS装饰板、玻璃钢吊顶板、有机玻璃板
木质装饰板 木丝板、软质穿孔吸声纤维板、硬质穿孔吸声纤维板
矿物吸声板 珍珠岩吸声板、矿棉吸声板、玻璃棉吸声板、石膏吸声板、石膏装饰板
金属吊顶板 铝合金吊顶板、金属微穿孔吸声吊顶板、金属箔贴面吊顶板
第二节 室内装饰材料的基本特征与装饰功能
一 、基本特征
(一)颜色
材料的颜色决定干三个方面:
1、 材料的光谱反射;
2、观看时射于材料上的光线的光谱组成;
3、观看者眼睛的光谱敏感性。
以上三个方面涉及到物理学、生理学和心理学。但三者中,光线尤为重要,因为在没有光线的地方就看不出什么颜色。
人的眼睛对颜色的辨认,由于某些生理上的原因,不可能两个人对同一个颜色感受到完全相同的印象。因此,要科学地测定颜色,应依靠物理方法,在各种分光光度计上进行。
(二)光泽
光泽是材料表面的一种特性,在评定材料的外观时,其重要性仅次于颜色。光线射到物体上,一部分被反射,一部分被吸收,如果物体是透明的,则一部分被物体透射。被反射的光线可集中在与光线的入射角相对称的角度中,这种反射称为镜面反射。被反射的光线也可分散在所有的各个方向中,称为漫反射。漫反射与上面讲过的颜色以及亮度有关,而镜面反射则是产生光泽的主要因素。光泽是有方向性的光线反射性质,它对形成于表面上的物体形象的清晰程度,亦即反射光线的强弱,起着决定性的作用。
材料表面的光泽可用光电光泽计来测定。
(三)透明性
材料的透明性也是与光线有关的一种性质。既能透光又能透视的物体称为透明体。例如普通门窗玻璃大多是透明的,而磨砂玻璃和压花玻璃等则为中透明的。
(四)表面组织
由于材料所有的原料、组成、配合比、生产工艺及加工方法的不同,使表面组织具有多种多样的特征:有细致的或粗糙的,有平整或凹凸的,也有坚硬或疏松的等等。
我们常要求装饰材料具有特定的表面组织,以达到一定的装饰效果。
(五)形状和尺寸
对于砖块、板材和卷材等装饰材料的形状和尺寸都有特定的要求和规格。除卷材的尺寸和形状可在使用时按需要剪裁和切割外,大多数装饰板材和砖块都有一定的形状和规格,如长方、正方、多角等几何形状,以便拼装成各种图案和花纹。
(六)平面花饰
装饰材料表面的天然花纹(如天然石材),纹理(如木材)及人造的花纹图案(如壁纸、彩釉砖、地毯等)都有特定的要求以达到一定的装饰目的。
(七)立体造型
装饰材料的立体造型包括压花(如塑料发泡壁纸)、浮雕(如浮雕装饰板)、植绒、雕塑等多种形式,这些形式的装饰大大丰富了装饰的质感,提高了装饰效果。
(八)基本使用性
装饰材料还应具有—些基本性质,如一定强度、耐水性、抗火性、耐侵蚀等,以保证材料在一定条件下和一定时期内使用而不损坏。
二、装饰功能
(一)内墙装饰功能
内墙装饰的功能或目的是保护墙体、保证室内使用条件和使室内环境美观、整洁和舒适。
墙体的保护—般有抹灰、油漆、贴面等。传统的抹灰能延长墙体使用年限,当室内相对湿度较高,墙面易被溅湿或需用水刷洗时,内墙需做隔气隔水层予以保护。如浴室、手术室,墙面用瓷砖贴面,厨房、厕所做水泥墙裙或油漆或瓷砖贴面等。
内墙饰面一般不满足墙体热工功能,但当需要时,也可使用保温性能好的材料如珍珠岩等进行饰面以提高保温性。内墙饰面对墙体的声学性能往往起辅助性功能,如反射声波、吸音、隔音等。例如,采用泡沫塑料壁纸,平均吸音系数可达到0.05,采用平均2cm厚的双面抹灰砂浆,随墙体本身容重的大小可提高隔墙隔音量约1.5—5.5dB。
内墙的装饰效果由下节谈到的质感、线型与色彩三要素构成。由于内墙与人处于近距离之内,较之外墙或其它外部空间来说,质感要求细腻逼真,线条可以是细致也可以是粗犷有力的不同风格。色彩根据主人的爱好及房间内在性质决定,明亮度则可以随具体环境采用反光性、柔光性或无反光性装饰材料。
(二)天棚装饰功能
天棚可以说是内墙的—部分,但由于其所处位置不同,对材料的要求也不同,不仅要满足保护天棚及装饰目的,还需具有一定的防潮、耐脏、容重小等功能。
天棚装饰材料的色彩应选用浅淡、柔和的色调,给人以华贵大方之感,不宜采用浓艳的色调。常见的天棚多为白色,以增强光线反射能力,增加室内亮度。
天棚装饰还应与灯具相协调,除平板式天棚制品外,还可采用轻质浮雕天棚装饰材料。
(三)地面装饰功能
地面装饰的目的可分为三方面:保护楼板及地坪,保证使用条件及起装饰作用。
一切楼面、地面必须保证必要的强度、耐腐蚀、耐磕碰、表面平整光滑等基本使用条件。此外,一楼地面还要有防潮的性能,浴室,厨房等要有防水性能,其它住室地面要能防止擦洗地面等生活用水的渗漏。标准较高的地面还应考虑隔气声、隔撞击声、吸音、隔热保温以及富有弹性,使人感到舒适,不易疲劳等功能。
地面装饰除了给室内造成艺术效果之外,由于人在上面行走活动,材料及其做法或颜色的不同将给人造成不同的感觉。利用这一特点可以改善地面的使用效果。因此,地面装饰是室内装饰的一个重要组成部分。
第三节 室内装饰的基本要求与装饰材料的选择
一 、室内装饰的基本要求
室内装饰的艺术效果主要靠材料及做法的质感、线型及颜色三方面因素构成,也即常说的建筑物饰面的三要素,这也可以说是对装饰材料的基本要求。
(一)质感
任何饰面材料及其做法都将以不同的质地感觉表现出来。例如,结实或松软、细致或粗糙等。坚硬而表面光滑的材料如花岗石、大理石表现出严肃、有力量、整洁之感。富有弹性而松软的材料如地毯及纺织品则给人以柔顺、温暖、舒适之感。同种材料不同做法也可以取得不同的质感效果,如粗犷的集料外露混凝土和光面混凝土墙面呈现出迥然不同的质感。
饰面的质感效果还与具体建筑物的体型、体量、立面风格等方面密切相关。粗犷质感的饰面材料及做法用于体量小、立面造型比较纤细的建筑物就不一定合适,而用于体量比较大的建筑物效果就好些。另外,外墙装饰主要看远效果,材料的质感相对粗些无妨。室内装饰多数是在近距离内观察,甚至可能与人的身体直接接触,通常采用较为细腻质感的材料。较大的空间如公共设施的大厅、影剧院、会堂、会议厅等的内墙适当采用较大线条及质感粗细变化的材料有好的装饰效果。室内地面因使用上的需要通常不考虑凹凸质感及线型变化,但陶瓷锦砖、水磨石、拼花木地板和其它软地面虽然表面光滑平整,却也可利用颜色及花纹的变化表现出独特的质感。
(二)线型
一定的分格缝,凹凸线条也是构成立面装饰效果的因素。抹灰、刷石、天然石材、混凝土条板等设置分块、分格,除了为防止开裂以及满足施工接茬的需要外,也是装饰立面在比例、尺度感上的需要。例如,目前多见的本色水泥砂浆抹面的建筑物,一般均采取划横向凹缝或用其它质地和颜色的材料嵌缝,这种做法不仅克服了光面抹面质感平乏的缺陷,同时还可使大面积抹面颜色欠均匀的感觉减轻。
(三)颜色
装饰材料的颜色丰富多彩,特别是涂料一类饰面材料。改变建筑物的颜色通常要比改变其质感和线型容易得多。因此,颜色是构成各种材料装饰效果的一个重要因素。
不同的颜色会给人以不同的感受,利用这个特点,可以使建筑物分别表现出质朴或华丽、温暖或凉爽,向后退缩或向前逼近等不同的效果,同时这种感受还受着使用环境的影响。例如,青灰色调在炎热气候的环境中显得凉爽安静,但`如在寒冷地区则会显得阴冷压抑。
二、装饰材料的选择
室内装饰的目的就是造就一个自然、和谐、舒适而整洁的环境,各种装饰材料的色彩、质感、触感、光泽等的正确选用,将极大地影响到室内环境。一般来说,室内装饰材料的选用应根据以下几方面综合考虑。
(一)建筑类别与装饰部位
建筑物有各式各样种类和不同功用,如大会堂、医院、办公楼、餐厅、厨房、浴室、厕所等,装饰材料的选择则各有不同要求。例如,大会堂庄严肃穆,装饰材料常选用质感坚硬而表面光滑的材料如大理石、花岗石,色彩用较深色调,不采用五颜六色的装饰。医院气氛沉重而宁静,宜用淡色调和花饰较小或素色的装饰材料。
装饰部位的不同,材料的选择也不同。卧室墙面宜淡雅明亮,但应避免强烈反光,采用塑料壁纸、墙布等装饰。厨房、厕所应有清洁、卫生气氛,宜采用白色瓷砖或水磨石装饰。舞厅是一个兴奋场所,装饰可以色彩缤纷、五光十色,以给人刺激色调和质感的装饰材料为宜。
(二)地域和气候
装饰材料的选用常常与地域或气候有关,水泥地坪的水磨石、花阶砖的散热快,在寒冷地区采暖的房间里会引起长期生活在这种地面上的感觉太冷,从而有不舒适感,故应采用木地板、塑料地板、高分子合成纤维地毯,其热传导低,使人感觉暖和舒适。在炎热的南方,则应采用有冷感的材料。
在夏天的冷饮店,采用绿、蓝、紫等冷色材料使人感到有清凉的感觉。而地下室、冷藏库则要用红、橙、黄等暖色调,为人们带来温暖的感觉。
(三)场地与空间
不同的场地与空间,要采用与人协调的装饰材料。空间宽大的会堂、影剧院等,装饰材料的表面组织可粗犷而坚硬,并有突出的立体感,可采用大线条的图案。室内宽敞的房间,也可采用深色调和较大图案,不使人有空旷感。对于较小的房间如目前我国的大部分城市居家,其装饰要选择质感细腻、线型较细和有扩空效应颜色的材料。
(四)标准与功能
装饰材料的选择还应考虑建筑物的标准与功能要求。例如,宾馆和饭店的建设有三星、四星、五星等等级别,要不同程度地显示其内部的豪华、富丽堂皇甚至于珠光宝气的奢侈气氛,采用的装饰材料也应分别对待。如地面装饰,高级的选用全毛地毯,中级的选用化纤地毯或高级木地板等。
空调是现代建筑发展的一个重要方面,要求装饰材料有保温绝热功能,故壁饰可采用泡沫型壁纸,玻璃采用绝热或调温玻璃等。在影院、会议室、广播室等室内装饰中,则需要采用吸声装饰材料如穿孔石膏板、软质纤维板、珍珠岩装饰吸声板等。总之,随建筑物对声热、防水、防潮、防火等不同要求,选择装饰材料都应考虑具备相应的功能需要。
(五)民族性
选择装饰材料时,要注意运用先进的材料与装饰技术,表现民族传统和地方特点。如装饰金箔和琉璃制品是我国特有的装饰材料,这些材料一般用于古建筑或纪念性建筑装饰,表现我国民族和文化的特色。
(六)经济性
从经济角度考虑装饰材料的选择,应有一个总体观念。即不但要考虑到一次投资,也应考虑到维修费用,且在关键问题上宁可加大投资,以延长使用年限,保证总体上的经济性。如在浴室装饰中,防水措施极重要,对此就应适当加大投资,选择高耐水性装饰材料。
第四节 现代室内装饰材料的发展特点
科学的进步和生活水平的不断提高,推动了建筑装饰材料工业的迅猛发展。除了产品的多品种、多规格,多花色等常规观念的发展外,近些年的装饰材料有如下一些发展特点:
一、质量轻,强度高的产品开发
由于现代建筑向高层发展,对材料的容重有了新的要求。从装饰材料的用材方面来看,越来越多地应用如铝合金这样的轻质高强材料。从工艺方面看,采取中空,夹层、蜂窝状等形式制造轻质高强的装饰材料。此外,采用高强度纤维或聚合物与普通材料复合,也是提高装饰材料强度而降低其重量的方法。如近些年应用的铝合金型材、镁铝合金覆面纤维板、人造大理石,中空玻化砖等产品即是例子。
二、产品的多功能性
近些年发展极快的镀膜玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、热反射玻璃,不仅调节了室内光线,也配合了室内的空气调节,节约了能源。各种发泡型、泡沫型吸声板乃至吸声涂料,不仅装饰了室内,还降低了噪声。以往常用作吊顶的软质吸声装饰纤维板,已逐渐被矿棉吸声板所代替,原因是后者有极强的耐火性。对于现代高层建筑,防火性已是装饰材料不可少的指标之一。常用的装饰壁纸,现在也有了抗静电、防污染、报火警、防x射线、防虫蛀、防臭、隔热等不同功能的多种型号。
三、向大规格、高精度发展
陶瓷墙地砖,以往的幅面均较小,现国外多采用300mm× 300mm、400mm× 400mm,甚至1000mm×1000mm的墙地砖。发展趋势是大规格、高精度和薄型。如意大利的面砖,2000mm×2000 mm幅面的长度尺寸精度为±0.2%,直角度为±0.1%。
四、产品向规范化、系列化发展
装饰材料种类繁多,涉及专业面十分广,具有跨行业、跨部门、跨地区的特点,在产品的规范化、系列化方面有一定难度。但我国根据国内经验,已从1975年开始有计划的向这方面发展,目前已初步形成门类品种较为齐全、标准较为规范的工业体系。但总的来说,尚有部分装饰材料产品尚未形成规范化和系列化,有待于我们进一步努力。
第二章 装饰塑料
塑料是指以合成树脂或天然树脂为主要原料,加入或不加入添加剂,在一定温度、压力下,经混炼、塑化、成型,且在常温下保持制品形状不变的材料。
装饰塑料是指用于室内装饰装修工程的各种塑料及其制品。
第一节 塑料简介
一、塑料在装修装饰中的应用
早在本世纪30年代,世界上就有人开始用塑料(主要为酚醛树脂)来制造建筑小五金产品,如灯头开关、插座等。50年代以后,随着塑料工业的发展,塑料制品在建筑中的应用越来越广泛,几乎遍及建筑的各个部位。据统计,在一些工业国家,塑料建材已占全部建材的11%以上,占塑料总产量的20%-25%。估计到2000年,世界塑料总产量将达到3.5亿t,我国可达600万t,其中,建筑塑料将占20%。
塑料按制品的形态可分为以下几种:
1、薄膜制品:主要用作壁纸、印刷饰面薄膜、防水材料及隔离层等;
2、薄板:装饰板材、门面板、铺地板、彩色有机玻璃等;
3、异型板材:玻璃钢屋面板、内外墙板等;
4、管材:主要用作给排水管道系统;
5、异型管材:主要用作塑料门窗及楼梯扶手等;
6、泡沫塑料:主要用作绝热材料;
7、模制品:主要用作建筑五金、卫生洁具及管道配件;
8、复合板材:主要用作墙体、屋面、吊顶材料;
9、盒子结构:主要由塑料部件及装饰面层组合而成,用作卫生间、厨房或移动式房屋;
10、溶液或乳液:主要用作胶粘剂、建筑涂料等。
二、塑料的分类
(一)按使用性能和用途分类
塑料按使用性能和用途可分为通用塑料及工程塑料两类。通用塑料指一般用途的塑料,其用途广泛、产量大、价格较低,是建筑中应用较多的塑料。工程塑料是指具有较高机械强度和其他特殊性能的聚合物。
(二)按塑料的热性能分类
塑料按热性能不同可分为热塑性塑料和热固性塑料两类。两者在受热时所发生的变化不同,其耐热性、强度、刚度也不同。
热塑性塑料受热时软化或熔化,冷却后硬化、定型,冷热过程中不发生化学变化,且不论加热和冷却重复多少次,均保持这种性能,因而加工成型较简便且具有较高的机械性能,但耐热性及刚性较差。热塑性塑料中的树脂都为线型分子结构,包括全部聚合树脂和部分缩合树脂,其典型品种有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS塑料、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚等。
热固性塑料在加工过程中,受热先软化,然后固化成型,变硬后不能再软化,其加工过程中发生化学变化,相邻的分子互相交联成体型结构而硬化成为不熔不溶的物质,其耐热性及刚度均好,但机械强度较低。大多数缩合树脂制得的塑料是热固性的,如酚醛、环氧、氨基树脂、不饱和聚酯及聚硅醚树脂等制得的塑料就属于这类。
三、塑料的特性
塑料之所以在装饰装修中得到广泛的应用,是因为它具有如下优缺点。
(一)塑料的优点
1、加工特性好
塑料可以根据使用要求加工成多种形状的产品,且加工工艺简单,宜于采用机械化大规模生产。
2、质轻
塑料的密度在0.8-2.2g/cm3之间,一般只有钢的1/3-1/4,铝的1/2,混凝土的1/3,与木材相近。用于装饰装修工程,可以减轻施工强度和降低建筑物的自重。
3、比强度大
塑料的比强度远高于水泥混凝土,接近甚至超过了钢材,属于一种轻质高强的材料。
4、导热系数小
塑料的导热系数很小,约为金属的1/500-1/600。泡沫塑料的导热系数只有0.02-0.046W/mK,约为金属的1/1500,水泥混凝土的1/40,普通粘土砖的1/20,是理想的绝热材料。
5、化学稳定性好
塑料对一般的酸、碱、盐及油脂有较好的耐腐蚀性,比金属材料和一些无机材料好得多。特别适合做化工厂的门窗、地面、墙体等。
6、电绝缘性好
一般塑料都是电的不良导体,其电绝缘性可与陶瓷、橡胶媲美。
7、性能设计性好
可通过改变配方,加工工艺,制成具有各种特殊性能的工程材料。如高强的碳纤维复合材料,隔音、保温复合板材,密封材料,防水材料等。
8、富有装饰性
塑料可以制成透明的制品,也可制成各种颜色的制品,而且色泽美观、耐久,还可用先进的印刷、压花、电镀及烫金技术制成具有各种图案、花型和表面立体感、金属感的制品。
9、有利于建筑工业化
许多建筑塑料制品或配件都可以在工厂生产,然后现场装配,可大大提高施工的效率。
(二)塑料的缺点:
1、易老化
塑料制品的老化是指制品在阳光、空气、热及环境介质中如酸、碱、盐等作用下,分子结构产生递变,增塑剂等组分挥发,化合键产生断裂,从而带来机械性能变坏,甚至发生硬脆、破坏等现象。通过配方和加工技术等的改进,塑料制品的使用寿命可以大大延长,例如塑料管至少可使用20-30年,最高可达50年,比铸铁管使用寿命还长。又如德国的塑料门窗实际应用30多年,仍完好无损。
2、易燃
塑料不仅可燃,而且在燃烧时发烟量大,甚至产生有毒气体。但通过改进配方,如加入阻燃剂,无机填料等,也可制成自熄、难燃的甚至不燃的产品。不过其防火性能仍比无机材料差,在使用中应予以注意。在建筑物某些容易蔓延火焰的部位可考虑不使用塑料制品。
3、耐热性差
塑料一般都具有受热变形,甚至产生分解的问题,在使用中要注意其限制温度。
4、刚度小
塑料是一种粘弹性材料,弹性模量低,只有钢材的1/10-1/20,且在荷载的长期作用下易产生蠕变,即随着时间的延续变形增大。而且温度愈高,变形增大愈快。因此,用作承重结构应慎重。但塑料中的纤维增强等复合材料以及某些高性能的工程塑料,其强度大大提高,甚至可超过钢材。
四、塑料的组成
塑料按组成成份的多少,可分为单组分塑料和多组分塑料。单组分塑料仅含合成树脂,如“有机玻璃”就是由一种被称为聚甲基丙烯酸甲酯的合成树脂组成。多组分塑料除含有合成树脂外,还含有填充料、增塑剂、固化剂、着色剂、稳定剂及其他添加剂。建筑装饰上常用的塑料制品一般都属于多组分塑料。
(一)树脂
树脂是塑料的基本组成材料,在多组分塑料中约占30%-70%,单组分的塑料中含有树脂几乎达100%。树脂在塑料中主要起胶结作用,把填充料等其他组分胶结成一个整体。因此,树脂是决定塑料性质的最主要因素。
(二)填充料
又称填充剂或填料。是为了改善塑料制品某些性质如提高塑料制品的强度、硬度和耐热性以及降低成本等而在塑料制品中加入的一些材料。填料在塑料组成材料中约占40%-70%,常用的填料有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、炭黑、云母、二硫化钼、石棉、玻璃纤维等。其中纤维填料可提高塑料的结构强度;石棉填料可改善塑料的耐热性;云母填料能增强塑料的电绝缘性;石墨、二硫化钼填料可改善塑料的磨擦和耐磨性能等。此外,由于填料一般都比合成树脂便宜,故填料的加入能降低塑料的成本。
(三)增塑剂
为了提高塑料在加工时的可塑性和制品的柔韧性、弹性等,在塑料制品的生产、加工时要加入少量的增塑剂。增塑剂通常是具有低蒸气压、不易挥发的分子量较低的固体或液体有机化合物。主要为酯类和酮类。常用的有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二辛酯、磷酸二甲苯酯、己二酸酯、二苯甲酮等。
(四)固化剂
固化剂又称硬化剂或熟化剂。其主要作用是使某些合成树脂的线型结构交联成体型结构,从而使树脂具有热固性。不同品种的树脂应采用不同品种的固化剂。酚醛树脂常用六亚甲基四胺;环氧树脂常用胺类、酚酐类和高分子类;聚酯树脂常用过氧化物等。
(五)稳定剂
许多塑料制品在成型加工和使用过程中,由于受热、光氧的作用,过早地发生降解,氧化断链、交联等现象,使材料性能变坏。为了稳定塑料制品的质量,延长使用寿命,通常要加入各种稳定剂,如抗氧剂(酚类化合物等)、光屏蔽剂(炭黑等)、紫外线吸收剂(2-羟基二苯甲酮、水杨酸苯酯等)、热稳定剂(硬脂酸铝、三盐基亚磷酸铅等)。
(六)着色剂
为使塑料制品具有特定的色彩和光泽,可加入着色剂。着色剂按其在着色介质中的溶解性分为染料和颜料。染料皆为有机化合物,可溶于被着色的树脂中;颜料一般为无机化合物,不溶于被着色介质,其着色性是通过本身的高分散性颗粒分散于被染介质,其折射率与基体差别大,吸收一部分光,而又反射另一部分光线,给人以颜色的视觉。颜料不仅对塑料具有着色性,同时兼有填料和稳定剂的作用。
此外,根据建筑塑料使用及成型加工中的需要,有时还加入润滑剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂及防霉剂等。
五、塑料制品的加工
对于热塑性塑料制品采用不同的成型方式,其工艺与设备均不相同,但在成型前,都需将主要原料与辅助原料进行混炼,使原料均匀混合,制成颗粒、粉状或其它状态,再进行成型。对于热固性塑料制品,则一般采用涂覆、浸渍、拌合、热压等的组合成形。
成型方法有如下几种:
(一)模压成型
又称压塑法,是制造热固性塑料主要成型方法之一,有时也用于热塑性塑料。它是把粉状、片状或粒状塑料置于金属模具中加热,在压机压力下充满模具成型。在压制中发生化学反应而固化,脱模即得产品。
(二)注射成型
又称注塑,是热塑性塑料的主要成型方法之一。它是将塑料颗粒在注射机的料筒内加热熔化,以较高的压力和较快的速度注入闭合模具内成形。
(三)挤出成型
又称挤压或挤塑法。它是将原料在加压筒内软化后,借加压筒内螺旋杆的挤压,通过不同型孔或者连续地挤出不同形状的型材如管、棒、条板等。
(四)延压成型
是将混炼出的片状塑料经辊压逐级延展压制成一定厚度的片材。
(五)层压成型
是制造增强塑料的主要方法之一。它是将层状填料如纸、布、木片等,在浸渍机内浸渍或涂胶机中涂覆热固性树脂溶液,经干燥后重叠一起或卷成棒材和管材,在层压机上加热加压,固化后成形。
(六)浇铸成型
又称浇塑法。它是将热态的热固性树脂或热塑性树脂注入模型,在常压或低压下加热固化或冷却凝固而成形。
上述几种成型方法所适用的树脂及代表产品见表2-1。
表2-1 塑料成型方法、适用树脂及代表产品
成型方法 适合加工树脂 代表产品
模压成型 醇酸、三聚氰胺、酚醛、聚脂、脲醛、硅树脂、各种热塑性树脂 食具、电器零件、建筑五金、钟壳、机壳、小型制品
注射成型 聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、丙烯酸类、纤维素类、聚偏二氯乙烯 墙面板、墙面砖、配电箱及各种小型制品
挤出成型 聚氯乙烯、聚乙烯、纤维素类、尼龙、丙烯酸类、聚苯乙烯、硅树脂 波形板、水管、雨水管、通风管道、软管、止水板
压延成型 纤维素类、聚氯乙烯、聚乙烯 地面砖及卷材、墙纸、薄板、人造革、薄膜
层压成型 醇酸、三聚氰胺、酚醛、脲醛、硅树脂、聚酯 装饰板、桌面板、电绝缘板、层积板材
浇铸成型 丙烯酸类、酚醛、环氧、聚酯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯 大型制件
第二节 塑料的基本品种
一、聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯塑料机械强度较高,电性能优良,耐酸碱,化学稳定性好。其缺点是热软化点低。聚氯乙烯是家具与室内装饰中用量最大的塑料品种,软质材料用于装饰膜及封边材料,硬质材料用于各种板材、管材、异型材和门窗。半硬质、发泡和复合材料用于地板、天花板、壁纸等。
二、聚苯乙烯(PS)
具有一定的机械强度和化学稳定性,电性能优良,透光性好,着色性佳,并易成型。缺点是耐热性太低,只有80℃,不能耐沸水;性脆不耐冲击,制品易老化出现裂纹;易燃烧,燃烧时会冒出大量黑烟,有特殊气味。聚苯乙烯的透光性仅次于有机玻璃,大量用于低档灯具、灯格板及各种透明、半透明装饰件。硬质聚苯乙烯泡沫塑料大量用于轻质板材芯层和泡沫包装材料。
三、聚乙烯(PE)
根据密度不同分为三类:高密度聚乙烯,密度为0.941~0.965g/cm3,中密度聚乙烯,密度为0.926~0.940g/cm3,低密度聚乙烯,密度为0.910~0.925g/cm3。聚乙烯有优良的耐低温性和耐化学药剂侵蚀性,突出的电绝缘性能和耐辐射性以及良好的抗水性能。但它对日光、油类影响敏感,而且易燃烧。聚乙烯常用于制造防渗防潮薄膜、给排水管道,在装修工程中,可用于制作组装式散光格栅、拉手件等。
四、聚酰胺(PA)
聚酰胺俗称“尼龙”,常用品种有尼龙6、尼龙66、尼龙610及尼龙1010等。聚酰胺坚韧耐磨,抗拉强度高,抗冲击韧性好,有自润滑性,并有较好的耐腐蚀性能。
聚酰胺可用于制作各种建筑小五金、家具脚轮、轴承及非润滑的静摩擦部件等,还可喷涂于建筑五金表面起到保护装饰作用。
五、ABS塑料
ABS塑料是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的。ABS为不透明的塑料,呈浅象牙色,具有良好的综合机械性能:硬而不脆,尺寸稳定,易于成型和机械加工,表面能镀铬,耐化学腐蚀。缺点是不耐高温,耐热温度为96~116℃,易燃、耐候性差。
ABS塑料可用于制作压有美丽花纹图案的塑料装饰板材及室内装饰用的构配件;可制作电冰箱、洗衣机、食品箱、文具架等现代日用品;ABS树脂泡沫塑料尚能代替木材,制作高雅而耐用的家具等。
六、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
PMMA俗称“有机玻璃”,是透光率最高的一种塑料,透光率达92%,但它的表面硬度比无机玻璃差得多,容易划伤。PMMA具有优良的耐候性,处于热带气候下曝晒多年,它的透明度和色泽变化很小,易溶于有机溶剂中。
PMMA塑料在建筑中大量用作窗玻璃的代用品,用在容易破碎的场合。此外,PMMA尚可以用作室内墙板,中、高档灯具等。
七、酚醛塑料
酚醛塑料是用苯酚和甲醛聚合而成的热固性树脂加入各种添加剂混合而成的材料,具有很好的绝缘性,化学稳定性和粘附性。酚醛塑料的主要缺点为色深,装饰性差,抗冲击强度小。主要用于生产层压制品及配制粘接剂和涂料等。
八、氨基塑料
氨基树脂有脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂等,是热固性塑料中使用最多的品种。三聚氰胺甲醛树脂坚硬,耐划伤,无色半透明,用做热固性树脂层压装饰板的面层材料,也可用做一些浅色装饰模压件。脲醛树脂价格低廉,是木材胶粘剂中使用量最大的一类,也可制做浅色装饰模压配件。
九、不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯树脂是交联网状或体型结构,是不溶不熔的物质。具有优良的耐有机溶剂性能,良好的耐热、隔热性,但不耐浓酸与碱。液态不饱和聚酯树脂用作涂料和胶粘剂,也可以用来制造玻璃钢和人造大理石等树脂型混凝土。固化后的不饱和聚酯树脂具有优良的装饰性能和耐溶剂性能。
第三节 常用装饰塑料制品
目前,用于建筑装饰的塑料制品很多,几乎遍及室内装饰的各个部位,最常见的有塑料地板,铺地卷材、塑料地毯、塑料装饰板、塑料墙纸、塑料门窗型材、塑料管材等。
一、塑料墙纸
塑料墙纸是以一定材料为基材,在其表面进行涂塑后再经过印花、压花或发泡处理等多种工艺而制成的一种墙面装饰材料。
塑料墙纸是50年代发展起来的装饰材料,产品种类不断增加,产量逐年提高,已成为内墙装饰最广泛的材料之一。
我国70年代开始试制塑料墙纸,目前已发展成具有一定规模的塑料墙纸工业。墙纸的应用也正在我国迅速普及,促使墙纸的产量与花色品种不断增加。
塑料墙纸可分为印花墙纸、压花墙纸、发泡墙纸、特种墙纸、塑料墙布等五大类,每一类有几个品种,每一品种又有几十及至几百种花色。见图2-1。
图2-1 塑料墙纸的分类与品种
图2-2 塑料墙纸断面结构
塑料墙纸断面结构如图2-2所示。
以上只是塑料墙纸的基本分类,实际上,随着工艺技术的改进,新品种层出不穷,如布底胶面,胶面上再压花或印花的墙纸,以及表面静电植绒的墙纸等。
(一)塑料墙纸的原料与生产工艺
1、原料
(1)基本塑料原料
如前所述,塑料墙纸需树脂及其它辅助原料。树脂主要为PVC,为便于加工,一般用低分子量PVC,辅助原料中,制作发泡墙纸时需加入发泡剂。
(2)底纸
作为塑料墙纸的底纸,要求能耐热、不卷曲,有一定强度,一般为80~100g/m2的纸张。
2、生产工艺简介
塑料墙纸的生产工艺一般分为两步。第一步在底层纸(或布)上复合一层塑料。复合的方法有四种。第一种是用压延法使压延薄膜与底纸在压延机后直接加压复合。第二种是涂布法,涂布料有两种,一种是乳液涂布,如氯醋乳液;另一种是PVC糊。第三种是间接复合,即用复合机复合。第四种是挤出复合,即使底纸从平板机头挤出的薄膜复合。其中最常用的是压延法和涂布法。
第二步是对复合好的墙纸半成品进行表面加工,包括印花、压花、印花压花、发泡压花等。
有时,此二步可在一台机组上完成,如在涂布机组上直接压花得到压花墙纸。
整个生产工艺过程可以归纳如图2-3。
图2-3 普通墙纸生产工艺流程
(二)塑料墙纸的特点
1、装饰效果好
由于塑料墙纸表面可进行印花、压花及发泡处理,能仿天然石纹、木纹及锦缎,达到以假乱真的地步,并通过精心设计,印制适合各种环境的花纹图案,几乎不受限制。色彩也可任意调配,做到自然流畅,清淡高雅。
2、性能优越
根据需要可加工成具有难燃隔热、吸音、防霉,且不容易结露,不怕水洗,不易受机械损伤的产品。
3、适合大规模生产
塑料墙纸的加工性能良好,可进行工业化连续生产。
4、粘贴施工方便
纸基的塑料墙纸,可用普通107胶粘剂或乳白胶即可粘贴,且透气性好。
5、使用寿命长、易维修保养
塑料墙纸表面可擦洗,对酸碱有较强的抵抗能力。如北京饭店新楼使用的印花涂塑墙纸经人工老化500h,墙纸无异常。
(三)常用塑料墙纸
1、普通壁纸
普通壁纸是以80~100g/m2的纸作基材,涂塑100 g/m2左右的聚氯乙烯糊,经印花、压花而成。这类墙纸又分单色压花,印花压花和有光、平光印花几种,花色品种多,适用面广,价格也低,是民用住宅和公共建筑墙面装饰应用最普遍的一种壁纸。
2、发泡壁纸
发泡壁纸是以100g/m2的纸作基材,涂塑300~100g/m2掺有发泡剂的PVC糊,印花后再加热发泡而成。这类壁纸有高发泡印花,低发泡印花,低发泡印花压花等几个品种。高发泡壁纸的发泡倍数大,表面呈富有弹性的凹凸花纹,是一种装饰兼吸音的多功能墙纸,常用于歌剧院、会议室住房的天花板装饰。低发泡印花壁纸,是在掺有适量发泡剂的PVC糊涂层的表面印有图案或花纹,通过采用含有抑制发泡作用的油墨,使表面形成具有不同色彩的凹凸花纹图案,又叫化学浮雕。这种壁纸的图案逼真,立体感强,装饰效果好,并有一定的弹性。适用于室内墙裙客厅和内走廊装饰。
还有一种仿砖、石面的深浮雕型壁纸,其凹凸高度可达25mm,为采用座模压制而成。只适用于室内墙面装饰。
3、特种壁纸
特种壁纸,是指具有耐水、防火和特殊装饰效果的壁纸品种。耐水壁纸是用玻璃纤维毡作基材,在PVC涂塑材料中,配以具有耐水性的胶粘剂,以适应卫生间、浴室等墙面的装饰要求。防火墙纸是用100~200g/m2的石棉纸作基材,并在PVC涂塑材料中掺有阻燃剂,使墙纸具有一定的阻燃防火功能,适用于防火要求很高的建筑。所谓特殊装饰效果的彩色砂粒壁纸,是在基材上散布彩色砂粒,再涂粘结剂,使表面呈砂粘毛面,可用于门厅、柱头、走廊等局部装饰。
(四)壁纸的规格
一般有以下三种
1、幅宽530~600mm,长10~12m,每卷为5~6m2的窄幅小卷。
2、幅宽760~900mm,长25~50m,每卷为20~45m2的中幅中卷
3、幅宽920~1200mm,长50m,每卷46~90m2的宽幅大卷。
小卷壁纸是生产最多的一种规格,它施工方便,选购数量和花色灵活,比较适合民用,一般用户可自行粘贴。中卷、大卷粘贴工效高,接缝少,适合公共建筑,由专业人员粘贴。
二、塑料地板
70年代,塑料地板就在西欧及美、日等工业国家得到广泛应用。我国进入80年代后,塑料地板也投入了批量生产。
(一)塑料地板的特点
塑料地板具有质轻、尺寸稳定、施工方便、经久耐用、脚感舒适、色泽艳丽美观、耐磨、耐油、耐腐蚀、防火、隔声及隔热等优点。
(二)塑料地板的分类
按所用树脂可分为:聚氯乙烯塑料地板、聚丙烯树脂塑料地板和氯化聚乙烯树脂塑料地板三大类。目前,绝大部分塑料地板属于第一类。
按生产工艺可分为压延法、热压法和注射法。我国塑料地板的生产大部分采用压延法。
按材料可分为硬质、半硬质片材和软质的卷材。
(三)PVC塑料地板的原料及生产工艺
PVC塑料地板的原料与普通塑料相同,除树脂外还需加入其它辅助原料如增塑剂、稳定剂、填料等等。不过,塑料地板中加入的填料较多,因为它在使用过程中很少受拉力、剪力、撕力等作用,主要受压力和磨擦两种作用。一方面它能降低制品成本,另一方面可提高制品的尺寸稳定性、耐热耐燃性。
常用的填料是碳酸钙和石棉,也可用其它填料如重晶石、滑石粉、陶土等
PVC塑料地板常采用的生产工艺有热压法和压延法生产。热压法填料可适当加多,但它属间歇性生产。压延法生产是连续的,但填料不能多加,其流程如图2-4。
图2-4 塑料地板生产工艺流程
(四)常用PVC塑料地板的特点与应用
1、PVC石棉地砖
PVC石棉地砖是生产最早,使用最普遍的塑性地板材料,由PVC塑料或PVC与氯醋共聚树脂混合料加石棉与碳酸钙填料制成,它可以采用热压法或压延法生产,尺寸一般为303mm×303mm,厚度2mm,外形有方形、三角形和梯形等。
PVC石棉地砖除PVC地板的共同优点即易清扫、耐磨、易施工外,其特点是成本低、耐燃性好,尤其耐烟头,踩灭烟头不会破坏其表面,故应用比较广泛。
2、PVC地砖
由于石棉纤维生产地砖时有损健康,故近年开始生产只用碳酸钙填料的地砖即PVC地砖。由于不用石棉,故必须采用特殊的技术来保证它的尺寸稳定性及其它性能,仍能达到PVC石棉地砖的标准。
PVC地砖生产工艺与PVC石棉地砖基本相同。我国目前生产的大多是不含石棉的PVC地砖。
3、压花印花PVC地砖
PVC地砖一般是素色的,或仅以拉花处理。可在压延机后设压花印花装置。生产的图案可以是无规则的,也可以是有规则的。
由于图案是在压花时印上去的,故是凹下去的,在使用中不易磨损。
4、碎粒花纹地砖
碎粒花纹地砖是一种花纹透底型地砖,花纹不会因磨损而消失。它生产所用的原料与PVC石棉地砖相同,工艺则不一样。首先将原料辊炼后破碎成不成规则形状的各色碎粒,将不同颜色的碎粒混合,然后将混合料压延成片,进行上蜡、抛光后冲切成地砖,这样,表面便具有特殊的花纹。
5、PVC软质卷材地板
软质PVC卷材地板一般用压延法生产。其中填料较少,增塑剂较PVC地砖多。一般采用四辊压延机厂塑化的PVC,经压延后表面平整光洁,冷却后切边卷取即为产品。卷材的规格各国不一,我国也有各种规格。
软质PVC卷材地板材质较软,有一定弹性,脚感舒适,但表面耐烟头性不及PVC地砖。
6、印花发泡塑料地板
多为一种半硬质的塑料地板。主要原料也是用PVC树脂,不同的是除表面层印花装饰处理外,中间层为加有2%的AC发泡剂的PVC糊,在压延加热时形成PVC泡沫层,以提高地板的弹性和隔音、隔热性,基层用石棉纸、无纺布或玻璃纤维布等。
为增加表面印花图案的立体效果,采用化学压花,它是在某一种颜料的印刷印墨中加入一种发泡抑制剂,印刷后向可发性PVC糊内渗透,这样,在发泡时,由于抑制作用,使一部分不发泡而凹下去,而发泡的凸出来,使图案或花形富有立体感。
为增加地板表面的耐磨性,在印刷层上还涂上一层不含颜料、填料的透明PVC糊。
印花发泡卷材地板的结构见图2-5。
图2-5(a)为采用两步法生产,即在底衬材料上直接涂布发泡PVC浆,要求所有底
衬材料平整,渗漏性小。常用于一般家庭地 图2-5 印花泡卷材地板的结构
面的装修。图2-5(b)为采用三步法生产, 1. PVC透明面层 2. 印刷油墨 3.
所用底 衬材料表面不很平整,有渗漏性, 发泡PVC层 4. 底层 5. PVC打底
所以应在底衬材料下面加上一层PVC底层, 层 6. 玻璃纤维毯
使表面平整,便于印刷。
图2-5(c)为用玻璃纤维毡作底衬时,上下均加一层PVC底层,提高平整度,也为防止玻璃纤维外露。
图2-5(b),(c)结构的地板性能优于图5.4结构的地板。可用于要求较高的民用住宅地面和公共建筑的室内地面装铺。
7、覆膜彩印PVC地板
为改善塑料地板的防滑性能,在表面彩印层上涂覆透明PVC糊层后再进行压花处理,形成覆膜彩印PVC地板。
8、其它
(1)抗静电PVC地板。系在生产配料时,选用适当的填料,并掺用抗静电剂及其他附加剂使地板具有抗静电功能,适用于邮电、实验室、计算机房、精密仪表控制车间等的地面铺设。
(2)防尘地板。是以PVC树脂为基料,非金属无机材料为填料,内掺有吸湿防尘添加剂制成。铺地后具有防尘作用,适用于纺织车间和要求空气净化的防尘仪表车间等。
(五)塑料地板的选用
国内生产塑料地板的厂家众多,生产有花色品种繁多的各类地板,这就为合理的选用提供了广泛余地。地板选择应遵循的原则是:首先应依据建筑物的等级和使用功能选用。对国家级和省、市级重要建筑物,可选择档次较高经久耐用的硬质、半硬质多层复合地板;而一般建筑物及民用住宅,可选用半硬质或软质的地板卷板。在花色、图案上要参照建筑物的性质或富丽堂皇、或高贵肃穆、或淡雅宁静等。总之,地板品种及图案花色的选择,要与建筑物的整体建筑设计相协调适用,做到既经久耐用,又对建筑物产生恰如其分的装饰效果。对有特殊要求的办公用房,如计算机房、控制车间、要注意避免静电对仪表的干扰,选用抗静电塑料地板;对某些要求空气净化的防尘车间,要选用防尘塑料地板等。
三、塑料装饰板
塑料装饰板是以树脂材料为基材或为浸渍材料,经一定工艺制成的具有装饰功能的板材。
根据塑料所用材料与制品结构,可将塑料装饰板按图2—6分成四大类,每类又有不同品种。由于塑料装饰板使用材料多,新品种又不断出现,这种分类不尽完善。
塑料装饰板 贴面装饰板 三聚氰胺贴面装饰板酚醛树脂贴面装饰板两烯酸树脂贴面装饰板苯鸟粪胺树脂贴面装饰板邻苯二甲酸烯丙脂树脂贴面装饰板
PVC塑料装饰板 硬质PVC塑料装饰板
软质PVC塑料装饰板
泡沫PVC塑料装饰板
其它塑料装饰板 PS塑料装饰板PE钙塑泡沫塑料装饰板玻璃钢装饰板彩色有机玻璃装饰板铜浮雕塑料装饰板
塑料金属复合装饰板 彩色塑料涂层钢板贴膜塑料钢板复合塑料钢板聚乙烯铝塑装饰板
图2—6 塑料装饰板分类与品种
(一) 塑料装饰板的原料与生产工艺
除塑料贴面板外,其它塑料装饰板的原料与生产类似于前述一些塑料制品。塑料贴面板生产较为特殊,而且应用最为广泛,故特介绍塑料贴面板的基本结构、原料及其生产工艺,其基本结构参见图2-7。
1. 原料
(1) 树脂
塑料贴面装饰板常用的树脂有三聚氰胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸丙烯酯树脂、鸟粪胺树脂等。我国目前主要应用三聚氰胺树脂和酚醛树脂。
(2) 表层纸与底层纸
表层纸是放在装饰板最上层,经浸渍树脂和热压后,具有高度透明性与坚硬性,起到保护装饰板表面的作用。这种纸细薄、洁白、干净,并且有较高吸收性能。
底层纸用来做装饰板的基材,使板材具有一定厚度与强度,是制造装饰板的重要材料,占用纸量的80%上,纸内灰分含量较低,要求有较高的吸收图2-7 塑料贴面板的基本结构
性能和湿强度。常用不 (1)单面装饰板 (2)双面装饰板
加防水剂的牛皮纸作其 1. 表层纸 2. 装饰纸 3. 覆盖纸 4. 底层纸(若
原纸。 干层) 5.隔离层纸
(3) 装饰纸
装饰纸在产品结构中是放在表层纸下面,主要起提供花纹图案的装饰作用和防止底层胶液渗现的覆盖作用。装饰纸要求表面平滑,有良好吸收性和适应性,有底色的要求色调均匀,彩色的要求颜色鲜艳。
(4) 覆盖纸
夹在装饰纸与底层纸之间,用以遮盖深色的底层并防止酚醛树脂胶透过装饰纸。如装饰纸有足够的遮盖性可不用覆盖纸。覆盖纸与装饰纸同样都是钛白纸。
(5)脱模纸
原纸与底层纸同,浸渍油酸胶配置在底层纸下面,以防止酚醛树脂胶在热压过程中粘在铝板上。可使用聚丙烯薄膜包覆铝垫板以省去脱模纸。
2. 生产工艺
将表层纸、装饰纸、覆盖纸、底层纸分别浸渍树脂后,经干燥后组坯,经热压后即为贴面装饰板。工艺流程见图2—7。
(二) 塑料贴面装饰板的规格及类型
1. 塑料贴面装饰板的规格
塑料贴面装饰板规格是根据设备条件和用途确定的,目前常见的幅面规格有如下一些:
915×915毫米(3×3英尺;915×1830毫米(3×6英尺);915×2135毫米(3×7英尺);1220×1830毫米(4×6英尺);1220×2440毫米(4×8英尺);1220×3050毫米(4×10英尺);1220×3660毫米(4×12英尺);1830×3660毫米(6×12英尺)。
表层纸 三胺树脂 浸渍 干燥 表层浸渍纸 组坯 热压塑料贴面装饰板
装饰纸 三胺树脂 浸渍 干燥 装饰浸渍纸
覆盖纸 三胺树脂 浸渍 干燥 覆盖浸渍纸
底层纸 三胺树脂 浸渍 干燥 底层浸渍纸
图2—8 塑料贴面装饰板生产工艺
厚度规格:0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.4、3.2、4.8、5.6、6.4毫米。常用的塑料贴面装饰板厚度为0.8—1.5毫米。根据一些国家的划分范围,厚度0.8—1.5毫米为通用产品;厚度2毫米以上的为特殊用途产品或作为双饰面装饰板;厚度0.5毫米的装饰板或卷材,主要作为封边或曲面胶贴材料。
2. 塑料贴面装饰板的类型
图2-9 各种类型塑料装饰板
1. 单面装饰板 2. 双面装饰板 3. 单面浮雕装饰板 4. 双面浮雕装饰板 5. 底层纸中加有金属板的增强装饰板 6. 底层纸中加有玻璃纤维布的装饰板 7. 铝板为基材装饰板 8. 底层纸为基材铝箔装饰板 9. 刨切单板混合结构的装饰板 (10)人造板为基材的装饰板
除较厚的双面塑料贴面装饰板有时直接使用外,一般均将塑料贴面装饰板覆贴在其它基材上使用。生产塑料贴面装饰板时也加人一些增强材料如玻璃纤维、金属等提高其强度。此外,还常采用模具进行模压制成具有立体图案的浮雕装饰板。各种类型塑料装饰板结构及其组成见图2-8。
(三) 塑料贴面装饰板的特点
塑料贴面装饰板系采用特殊原纸和树脂制成,在制造过程中可以仿制各种人造材料和天然材料的花纹图案,如桃花心木、花梨木、水曲柳、大理石、孔雀石、桔皮、皮革、纤维织物等纹理或设计其它不同图案。装饰板的品种多样,色调鲜艳,装饰性强,适用范围较广。
表层、装饰层使用的是氨基树脂,基层使用的是酚醛树脂,所以表面坚硬、耐磨损、耐热。而且这种板材耐水性能好,密度大,尺寸稳定性好,能耐一般酸、碱、油脂及酒精的腐蚀。
装饰板具有韧性,可以弯曲成一定弧度,便于曲面的装饰,并易于与其它材料胶贴。
装饰板具有轻质高强的特点,静曲强度在800kg/cm2以上,比重一般为1.0—1.4g/cm3,略重于水,而比铝约轻1/2,比钢铁约轻3/4,在使用方面可以代替某些轻金属和钢材,如车辆、船舶、室内的装修等。代替金属和木材的数量,见表2-2。
表2-2 塑料板材代替金属和木材的效果
制 品 铝 材(T) 不锈钢(T) 钢 材(T) 木 材(M3)
三氨塑料装饰板酚醛树脂层压板 2.54.1 4.4 6.29.5 10
塑料装饰板的耐久性优于涂料,其使用寿命比油漆能延长4—5倍。保养简单,易于清洁,维护费用较低。
塑料装饰板的生产工艺简单,加工成型方便,劳动生产率较高,创造价值较大。
(四) 常用塑料装饰板
1. 塑料贴面装饰板
塑料贴面装饰板又称塑料贴面板。它是以酚醛树脂的纸质压层为胎基,表面用三聚氰胺树脂浸渍过的印花纸为面层,经热压制成并可覆盖于各种基材上的一种装饰贴面材料。
塑料贴面板的图案,色调丰富多彩,耐湿,耐磨,耐燃烧,耐一定酸、碱、油脂及酒精等溶剂的侵蚀,平滑光亮,极易清洗。粘贴在板材的表面,较木材耐久,装饰效果好,是节约优质木材的好材料。适用于各种建筑室内、车船、飞机及家具等表面装饰。其规格和物理力学性能见表2-3。
表2-3 塑料贴面装饰板的规格与性能
规 格(mm×mm) 物理力学性能 主要生产厂家
项目 项目指标
幅面920mm×1880mm920mm×2150mm1230mm×1880mm1230mm×2450mm公差:±5mm厚度0.8mm,1.0mm公差:±0.1mm 抗拉强度耐火煮耐干热耐 磨耐污染腐蚀耐烟头烧耐老化 横向>70Mpa,纵向>90MPa (1)无分层鼓泡,(2)增重<10%,(3)增厚<10%无开裂、鼓泡,允许有轻微光退,无裂纹(1)磨耗量<0.08g/100r(2)磨400转仍有装饰花纹无污染磨蚀,允许有轻微光退无黄斑、黑斑、裂纹、鼓泡、允许轻微光退(1)无开裂;(2)允许有轻微水渍云斑;(3)允许有轻微变色光退北京光华木材厂松江胶合板厂广州塑料三厂成都木材综合厂上海扬子江木材厂江苏镇江塑料四厂
2.覆塑装饰板
覆塑装饰板是以塑料贴面板或塑料薄膜为面层,以胶合板、纤维板、刨花板等板材为基层,采用胶合剂热压而成的一种装饰板材。用胶合板作基层叫覆塑胶合板,用中密度纤维板作基层的叫覆塑中密度纤维板,用刨花板为基层的叫覆塑刨花板。
覆塑装饰板既有基层板的厚度、刚度,又具有塑料贴面板和薄膜的光洁、质感强,美观,装饰效果好,并具有耐磨、耐烫、不变形不开裂、易于清洗等优点,可用于汽车、火车船舶、高级建筑的装修及家具、仪表、电器设备的外壳装修。
3. 有机玻璃板材
有机玻璃板材,俗称有机玻璃。它是一种具有极好透光率的热塑性塑料。是以甲基丙烯酸甲脂为主要基料,加入引发剂、增塑剂等聚合而成。
有机玻璃的透光性极好,可透过光线的99%,并能透过紫外线的73.5%;机械强度较高;耐热性、抗寒性及耐候性都较好;耐腐蚀性及绝缘性良好;在一定条件下,尺寸稳定、容易加工。
有机玻璃的缺点是质地较脆,易溶于有机溶剂,表面硬度不大,易擦毛等。
有机玻璃在建筑上主要用作室内高级装饰材料及特殊的吸顶灯具或室内隔断及透明防护材料等。
有机玻璃有无色、有色透明有机玻璃和各色珠光有机玻璃等多种,其产品规格及主要生产厂家见表2-4。
表2-4 透明有机玻璃产品规格及主要生产厂
品种 厚度(mm) 幅面尺寸(mm×mm) 颜色 主要生产厂
透明有机玻璃 1.0,1.5,2,3,4,5,6,8,10,12,14,15,16,18,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,7075,80—120,130—200 200×200—900×900300×300—1000×1300200×200—800×1300200×200—900×1200200×200—500×600 无色及有色:红、绿、蓝、茶色(厚为1—30mm),琥珀、萤光绿(厚为2—6mm)黄、橙黄(厚为2—30mm)烟色(厚为1—4mm) 上海珊瑚化工厂
无色及有色透明有机玻璃 0.5,1.0,1.5,2,3,4—15;(20,25)—(195—200) 200×200—600×900200×200—1000×1200200×200—600×900 无色及乳白色(厚为2—50mm)红、桔黄、蓝、橙黄 宝鸡市化工厂
1—1.5,2—35 200×300—900×1000200×200—800×1200 无色透明及有色透明,颜色同上海珊瑚化工厂 湖南益阳市红旗化工厂
1—16,20以上 1100×1200700×750—800×1000 沈阳市有机玻璃制品厂
珠光有机玻璃产品 2.2,2.7,5,5 一级品:200×200—1000×1400二级品:150×150—1000×1400 银白、淡黄、秋香、桔红、橙黄、粉红、绯红、大红、紫酱、玫瑰、天蓝、艳蓝、品蓝、绿、翠绿、灰绿、米色、驼色、灰、黑等 上海珊瑚化工厂湖南益阳市红旗化工厂
750×750
500×700—1000×1400
3.PVC塑料装饰板
PVC塑料装饰板是以PVC为基材,添加填料、稳定剂、色料等经捏和、混炼、拉片、切粒、挤出或压延而成的一种装饰板材。其特点是表面光滑,色泽鲜艳,防水,耐腐蚀,不变形,易清洗,可钉,可锯,可刨。可用于各种建筑物的室内装修、家具台面的铺设等。
PVC塑料装饰板的产品规格,性能见表2-5所示。
4. PVC透明塑料板
PVC透明塑料板是以PVC为基料,添加增塑剂、抗老化剂,经挤压成型的一种透明装饰板材。其特点是机械性能好,热稳定,耐候,耐化学腐蚀,难燃,并可切、剪、锯加工等。可部分代替有机玻璃制作广告牌、灯箱、展览台、橱窗,透明屋面、防震玻璃、室内装饰及浴室隔墙等,且价格低于有机玻璃。
表2-5 PVC塑料装饰板产品规格、性能
名称 规格/mm×mm×mm 技术性能 主要厂家
PVC塑料装饰板 颜色:淡黄(1600—1700)×(800—840)×2 抗拉强度(Mpa):30抗弯强度(Mpa):60 北京市塑料二厂
各种花色图案700×700×1.5 上海南汇潢沔塑料制品二厂
1600×700×(2—6) 密度(g/cm3):1.35—1.6抗拉强度(Mpa):≥50抗弯强(Mpa):≥90缺口冲击强度(J/cm2):≥30耐热温度(马丁)(℃):≥50 天津第一塑料制品厂
第三章 装饰纤维织品
室内装饰纤维织品主要包括地毯、墙布、窗帘、台布、沙发及靠垫等。这类纺织品的色彩、质地、柔软性及弹性等均会对室内的质感、色彩及整体装饰效果产生直接影响。合理选用装饰用织物,既能使室内呈现豪华气氛,又给人以柔软舒适的感觉。此外,还具有保温、隔声、防潮、防蛀、易清洗和熨烫等特点。
纤维装饰织品的应用历史悠久,如地毯的使用已有数个世纪。特别在出现了优质的合成纤维和改进的人造纤维后,室内的墙板、天花板、地板等处都广泛采用优质纤维织品作装饰材料、隔热材料和吸声材料。
因原料的种类与材质不同,纤维的内部构造及化学、物理力学性能也不相同。加之使用形态与纺织方法的差异,纤维织品的外观及其它性质也不相同。因此,要正确恰当地选择纤维织品作为室内景观、光线、质感与色彩的烘托材料,必须了解其材料组成、性能特点及加工方法等。装饰纤维织品虽然已经大量使用,但一般使用者对它的性能并未完全掌握,这一点要引起注意。特别是我国,装饰纤维织品的应用对大多数人来说,还没有十分的经验。
第一节 纤维装饰织品的简介
一、纤维装饰织品的分类
纺织装饰品是依其使用环境与用途的不同进行分类的。一般分为地面装饰、墙面贴饰、挂帷遮饰、家具覆饰、床上用品、盥洗用品、餐厨用品与纤维工艺美术品八大类。
(一)地面装饰类纺织品
地面装饰类纺织品为软质铺地材料——地毯。地毯具有吸音、保温、行走舒适和装饰作用。地毯种类很多,目前使用较广泛的有手织地毯、机织地毯、簇绒地毯、针刺地毯、编结地毯等。
(二)墙面贴饰类纺织品
墙面贴饰类纺织品泛指墙布织物。墙布具有吸音、隔热、调节室内湿度与改善环境的作用。墙布较常见的有黄麻墙布、印花墙布、无纺墙布、植物纺织墙布。此外,还有较高档次的丝绸墙布、静电植绒墙布、仿麂皮绒墙布等。
(三)挂帷遮饰类纺织品
挂帷装饰类纺织品是挂置于门、窗、墙面等部位的织物,也可用作分割室内空间的屏障,具有隔音、遮蔽、美化环境等作用。主要形式有悬挂式、百页式两种。常用的织物有薄型窗纱,中、厚型窗帘,垂直帘,横帘,卷帘,帷幔等。
(四)家具覆饰类纺织品
家具覆饰类纺织品是覆盖于家具之上的织物,具有保护和装饰的双重作用。主要有沙发布、沙发套、椅垫、椅套、台布、台毯等。此外,还有用于公共运输工具如汽车、火车、飞机上的椅套与座垫织物。
(五)床上用品类纺织品
床上用品是家用装饰织物最主要的类别,具有舒适、保暖、协调并美化室内环境的作用。床上用品包括床垫套、床单、床罩、被子、被套、枕套、毛毯等织物。
(六)卫生盥洗类纺织品
卫生盥洗类纺织品以巾类织物为主,具有柔软、舒适、吸湿、保暖的性能。这类织物主要有毛巾、浴巾、浴衣、浴帘、簇绒地巾等。
(七)餐厨用品类纺织品
餐厨用纺织品在家用纺织装饰品中所占比重较小,较注重实用性能与卫生性能。一般包括餐巾、方巾、围裙、防烫手套、保温罩、餐具存放袋及购物的包袋等物。
(八)纤维工艺美术品
纤维工艺美术品是以各式纤维为原料编结、制织的艺术品,主要用于装饰墙面,为纯欣赏性的织物。这类织物有平面挂毯、立体型现代艺术壁挂等。
二、常用纤维原料及其特点
纺织装饰品所使用的纤维原料包括天然纤维和化学纤维两大类。这两类纤维各有其优点和特性。能适应多种装饰织物质地、性能的不同要求。由于现代化学工业的发展,不少新原料,新纤维相继问世,给纺织装饰品的发展提供了日益广阔的原料来源。
(一)天然纤维
天然纤维是传统的纺织原料,分棉、毛、丝、麻等。这类纤维有使用舒适、外观自然优美的特性,在现代纺织装饰面料中占有十分重要的地位,许多高档装饰用的织物,以及床上用纺织品大都选用天然纤维作原料,由于它们具有化学纤维所无法比拟的特性,加之天然资源开发的有限性,天然纤维的合理使用正在得到进一步的重视。
1、棉纤维
棉纤维是纺织纤维中最重要的植物纤维。主要成分是纤维素,一般呈白色或淡黄色。棉纤维具有良好的物理性质和化学性质,由于纤维表面呈螺旋状及内部的多孔性结构,使其具有很好的吸湿性和透气性。以棉花为原料制成的床上用装饰纺织品(如床单、被套、枕套及毛巾类织物等),具有手感柔软、保暖性能好等优点,最适合目前我国人民的经济状况和卫生要求。棉纤维还具有较好的拉伸和压缩恢复弹性,耐疲劳性能也较好,是制作靠垫、沙发(如传统的多色提花沙发布,填芯椅绸等)的良好原料,棉织品的窗帘有良好的耐日晒性能。棉纤维对染料具有天然的亲和性,故装饰印花布可以印染出变化丰富、色彩鲜艳的图案。另外,棉织物耐久性较好,且不易卷缩,是室内装饰布的理想材料。如坚固的躺椅帆布,柔软的被服用绒布,细密光滑的缎纹餐巾,等等。棉纤维多方面的适应性是其他纤维无可比拟的。
2、羊毛
早在公元三世纪时,中亚地区就出现了毛纱制成的手工编织品,可以说,从那时起人们就开始利用羊毛制作纺织装饰品了。
羊毛纤维柔软而富有弹性,羊毛织物手感丰润、色泽柔和、具有良好的保暖性,是制作传统防寒织物的高档原料。在装饰织物中,常用于制织毛毯(绒毯)、床罩、家具铺设织物、帷幕等。羊毛纱也是制作地毯、壁挂的主要原料。目前常用品种有各种绵羊毛(如澳毛)、马海毛(又称安哥拉山羊毛)等。除毛纱外,各类绒线也是装饰编织品的主要材料。
由于羊毛价格较高,常采用羊毛与其他原料混纺,这样既降低成本,又可以提高原料的综合性能。
3、蚕丝
丝是我国利用较多的纺织原料之一。除一般长丝外,装饰面料使用较多的是绢丝。蚕丝有着较好的强伸度,纤维细腻,其织物光泽好、手感滑爽、吸湿透气。但蚕丝的耐日光性较差,长时间的阳光照射会逐渐变黄,丝质脆化,强度降低。
4、麻
目前我国装饰织物生产中,所用的麻纺织原料主要有亚麻、苎麻和黄麻。亚麻纤维是将麻茎进行一定加工制成的纺织原料。长期以来亚麻多用于生产粗犷、坚牢的帆布及茶巾、台布类织物。近年来,随着现代审美情趣的变化,以亚麻制作各种装饰面料的趋势正在发展,比较突出的有墙布面料。此外,在现代装饰纤维艺术品中亚麻也被广泛地选用。
苎麻是麻纤维中品质最好的纺织纤维,可以纯纺,也可混纺,有一定的加工深度。苎麻纱具有凉爽、挺括、透气、吸湿等优点,可制成漂白织物、印花织物,染色织物以及高级餐巾、台布、床单、被套等,还可用于制作风格新颖的定型片式窗帘。苎麻也是刺绣工艺品的理想原料。
黄麻纤维较粗,可纺性能不如亚麻与苎麻,目前只限于制织低档的黄麻地毯和地毯底布等。
(二)化学纤维
在化学纤维工业十分发达的今天,装饰纺织面料中化学纤维已占有极大的比重。现在不仅广泛用于中低档织物,在许多高档和交织品种中也运用较多。
化学纤维的优点是资源广泛,易于制造,具备多种性能,物美价廉。它不象天然纤维那样受到土地、气候及生产能力的多方面限制,石化工业的发展,以及先进的化纤制造技术,使各类化学纤维相继产生。
多年来的生产研究、技术改进,使化学纤维的外观性能和理化性能都有了很大的改进。不少原料在性能上都力图模仿天然纤维的效果和功能,不仅在光泽手感方面具有天然纤维的特点,而且在吸湿、透气、印染等方面都具有良好的性能。
化学纤维在外观造型方面有很大的可塑性。利用这一特点,加之生产化学纤维的原料丰富,且成本低廉,可以加工纺制许多新颖奇特的花式线、装饰线。
目前,装饰纺织品常用的化学纤维有人造纤维、合成纤维。
1、人造纤维
人造纤维是采用天然纤维素纤维或蛋白质纤维为原料,经化学处理和机械加工而成的纤维。主要有粘胶人造丝,醋酯人造丝,铜氨人造丝,人造棉等。
2、合成纤维
⑴ 涤纶
涤纶是聚酯纤维的商品名称,也是装饰织物中运用比较广泛的合成纤维,具有强度高、耐日光、耐磨擦、不霉不蛀、不易折皱的优点。涤纶长丝常用于作各种丝织物经线和窗纱织物。
涤纶短纤维在装饰纺织品中也有较大的适用性,除纯纺外,大量地同棉、毛、丝、麻、人造纤维等原料混纺,改进了原材料的外观和性能,适用于包括地毯织物在内的所有装饰织物领域。低级品的涤纶短纤维是制作无纺墙布的理想原料。
⑵ 锦纶
锦纶是聚酰胺纤维的商品名称,通常纺织品所用的聚酰胺纤维有锦纶6、锦纶66,(又称尼龙)。锦纶纤维具有抗张力强、耐屈曲,耐磨、强度高,弹性好、染色容易、耐寒、耐蛀、耐腐蚀等优点。
锦纶短纤维除纯纺外,常与天然纤维棉、毛混纺。前者经特殊加工,能够织成在性能和外观上可与羊毛媲美且价格便宜的装饰织物,目前在欧洲汽车用的织物中这类织物受到普遍的欢迎。混纺纤维能够充分利用天然纤维良好的舒适性能和锦纶纤维的高强度特性,广泛应用于铺垫型织物之中。
⑶ 腈纶
腈纶是聚丙烯腈纤维的商品名称。国外又称奥纶、开司米纶等。有长纤维和短纤维两种,长纤维象蚕丝,短纤维象羊毛,称人造毛。
腈纶纤维表现蓬松、保暖性强、手感柔软,具有良好的耐气候性和不受微生物侵蚀的性能。由于它有特殊的耐日光性,很适宜制作窗帘和户外装饰织物,也可利用它的热性能,制成膨体纱,纺制绒线、毛毯等,另外还可制造人造皮毛。
目前涤/腈、棉/腈、毛/腈混纺原料在机织、针织装饰织物中均有一定的使用,规格与棉、毛相仿,并已发展为白织、色织、印花等许多种类。腈纶膨体纱原料在现代装饰织物应用中有了较大的发展,特别是高膨体聚丙烯纱具有良好的柔软度、膨松感、保暖性。最重要的是有极好的覆盖性能,而且原料成本低廉,主要用于簇绒地毯、簇绒床罩、装饰编织工艺品等。
在国外市场,腈纶已被广泛用于制织装饰织物,并成为当前市场使用增长率最高的纤维。以往人们认为腈纶最适用生产机织平绒,嗣后,由于腈纶织物在手感、外观丰满度、回弹性能、染色牢度等方面的优点,经多种多样的应用后,证明了它的广泛适用性。
⑷ 丙纶
丙纶是聚丙烯纤维的商品名称,用石油精炼的副产物丙烯为原料制得。原料来源丰富,生产工艺简单,价格比其他合纤低廉。丙纶纤维的比重(0.91g/cm3)是合成纤维中最轻的。具有耐磨损、耐腐蚀、强度高、蓬松性与保暖性好等特点。品种有长丝(包括未变形长丝和膨体变形长丝)、短纤维、异形纤维、中空纤维、复合纤维及无纺织物等。
第二节 地毯
地毯是一种高级地面装饰品,有悠久的历史,也是一种世界通用的装饰材料之一。它不仅具有隔热、保温、吸音、挡风及弹性好等特点,而且铺设后可以使室内具有高贵、华丽、悦目的氛围。所以,它是自古至今经久不衰的装饰材料,广泛应用于现代建筑和民用住宅。
地毯按材质分为纯毛地毯、混纺地毯、化纤地毯和塑料地毯。按编织方法可分为手工织地毯、机织地毯、刺绣地毯及无纺地毯等。手工羊毛地毯按装饰花纹图案可分为北京式地毯、美术式地毯、彩花式地毯、素凸地毯等。“京”、“美”、“彩”、“素”四大类图案是我国高级羊毛地毯的主流和中坚,是中华民族文化的结晶,是我国劳动人民高超技艺的真实写照。
一、地毯的分类与等级
(一)地毯的分类
与其它装饰材料一样,地毯有多种分类法。每类产品有各种品种,见表3-1。
表3-1 地毯的分类与品种
分类方法 种 类
按图案分类 京式地毯、美术式地毯、东方式地毯、彩花式地毯、素凸式地毯、古典式地毯
按原料分类 纯毛地毯、混纺地毯、合成纤维地毯、塑料地毯、植物纤维地毯
按结构款式分类 方块地毯、花式方块地毯、草垫地毯、小块地毯、圆形地毯、半圆形地毯、椭圆形地毯
按织造方法分类 栽绒地毯、针扎地毯、机织地毯、编织地毯、粘结地毯、静电植绒地毯
(二)地毯的等级
根据地毯的内在质量、使用性能和适用场所将地毯分为6个等级。
1、轻度家用级:适用于不常使用的房间。
2、中度家用或轻度专业使用级:可用于主卧室和餐室等。
3、一般家用或中度专业使用级:起居室、交通频繁部分楼梯、走廊等。
4、重度家用或一般专业使用级:家中重度磨损的场所。
5、重度专业使用级:家庭一般不用,用于客流量较大的公用场合。
6、豪华级:通常其品质至少相当于3级以上,毛纤维加长,有一种豪华气派。
地毯作为室内陈设不仅具有实用价值,还具有美化环境的功能。地毯防潮、保暖、吸音与柔软舒适的特性,能给室内环境带来安适、温馨的气氛。在现代化的厅堂宾馆等大型建筑中,地毯已是不可缺少的实用装饰品。随着社会物质、文化水平的提高,地毯以其实用性与装饰性的和谐统一也已步入一般家庭的居室之中。
二、地毯的基本功能
(一)保暖、调节功能
地毯织物大多由保温性能良好的各种纤维织成,大面积地铺垫地毯可以减少室内通过地面散失的热量,阻断地面寒气的侵袭,使人感到温暖舒适。测试表明,在装有暖气的房内铺以地毯后,保暖值将比不铺地毯时增加12%左右。
地毯织物纤维之间的空隙具有良好的调节空气湿度的功能,当室内湿度较高时,它能吸收水分;室内较干燥时,空隙中的水分又会释放出来,使室内湿度得到一定的调节平衡,令人舒爽怡然。
(二)吸音功能
地毯的丰厚质地与毛绒簇立的表面具备良好的吸音效果,并能适当降低噪声影响。由于地毯吸收音响后,减少了声音的多次反射,从而改善了听音清晰程度,故室内的收录音机等音响设备,其音乐效果更为丰满悦耳。此外,在室内走动时的脚步声也会消失,减少了周围杂乱的音响干扰,有利于形成一个宁静的居室环境。
(三)舒适功能
人们在硬质地面上行走时,脚掌着力于地以及地面的反作用力,使人感觉不舒适并容易疲劳。铺垫地毯后,由于地毯为富有弹性纤维的织物,有丰满、厚实、松软的质地,所以在上面行走时会产生较好的回弹力,令人步履轻快,感觉舒适柔软,有利于消除疲劳和紧张。
在现代居室中,由于钢材、水泥、玻璃等建筑材料的性质生硬与冷漠,使人们十分注意如何改变它们,以追求触觉与视觉的柔软感和舒适度。地毯的铺垫给人们以温馨,起着极为重要的作用。
(四)审美功能
地毯质地丰满,外观华美,铺设后地面能显得端庄富丽,获得极好的装饰效果。生硬平板的地面一旦铺了地毯便会满室生辉,令人精神愉悦,给人一种美感的享受。
地毯在室内空间中所占面积较大,决定了居室装饰风格的基调。选用不同花纹、不同色彩的地毯,能造成各具特色的环境气氛。大型厅堂的庄严热烈,学馆会室的宁静优雅,家居房舍的亲切温暖,地毯在这些不同居室气氛的环境中扮演了举足轻重的角色。
三、地毯的性能要求
地毯既是一种铺地材料,也是一种装饰织物,因此对地毯织物的性能要求就兼具这两方面的内容。
(一)坚牢度
地毯需承受的压力很大,家具器物的压置,人们频繁走动时的踩踏,使纤维常处于疲劳状态,因此要求地毯具有良好的耐磨、耐压性能。绒头需有较好的回弹力及较高的密度,不易倒伏。日常清洁地毯灰尘多数用吸尘器等电动机具吸附,因此地毯的纤维和组织结构编结都需具有一定的牢度,不易脱绒。
地毯长时间暴露于空气中,因光合作用尤其是阳光的照晒,色泽会受影响,所以在纤维色牢度方面也有一定的标准和要求。
(二)保暖性
地毯的保暖性能是由它的厚度、密度以及绒面使用的纤维类型来决定的。地毯由无数簇立的绒头或绒圈形成厚实柔软的绒面,绒头、绒圈长而密,蓬松度好的地毯保暖性尤佳。在选用纤维时要考虑其保暖性,合成纤维的保暖性一般都优于天然纤维,而天然纤维中羊毛又优于蚕丝、麻。此外,地毯的保暖性同地毯下面有否衬垫物以及衬垫的结构也有很大关系,故使用衬垫物能加强地毯的保暖性能。
(三)舒适性
地毯的舒适性主要指行走时的脚感舒适性。这里包括纤维的性能、绒面的柔软性、弹性和丰满度。天然纤维在脚感舒适性方面比合成纤维好,尤其是羊毛纤维,柔软而有弹性,举步舒爽轻快。化纤地毯一般都有脚感发滞的缺陷。绒面高度在10-30mm之间的地毯柔软性与弹性较好,丰满而不失力度,行走脚感舒适。绒面太短虽耐久性好,步行容易,但缺乏松软弹性,脚感欠佳。
(四)吸音隔音性
地毯需具有良好的吸音、隔音性能,这就要求在确定纤维原料、毯面厚度与密度时进行认真的选择,考虑吸音率的大小,以满足不同环境需达到的吸音、隔音性能要求。剧院、大型会议厅等场所十分注重音响质量,力求避免噪音侵扰,对地毯的吸音、隔音性能要求较高,一般居家使用则适当掌握即可。
(五)抗污性
地毯使用时呈大面积暴露状态,人们经常行走其上,休憩其间,尘埃杂物极易污损地毯,因此要求地毯有不易污染、易去污清洗的性能。家庭居室使用的地毯更需耐污并便于进行日常清扫。
地毯还需具备较好抗菌、抗霉变、抗虫蛀的性能,尤其是以羊毛纤维制织的地毯在温度、湿度较高的环境中使用,极易霉蛀,因此需进行防蛀性处理,以确保地毯的良好性能与使用寿命。
(六)安全性
地毯的安全性包括抗静电性与阻燃性两个方面。
人们在地毯上行走时,鞋底与绒面摩擦后易产生静电,一旦手指与金属物体接触,会有一种轻微的电击感。静电也使毯面绒头易于沾尘,并产生缠脚的感觉,这对化纤地毯来说尤为明显。为此目前正在研究抗静电的一些方法,如在绒头纤维中混入金属纤维、炭素与导电性纤维材料,或将极细微的炭黑混入地毯背面的胶剂内,这样可防止、减轻静电的产生。
现代的地毯需具有阻燃性,燃烧时低发烟并无毒气。目前羊毛地毯阻燃性较好,而合成纤维制作的地毯都极易燃烧熔化。改善合纤地毯阻燃性能所采取的方法是在合纤生产过程中的聚合体阶段,使与具有阻燃性的共聚物反应,然后纺丝,这种方法在腈纶纤维生产中应用较多。在聚合体阶段添加阻燃剂,然后纺丝,这一方法在涤纶纤维生产中应用较多。上述的方法均可提高合纤地毯的阻燃性能。
四、地毯的主要技术性质
(一)耐磨性
地毯的耐磨性用耐磨次数来表示。即地毯在固定压力下磨至背衬露出所需要的次数。耐磨次数愈多,表示耐磨性愈好。耐磨性的优劣与所用材质、绒毛长度及道数有关。耐磨性是反映地毯耐久性的重要指标。耐磨性与材质及绒毛长度的关系见表3-2。
表3-2 化纤地毯耐磨性
面层织造工艺及材料 绒毛长度(mm) 耐磨次数(次)
机织法 丙纶 10 ≥100 000
机织法 腈纶 10 7000
机织法 腈纶 8 6400
机织法 腈纶 6 6000
机织法 涤纶 6 ≥100 000
机织法 羊毛 8 2500
(二)弹性
地毯的弹性是指地毯经过一定次数的碰撞(动荷载)后厚度减少的百分率。由表3-3可见纯毛地毯的弹性好于化纤地毯,而丙纶地毯的弹性不及腈纶地毯。
表3-3 地毯的弹性
地毯面层材料 碰撞后厚度损失百分率(%)
500(次) 1000(次) 1500(次) 2000(次)
腈纶地毯丙纶地毯羊毛地毯 233720 254322 274324 264426
(三)剥离强度
剥离强度是衡量地毯面层与背衬复合强度的一项性能指标,也是衡量地毯复合后耐水性指标。我国上海地区化纤地毯的干燥剥离强度在0.1MPa以上,超过了日本同类产品。
(四)粘合力
粘合力是衡量地毯绒毛固着在背衬上的牢固程度的指标。
(五)抗老化性
抗老化性主要是对化纤地毯而言。这是因为化学合成纤维在空气、光照等因素作用下会发生氧化,使性能下降。通常是用经紫外线照射一定时间后,化纤地毯的耐磨次数、弹性及色泽的变化情况加以评定。
(六)抗静电性
化纤地毯使用时易产生静电,产生吸尘和难清洗等问题,严重时,人有触电的感觉。因此化纤地毯生产时常掺入适量抗静电剂。抗静电性用表面电阻和静电压来表示。
(七)耐燃性
燃烧时间在12min以内,燃烧直径在17.96cm以内,耐燃性合格。
表3-4 化纤地毯的耐燃性
地毯种类 燃烧时间/s 燃烧面积及形状 说 明
腈纶地毯丙纶地毯绦纶地毯 108143104 3.0cm×2.0cm椭圆直径2.4cm的圆3.1cm×2.4cm椭圆合 格合 格合 格
此外,化纤地毯还应具有一定的抗菌性,凡能经受常见细菌的侵蚀,不长菌或不霉变者认为合格。
不同纤维材料地毯的性能如表3-5所示:
表3-5 不同纤维材料地毯的性能
材料特性 羊毛 蚕丝 黄麻 腈纶 锦纶 丙纶 涤纶
耐磨性 好 好 好 较好 好 较好 好
弹 性 好 一般 一般 较差 一般 差 好
绒头强度(产生毛球难易) 不易起球 不易起球 不易起球 易产生毛绒、易起球 毛头易缠结 易产生毛绒、易起球不易起球
耐污性 好 一般 好 较差 差 差 好
去污性 好 一般 好 易去污 一般 一般 较差
带电性 不易带电 不易带电 不易带电 易带电 易带电 一般 易带电
燃烧性 不易燃烧 不易燃烧 不易燃烧 易燃熔化 易燃熔化 易燃熔化 易燃熔化
防蛀性 差(经防蛀加工后具有半永久防蛀性) 一般 好 好 好 好 好
五、地毯的材料与绒面结构
(一)地毯的材料
制造地毯的材料可分为毯面材料、初级背衬、防松涂层、次级背衬及粘合剂。不同的地毯所用材料也不同。
1、毯面纤维
用来生产地毯的毯面纤维如前所述,有尼龙、腈纶、丙纶、涤纶等等。其中尼龙适宜匹染,有优良的抗磨性及良好的回弹性与织纹保持性,加工成本代,因而使用量最大。丙纶价格低,染色性差,用来制造长绒、紧拈细绒不行,只适用于毛圈结构,如针扎地毯。因此出现了混纺的毯面纤维,如尼龙与丙纶混纺的毯面纤维。
为了提高地毯的耐污染性和抗静电性,国外已使用异形空心纤维,或加入各种添加剂,如酯类、酰胺或胺类的多醚衍生物,甚至可混入很细的金属纤维来提高抗静电性。
由于聚丙烯纤维价格低,抗拉强度、湿强度、耐磨性都优良,所以只要回弹性小和染色性差的缺陷能加以改进,它作为毯面纤维的潜力很大。
2、初级背衬
初级背衬是各类地毯都具备的组成部分,其主要作用是对绒圈起固着作用,提供外形稳定性与加工适应性等。栽绒地毯还需要有次级背衬。
初级背衬以前用黄麻平织网,现多为聚丙烯背衬,它比黄麻便宜。聚丙烯背衬有机织和非机织两种。
机织地毯的初级背衬要求较高,目前主要仍使用黄麻和棉纤维,聚丙烯所占比例很小。
3、防松涂层材料
针扎和栽绒地毯在针扎和栽绒于初级背衬上以后还必须用防松涂层材料处理使绒圈固定。针扎地毯一般用浸胶法,栽绒地毯则用背面涂胶法,使栽入的绒圈在背面固定。
常用的防松涂层材料为丁苯乳胶,含固量50%-70%。如加入发泡剂,成为泡沫丁苯乳胶。这种发泡丁苯乳胶可代替次级背衬黄麻。此外,还有机械发泡的PVC糊、PU等作为防松涂层材料,其中PU可在室温下发泡固化,因此不需烘箱等加热设备,但价格较高。
4、次级背衬
次级背衬一般用于栽绒地毯中,即在涂布防松 涂层时复合一层底层,使地毯外形更稳定。次级背衬仍以黄麻为主。如果用发泡防松涂层材料,如丁苯泡沫乳胶,则可以代替黄麻布。
(二)地毯的绒面结构
地毯的绒面结构分割绒与圈绒两类。制造方法相同的地毯只要绒面结构不同,其外观和手感就有很大区别。单色地毯若在绒面结构、绒面高度上加以变化,也会出现别致而含蓄的图案效果。
1、割绒地毯
割绒地毯的绒面结构呈绒头状,绒面细腻,触感柔软,绒毛长度一般在5-30mm之间。绒毛短的地毯耐久性好,步行轻捷,实用性强,但缺乏豪华感,舒适弹性感也较差。绒毛长的地毯柔软丰满,弹性与保暖性好,脚感舒适,具有华美的风格。
2、绒圈地毯
绒圈地毯的绒面由保持一定高度的绒圈组成,它具有绒圈整齐均匀,毯面硬度适中而光滑,行走舒适,耐磨性好,容易清扫的特点,适用于步行量较多的地方铺设。若在绒圈高度上进行变化,或将部分绒圈加以割绒,就可显示出图案,花纹含蓄大方,风格优雅。
六、地毯的图案与色彩
地毯因选用原料、织造方法的不同,图案与色彩的风格也随之有异,但从总体看可分传统风格与现代风格两大类。
(一)传统地毯图案与色彩
传统地毯多指用羊毛、蚕丝以手工编织方式生产的地毯。我国生产这类地毯历史悠久,并形成了独特的图案风格,具有富丽华贵,精致典雅的特点。传统地毯图案采用适合纹样格局形式,根据图案的具体布局与艺术风格的不同,可分为北京式、美术式、彩花式、素凸式和东方式五类。
1、北京式地毯
北京式地毯具有浓郁的中国传统艺术特色,多选我国古典图案为素材,如龙、凤、福、寿、宝相花、回纹、博古等,并吸收织棉、刺绣、建筑、漆器等姐妹艺术的特点,构成寓意吉祥美好,富有情趣的画面。北京式地毯的构图为规矩对称的格律式,结构严谨,一般具有奎龙、枝花、角云、大边、小边、外边的常规程式。地毯中心为一圆形图案,称为“奎龙”,周围点缀折枝花草,四角有角花,并围以数道宽窄相间的花边,形成主次有序的多层次布局。
北京式地毯的色彩古朴浑厚,常用绿、暗绿、绛红、驼色、月白等色。在整体色彩配置上,有正配(深地浅边)、反配(浅地深边)、素配(同类色相配))和彩配(不同色相的色彩系列相配)之分。由于图案与色彩的独特风貌,北京式地毯具有鲜明的民族特色和雍容华贵的装饰美感。
2、美术式地毯
美术式地毯以写实与变化花草,如月季、玫瑰、卷草、螺旋纹等为素材,构图也是对称平稳的格律式,但比北京式地毯的风格自由飘逸。地毯中心常由一簇花卉构成椭圆形的图案,四周安排数层花环,外围毯边为两道或三道边锦纹样。美术式地毯颇具特色的是各式卷草纹样,这些流畅潇洒的卷草结合其他装饰图案构成基本格局的骨架,使毯面形成几个主要的装饰部位——中心花、环花与边花,
在这些部分安排主体花草。地毯的边饰也不象北京式那样单一的直线形,而是采用较为灵活自由的形式,以花草与变化图案相互穿插。因此,美术式地毯具有格局富于变化、花团锦簇、形态优雅的特点。带有较多中西结合的现代装饰趣味。
美术式地毯以类似水粉画的块面分色方法来表现花叶的色彩明暗层次,有较强的立体感和真实感。常以沉稳含蓄的驼色、墨绿、灰蓝、灰绿、深色为地色。花卉用色明艳,叶子与卷草则多采用暗绿、棕黄色调,总体色彩协调雅致,艳而不俗。地毯织成后,小花作一般的片剪,大花加凸处理,花纹层次丰富,主次分明。
3、彩花式地毯
彩花式地毯以自然写实的花枝、花簇如牡丹、菊花、月季、松、竹、梅等为素材,运用国画的折枝手法作散点处理,自由均衡布局,没有外围边花。在地毯幅面内安排一、二枝或三、四枝折枝花,多以对角的形式相互呼应,毯面空灵疏朗,花清地明,具有中国画舒展恬静的风采。彩花式地毯构图灵活,富于变化,有时花繁叶茂,有时仅以零星小花点缀画面,有时也可添加一些变化图案如回纹、云纹等作为折枝花的陪衬,增加画面的层次与意趣。
彩花式地毯图案色彩自然柔和,明丽清新,花卉多采用色彩渐次变化的晕染技法处理,溶合了写实风格的情趣和装饰风格的美感。地毯织成经片剪后更显得细腻传神,栩栩如生。
美术式地毯图案 北京式地毯图案
东方式地毯图案
素凸式地毯图案 彩花式地毯图案
图3-1 传统地毯图案类型
4、素凸式地毯
素凸式地毯是一种花纹凸出的素色地毯,花纹与毯面同色,经过片剪后,花朵如同浮雕一般凸起。在构图形式上,与彩花式地毯相仿,也是以折枝花或变形花草为素材,采用自由灵活的均衡格局,多呈对角放置,互为呼应。由于花地一色,为使花纹明朗醒目,因此图案风格简练朴实。
素凸式地毯常用的色彩是玫红、深红、墨绿、驼色、蓝色等。地毯花形立体层次感强,素雅大方,适宜多种环境铺设,是目前我国使用较广泛的一种地毯。
5、东方式地毯
东方式地毯的图案题材、风格和格局与前面四种地毯有明显的区别。纹样多取材波斯图案,各种树、叶、花、藤、鸟、动物经变化加工,并结合几何形资料组成装饰感很强的花纹,具有十分浓郁的东方情调。东方式地毯通常以中心纹样与宽窄不同的边饰纹样相配,中心纹样可采用中心花加四个角花的适合纹样,也可采用缠枝花草自由连缀或重复排列。布局严谨工整,花纹布满毯面。
东方式地毯色彩浑厚深沉,多为棕红、黄褐、灰绿色调。常以变化丰富的小花、枝叶构成一组组花纹,并以单线包边来表现图案的形态与结构,因此东方式地毯图案显得精巧细致。
(二)机织、簇绒地毯图案与色彩
机织、簇绒地毯与传统纺织地毯相比,图案风格显得简练粗犷,多为四方连续格局,可任意栽煎、拼接。这类地毯的图案选用具有现代装饰意趣的几何图形、抽象图案、变化图案为素材。在构图形式上运用较多的为几何形交错结构和马赛克镶嵌结构,以简单的方格形、菱形、六角形、万字形、回纹形等交错组合,形成平稳匀称的网状结构,图形整齐而有变化,产生很有规律的节奏感。
一些毯面较小的机织地毯、钩针栽绒地毯的图案也有采用适合纹样格局。这类地毯常被放置于室内某个部位,如客厅中央或沙发周围,具有轻松明快的特色。它的纹样不象传统地毯图案那么精细复杂,大多是几何形纹样组合,图案概括简练,豪放自由,并带有较多抽象意味,与现代室内装饰风格十分协调。
机织地毯的色彩简单明净,常采用3-5色,以少胜多,追求稳重、宁静的装饰感。所用色彩较丰富,红色、草莓色、蓝色、灰色、绿色、深棕、棕黄、驼色都是常见的颜色。近年来,随着现代装饰的影响,传统的暗色调地毯有被明色调取代的发展趋势。
七、几类地毯的特点与应用
(一)手工编织纯毛地毯
国产手工编织纯毛地毯是用绵羊毛纺纱染色后,按照设计图样织造而成。一般采用8字扣(国际上称波斯扣)栽绒打结制成。在每一英尺内毯面上累计打结的层数为地毯的道数,地毯的道数越多,栽绒的密度越大,地毯的质量越好,价格越贵。一般家用地毯为90~150道,高级室内用毯均在200道以上,个别可以达到400道。手工织成的栽绒地毯要用专用切削设备进行平整和切削处理,使毯面平整,绒头倒伏一致。再用电动剪刀开片加工,根据设计图案的层次关系,片剪成浮雕状。还要进行氯化水洗工艺,通过化学腐蚀和机械作用,将绒头的单股毛纱破捻,横截面刷尖,使之倒伏平滑,产生丝光效果。烘干后产品表面平整丝光,手感爽滑,致密而富有弹性。最后进行衬边的修饰、绒面的完善和各种质量缺陷的剔除和修补,才算完成地毯的制做。
手工纺织纯羊毛地毯图案优美,色泽鲜艳,富丽堂皇,质地厚实,富有弹性,柔软舒适,经久耐用。但由于做工精细,价格较高,常用于高级会议场所,大型饭店及住宅。
(二)机织纯毛地毯
机织纯毛地毯具有手工纺织纯毛地毯相似的使用性能,毯面平整,光泽好,脚感舒适,抗磨耐用等。机器织造的图案花纹不如手工编织地毯随意,但图案规整细腻。后期修饰工作也不如手工纺织地毯细致。与化纤地毯相比,有高回弹,抗静电、耐老化,耐燃和感觉舒适等优点。能工业化大批量生产,价格适中。
机织纯毛地毯适用于宾馆、饭店的客房,楼梯及大多数公用场所,也可以在家庭中满铺使用。这种地毯有阻燃产品,用于高层建筑居室及公用场合等防火要求较高的场所。
(三)纯羊毛无纺织地毯
纯羊毛无纺织地毯是以粗羊毛为原料,采用针刺、针缝、粘合、静电植绒等无纺织成型方法制成,它是近几年发展起来的新品种,具有质地均匀、物美价廉、使用方便等特点。广泛用于宾馆、体育馆、剧院及其它公共场合。
(四)化纤地毯
化纤地毯是一种新型铺地材料,它作为传统羊毛地毯的替代品迅速发展。化纤地毯原料来源广泛,可以机械化大批量生产,产品价格低廉,耐虫蛀,易清洗,受到人们的欢迎。我国八十年代大量引进和发展了化纤地毯生产技术,产品质量已达到国外同类产品的水平。
(五)橡胶地毯
橡胶地毯是以天然或合成橡胶配以各种化工原料,热压硫化成型的卷状地毯。它具有色彩鲜艳、柔软舒适、弹性好、耐水、防滑、易清洗等特点。特别适用于卫生间、浴室、游泳池、车辆及轮船走道等特殊环境。各种绝缘等级的特制橡胶地毯还广泛用于配电室、计算机房等场合。
八、地毯的保养
地毯在使用过程中应注意以下几点:
1、暂时不用的地毯,应沿顺毛方向卷起来,存放于阴冷干燥处。打卷时应做到毯边齐整,不得出现螺丝状边缘。同时撒放防虫药物,并用防潮物品包裹,以防受潮或被污染。
2、在地毯上放置家具时,接触地毯的部分最好用垫片隔离,以减轻对毯面的压力,避免产生变形。
3、铺设地毯应尽量避免阳光直射。使用过程中,不得沾染油污、酸性物质、茶渍等。如有玷污,应及时清除。
4、使用过程中,应做好经常性的清扫除尘工作,最好每天用吸尘器沿着顺行方向轻轻清扫一遍。所使用的清洁工具不得带有齿状或边缘粗糙,以免损坏地毯。
5、地毯如出现局部虫蛀或磨损,应由专业人员及时修复。
第三节 装饰墙布
一、装饰墙布的性能要求
(一)平挺性能
墙布织物需平挺而有一定弹性,无缩率或缩率较小,尺寸稳定性好,织物边缘整齐平直,不弯曲变形,花纹拼接准确不走样。这些织物本身品质性能的优劣直接影响到裱贴施工的效果。多幅墙布拼接粘贴于墙面后需达到平整一致“天衣无缝”的视觉效应。
墙布还应具有相当密度与适当厚度,若织物过于稀疏单薄,一些水溶性的粘合剂就可能渗透到织物表面,形成色斑。
(二)粘贴性能
墙布必须具备较好的粘贴性,粘贴后织物表面平整挺括,拼缝齐整,无翘起剥离现象产生。墙布粘贴性除要求足够的粘敷牢度,使织物与墙面结合平服牢固外,还应具有重新施工时易于剥离的性能。因为墙布使用一段时间后需更换新的花色品种,这就要求旧墙布在剥脱时方便,易于清除。
(三)耐污、易于除尘
墙布大面积暴露于空气中,极易积聚灰尘,易受霉变虫蛀等自然污损。为此要求墙布具有较好的防腐耐污性能,能经受空气中细菌、微生物的侵蚀不发霉,纤维有较强的抗污染能力,日常去污除尘需方便易行,一般以软刷子和真空吸尘器应能有效除尘。有些墙布为达到较好的除尘耐污要求,可作拒水、拒油处理,经处理后不易沾尘,也能进行揩擦清洗,但对墙布的保温性能以及织物表面风格有一定影响。
(四)耐光性
墙布虽然装饰于室内,但也经常受到阳光的照射,为了保持织物的牢度和花纹色彩的鲜艳,要求纤维具有较好的耐光性,不易老化变质。染料的化学稳定性好,日光照晒后不褪色。
(五)吸音、阻燃性
有些特殊需要的墙布还需具备良好的吸音、阻燃性能。需要纤维材料能吸收声波,使噪音得以衰减;同时利用织物组织结构使墙布表面具有凹凸效应,增强吸音性能。墙布的阻燃防火性则根据不同的环境作出规定。这需将墙布粘贴在假设的墙壁基材上进行试验,根据墙布的发热量、发烟系数、燃烧所产生的气体毒性进行测试判断,以确定阻燃性的优劣。
二、棉纺墙布
棉纺墙布是装饰墙布之一。它是将纯棉平布经过前处理、印花、涂层制作而成。这种墙布强度大,静电小,蠕变小,无味,无毒,吸音,花型繁多,色泽美观大方。用于宾馆、饭店等公共建筑及较高级的民用住宅的装修。可在砂浆、混凝土、石膏板、胶合板、纤维板及石棉水泥板等多种基层上使用。棉纺墙布的主要技术性能见表3-6。
表3-6 棉纺墙布的主要技术性能指标
技 术 性 能 指标
质量(g/cm2)厚度(mm)断裂强度(kg/5×20cm):纵向断裂强度/(kg/5×20cm):横向断裂伸长率(%):纵向横向冲击强度(kg),Y631型织物破裂试验机耐磨性(次),Y522型圆盘式织物耐磨机静电效应,静电值(v) 半衰期(s)(感应式静电仪,室温19±1℃,相对湿度50%±2%,放电电压5000v)色泽坚牢度(级): 单洗褪色 皂洗色 干摩擦 湿磨擦 刷洗 日晒 1150.3577493834.750018413-44-54-543-47
三、无纺贴墙布
无纺贴墙布是采用棉、麻等天然纤维或涤纶、腈纶等合成纤维,经过无纺成型、上树脂、印花而成的一种新型贴墙材料。这种贴墙布的特点是挺括、有弹性、不易折断、耐老化、对皮肤无刺激作用等,而且色彩鲜艳,粘贴方便,具有一定的透气性和防潮性,能擦洗而不褪色。无纺贴墙布适用于各种建筑物的内墙装饰。其中,涤纶棉无纺贴墙布还具有质地细洁、光滑等特点,尤其适用于高档宾馆及住宅的装修。无纺贴墙布的规格及性能见表3-7。
表3-7 无纺贴墙布的规格及性能指标
品 种 规 格(mm) 技术指标
质量(g/m2) 平均强度(Mpa) 粘贴牢度(kg/2.5cm)
涤纶无纺贴墙布 厚度0.12-0.18宽度850-900 75 2.0 0.55,混合砂浆墙面0.35,油漆墙面
麻无纺贴墙布 100 1.4 0.2,混合砂浆墙面0.15,油漆墙面
四、化纤墙布
化纤墙布是以涤纶、腈纶、丙纶等化纤布为基材,经处理后印花而成。这种墙布具有无毒、无味、透气、防潮、耐磨、无分层等特点。适用于各类建筑的室内装修。花色品种繁多,主要规格为宽820-840mm,厚0.15-0.18mm,每卷长50m。
五、纺织纤维壁纸
(一)特点
由棉、毛、麻、丝等天然纤维及化学纤维制成各种色泽、花式的粗细纱或织物,再与木浆基纸贴合制成。用扁草、竹丝或麻皮条等经漂白或染色再与棉线交织后同基纸贴合制成的植物纤维壁纸也与此类似。贴合胶粘剂可选用PVA或丙烯酸系胶粘剂。
纺织纤维壁纸无毒、吸音、透气,有一定的调湿和防止墙面结露长霉的功效。它的视觉效果好,特别是天然纤维以它丰富的质感具有十分诱人的装饰效果。它顺应现代社会“崇尚自然”的心理潮流,作为一种高级装饰材料在国外已得到广泛应用。近年来我国一些宾馆进口使用了这种壁纸。西安建筑材料厂也已开始生产这种壁纸,已为国内许多宾馆、饭店、办公楼、学校、商场及家庭室内选用,并已进入国际市场。
纺织纤维壁纸的规格、尺寸及施工工艺与一般壁纸相同。裱糊时先在壁纸背面用湿布稍揩一下再张贴,不用提前用水浸泡壁纸,接缝对花也比较简便。
(二)生产工艺
纺织纤维壁纸的生产过程包括纱线或织物的纺织和壁纸生产两部分。
1、纱线或织物的纺织
与壁纸生产配套的纺织生产工艺及制品种类多种多样。有利用一些简单设备及手工工艺就能生产的独具特色的编织织物,也有利用新型磨擦纺纱机、气流纺纱机、环锭精纺机、特殊捻线机及织机等生产的多种艺术格调的纱线及织物。尤其是近几年开发生产的许多截面分布不规格、结构不同或色泽各异的花式纱线,诸如结子纱、短纤竹结纱、雪花纱、色蕊、珠圈纱、雪尼尔纱、混色纱等,外形新颖、花色绚丽、种类繁多、富于艺术表现力,使纺织纤维壁纸显示了特殊的魅力。
2、壁纸生产
纺织纤维壁纸生产一般包括纱线及织物预整理、进纸、纱线或织物输入、上胶、复合、加压、热烘、冷却、裁切、卷取等工艺过程。
纺织纤维壁纸生产时由于复合于基纸上的纱线品种、色泽、粗细及编排方式可任意组合生产出多种产品,而不必像塑料壁纸那样经复杂工艺制造成套花辊才能增加花色品种。因此,纺织纤维壁纸在花样更新上具有灵活机动的特点。
(三)产品性能与标准
纺织纤维壁纸的性能要求与一般壁纸基本相同,但仍然有自己的特点:因此已制定了标准草案,规定的理化性能如下:
1、耐光色度不低于4级。
2、耐摩擦色牢度、干摩擦不低于4级,湿磨擦不低于4级。
3、不透明度不低于90%。
4、湿润强度纵向不低于4N/1.5cm,横向不低于2N/1.5cm。
5、甲醛释放不高于2mg/L。
此外,对用户有特殊要求的功能性壁纸产品,可进行阻燃性、耐硫化氢污染、耐水、防污、防霉及可洗性特殊性能试验。
目前,纺织纤维壁纸防污及可洗性尚差,应进一步改进。
采用麻草、席草、龙须草等天然植物为原料,以手工或其它方式编织成各种图案的织物,再衬以底层材料制作的壁纸,有其特殊的装饰性。表3-8是麻草壁纸的特点与规格。
表3-8 麻草壁纸的特点与规格
原料及生产方法 特点 用途 规格(cm)
麻草壁纸是以纸为底层,以编织的麻草为面层,经复合加工而成的新型室内装饰材料 具有阻燃、吸音、散潮湿、不吸气、不变形等特点。并具有自然、古朴、粗犷的大自然之美,给人以置身于自然原野之中的感觉适用于会议室、接待室、影剧院、酒巴、舞厅、饭店、宾馆、商店橱窗的装饰 厚度:0.3-1.3宽:960长:5500, 7320
六、平绒织物
平绒织物是一种毛织物,属于绵织物中较高档的产品。这种织物的表面被耸立的绒毛所覆盖,绒毛高度一般为1.2mm左右,形成平整的绒面,所以称为平绒。
平绒织物具有以下特点:①耐磨性较之一般织物要高4-5倍。因为平绒织物的表面是纤维断面与外界接触,避免了布底产生磨擦。②平绒表面密布着耸立的绒毛,故手感柔软且弹性好、光泽柔和,表面不易起皱。③布身厚实,且表面绒毛能形成空气层,因而保暖性好。所以平绒织物很受人们喜爱,常用于日常生活及建筑装饰等方面。
平绒织物根据绒毛的形成方法可分为经平绒和纬平绒两大类。经平绒是将织物的双层从中间割断,形成单层织物,经刷绒等后处理而成;纬平绒是将绒纬割断并经刷绒等后处理而成。经平绒一般绒毛较长,织造工艺复杂,织疵较多,但效率较高,织绒工艺简单;纬平绒质地较薄,手感好,有光泽,但后整理加工工艺较复杂。目前国内生产的平绒织物大多数是经平绒。仅少数厂有纬平绒产品。
(一)外观
优良的平绒织物产品外观应达到绒毛丰满直立、平齐匀密、绒面光洁平整、色泽柔和、方向性小、手感柔软滑润、富有弹性等要求。具体要求如下:①绒毛及绒面要平、直、竖、密、匀、洁。②光泽要柔和、均匀、无倒毛闪光。③色泽要纯正、鲜艳、无条花。④手感要柔软、滑润、有弹性。⑤布边要平直、整齐、紧密、两边宽度一样。
(二)平绒织物的特征指标
1、绒毛截面覆盖率
绒毛截面覆盖率是绒毛截面积的总和与地布总面积的百分数。绒毛截面覆盖率高,表示绒面的丰满程度好。
2、绒面绒毛高度
绒面绒毛高度是指割绒后直立于织物表面上单根绒毛的平均高度。绒毛的高度较高时,绒面较直,弹性较差,但绒面比较丰满。
3、绒面丰满度
绒面的丰满度是指单位面积地布上的绒毛体积。它包含了绒毛的覆盖率与绒毛高度两个因素。绒面丰满度的单位为“密”。“密”数越高,则绒面越丰满。常见的纬平绒的绒面丰满度在11密左右,经平绒的绒面丰满度在15密左右。
4、绒毛固结紧度
绒毛固结紧度是表示绒纱在织物组织中受地经纱和压绒经纱排列挤压的程度。固结紧度越大,则绒毛固结牢度越好,越不容易脱毛。纬平绒的固结紧度用绒纬纱方向的组织紧度来表示,其值等于织物经向紧度加上绒纱与经纱交织点紧度的和。经平绒的绒毛固结紧度则表示绒经纱在织物组织中受纬纱排列挤压的程度。
5、绒面覆盖均匀度
绒面覆盖均匀度是用绒面绒毛经纬向间距的比值来表示。它是关系到能否获得良好平绒风格的一个重要指标。绒毛的覆盖均匀度以越接近100%越好。该指标等于100%时,表示绒毛经纬向的间距相等,这时绒面绒毛分布均匀、丰满、无条影,具有良好的平绒风格。
(三)平绒织物的应用
平绒织物用于室内装饰主要是外包墙面或柱面及家具的坐垫等部位。为了增加平绒织物的弹性及手感效果,绒布背后常衬以泡沫塑料,其目的是使绒布墙面更加丰满。在构造上,绒布墙面一般由三部分组成:基层固定3mm左右厚的夹板,在夹板上固定1cm厚的泡沫塑料,然后再将绒布用压条固定。为了增加墙面的装饰效果,常用铜压条或不锈钢压条,每隔1-2mm作竖向分割。基层的墙面要干燥,如果背面是潮气较大的房间,在夹板背面还应做防潮处理。在绒布与地面交接部位,多用木踢脚板过渡,用木踢脚板封边。
第四章 木质装饰材料
木质室内装饰材料是指包括木、竹材以及以木、竹材为主要原料加工而成的一类适合于家具和室内装饰装修的材料。
木材和竹材是人类最早应用于建筑以及装饰装修的材料之一。由于木、竹材具有许多不可由其它材料所替代的优良特性,它们至今在建筑装饰装修中仍然占有极其重要的地位。虽然其它种类的新材料不断出现,但木、竹材料仍然是家具和建筑领域不可缺少的材料,其特点可以归结如下:(1)不可替代的天然性。木、竹材是天然的,有独特的质地与构造,其纹理、年轮和色泽等能够给人们一种回归自然、返朴归真的感觉,深受广大人们所喜爱;(2)典型的绿色材料。木、竹材本身不存在污染源,其散发的清香和纯真的视觉感受有益于人们的身体健康。与塑料、钢铁等材料相比,木、竹材是可循环利用和永续利用的材料;(3)优良的物理力学性能。竹、木材是质轻而高比强度的材料,具有良好的绝热、吸声、吸湿和绝缘性能。同时,竹、木材与钢铁、水泥和石材相比具有一定的弹性,可以缓和冲击力,提高人们居住和行走的安全。(4)良好的加工性。竹、木材可以方便地进行锯、刨、铣、钉、剪等机械加工和贴、粘、涂、画、烙、雕等装饰加工。
基于上述的特点,木质装饰材料迄今为止仍然是建筑装饰领域中应用最多的材料。它们有的具有天然的花纹和色彩,有的具有人工制作的图案,有的体现出大自然的本色,有的显示出人类巧夺天工的装饰本领,为装饰世界带来了清新、欢快、淡雅、华贵、庄严、肃静、活泼、轻松等各种各样的气氛。
人造板工业的发展极大地推动了木质装饰材料的发展,中密度纤维板、刨花板、微粒板、细木工板、竹质板等基材的迅猛发展,以及新的表面装饰材料和新的表面装饰工艺与设备的不断出现,使木质装饰材料从品种、花色、质地到产量都大大向前推动了一步。
木质装饰材料以其优良的特性和广泛的来源,大量应用于宾馆、饭店、影剧院、会议厅、居室、车船、机舱等各种建筑的室内装饰中。
第一节 木质装饰材料的种类与概况
一、木质装饰材料的种类
木质装饰材料按其结构与功能不同可分为竹木地板、装饰薄木、人造板、装饰人造板、装饰型材五大类,见表4-1。其中以装饰人造板和地板的品种及花色最多,应用也最广。在地板的六大系列中,多层复合地板、竹地板和复合强化地板是近几年发展较快的木制装饰产品,其中尤以复合强化地板发展很快,它以优良的性能和合适的价格吸引了广大的顾客,占领了地板市场的半壁江山。装饰人造板则不仅产量增长迅猛,花色品种也层出不穷,其中以不同材料的贴面装饰人造板发展最快。装饰薄木由于珍贵树种的日渐减少,天然刨切薄木增长减慢,人造薄木的品种和产量增加。近年来装饰型材也大量涌向装饰市场,品种和花色更新极快,成为消费者新的热点。
二、木质装饰材料的基本构成
(一)竹木地板
地板的基材最初均为原木,采用质地坚硬、花纹美观、不易腐烂的木材。这种以木材直接加工的所谓实木地板,由于其纯天然的构造,至今仍然在市场上畅销不衰。近些年来,由于人造板的迅速发展,采用胶合板、刨花板、硬质纤维板和中密度纤维板为基材进行二次加工制造地板已日渐风行。特别是采用中密度纤维板为基材,经三聚氰胺浸渍纸贴面加工而成的所谓复合强化地板,已成为人造板结构类地板中的佼佼者。我国是竹材生产大国,有着丰富的竹类资源,因此近些年来采用竹材为基材的地板发展也相当快。竹材质地坚硬,色泽淡雅而一致,尺寸稳定而耐用,制成的地板档次较高。
表4-1 木质装饰材料分类
木质装饰材料 类 别 主 要 系 列 主 要 系 列 品 种 举 例
竹 木 地 板 实木地板 拼花地板块、长条企口地板、软木地板
多层复合地板 三层复合地板、五层复合地板
复合强化地板 浸渍纸贴面复合强化地板
立木地板 六角形立木地板、立木拼花地板
人造板地板 集成材地板、贴面刨花板地板
竹地板 长条竹地板、拼花竹地板、立竹地板
装 饰 薄 木 天然装饰薄木 水曲柳刨切薄木、红榉刨切薄木
人造装饰薄木 仿胡桃木人造薄木、仿鸡翅木人造薄木
木 质 人 造 板 纤维板 中密度纤维板、软质纤维板、硬质纤维板
刨花板 普通刨花板、定向刨花板、华夫板
胶合板 普通胶合板、细木工板、层积胶合板
装 饰 人 造 板 贴面装饰人造板 浸渍纸贴面人造板、微薄木贴面人造板
表面加工人造板 植绒装饰吸音板、浮雕装饰人造板
装 饰 型 材 木线条 铣型木线条、雕花木线条
装饰木门 模压浮雕木门、薄木拼花贴面木门
(二)装饰薄木
装饰薄木基材一般为花纹美观、质地优良的珍贵树种,而且生产要求材径粗大,这往往限制了它的发展。因此,随着技术的进步和生产的发展,出现了一种新的人造基材—人工木方。它是采用普通树种经过机械加工、漂白、染色等一系列工序后再经重新排列组合和胶压而成。人工木方的构成有无数种方式,用它来刨切的薄木花纹也千姿百态,模拟的天然木材花纹惟妙惟肖,自创的人工图案则巧夺天工。这样不仅大大扩展了装饰薄木基材的来源,而且使装饰薄木又出现了一个装饰图案变化多端的新品种。
(三)木质人造板
木质人造板是装饰装修中大量应用的基本材料,也是装饰人造板采用最多的板材。它们是木材、竹材、植物纤维等材料经不同加工制成的纤维、刨花、碎料、单板、薄片、木条等基本单元经干燥、施胶、铺装、热压等工序制成的一大类板材。这类板材品种很多,包括胶合板、软质纤维板、硬质纤维板、中密度纤维板、普通刨花板、定向刨花板、微粒板、实心细木工板、空心细木工板、集成材、指接材、层积材等等,大多采用木材采伐剩余物、加工剩余物、间伐材、速生工业用材或非木材植物如竹材、蔗渣、棉秆、麻秆、稻草、麦秸、高梁秆、玉米秆、葵花秆、稻壳等作主要原料,资源广泛,成本低廉,是建筑和装饰装修目前和今后应当大力发展的材料。
(四)装饰人造板
装饰人造板是将木质人造板进行各种装饰加工而成的板材。由于色泽、平面图案、立体图案、表面构造、光泽等等的不同变化,大大提高了材料的视觉效果、艺术感受和材料的声、光、电、热、化学、耐水、耐候、耐久等性能,增强了材料的表达力并拓宽了材料的应用面,因而成为装饰领域应用最广泛的材料之一。
(五)装饰型材
装饰型材近些年来异军突起,成为装饰领域里发展最快的材料之一。它是采用木材、竹材、人造板、植物等原料经机械加工、模压、贴面等工艺制造而成的直接可以用于室内墙面、地面、顶棚的装饰装修以及直接用作门窗、扶梯等结构件的一类材料。这类材料有墙角线、踢脚线、吊顶板、墙裙、楼梯、扶手、木门窗等等。
二、木质材料的装饰方法
木质材料的装饰方法目前主要有如下几类:
(一)拼花
这类装饰主要利用木材和竹材的天然花纹和色泽,人为地排列组合成一定图案的装饰件。例如地板的拼花、刨切薄木和旋切薄竹的拼花等。人造薄木的制作与应用也可以归属于这一类装饰。
(二)贴面
这是木质装饰材料目前应用最广泛的装饰方法。随着科学技术的进步和人们对生活质量要求的不断提高,表面装饰材料发展极快,木质、塑料、金属、玻璃、纺织品、无机矿、皮革、天然纤维等各种材料的装饰制品层出不穷,变化万千,使贴面装饰成为主要的装饰手段。它装饰工艺简单,图案色泽花样多,装饰效果很好,深受广大人民喜爱。其中尤以树脂浸渍材料贴面最为风行,低压短周期贴面工艺和真空负压贴面工艺的出现加快了这一装饰方法的发展。
(三)涂饰
涂饰是最古老、最普通、最易行的装饰方法,在室内装饰中也是应用最多的装饰方法之一。无论是透明涂饰还是不透明涂饰,都应用得相当多。转移印刷、木纹直接印刷也属于这类装饰,它们也获得了广泛的应用。
(四)表面加工装饰
这类装饰是采用机械、电子、化学、光学等方法,在材料表面上制作色彩和图案,包括立体图案。有开沟槽、烙花、压花、打孔、喷粒、模压浮雕、电雕刻、光雕刻、植绒、发泡等多种手段。近些年来,还出现了表面瓷化、电镀等新的表面装饰工艺。
表面加工装饰常常与其它的装饰处理方法结合起来,可以得到更好的装饰效果。例如,将机械铣型和真空覆膜结合起来,可以获得极佳的立体图案。
第二节 竹木地板
一、竹木地板概说
(一)竹木地板的种类
竹木地板有多种分类方法,主要有以下几种:
1、按质地分:有竹质地板、木质地板、竹木复合地板、人造板地板、软木地板。
2、按外形结构分:有条状地板,如长条地板、短条地板;块状拼花地板,如正方形地板、菱形地板、六角形地板、三角形地板;粒状地板,又称木质马赛克;此外还有毯状地板、穿线地板、编制地板等。
3、按横断面构造分:有顺纹地板,即木、竹材纹理顺地板长边的地板;立木地板,即地板表面的纹理为木、竹材的横断面;斜纹地板,即地板表面的纹理方向与木、竹材纹理成一定角度。
4、按地板的接口形式分:有平口式地板、沟槽式地板、榫槽式地板、燕尾榫式地板、斜边式地板、插销式地板。
5、按层数分:有单层地板、双层地板、多层地板。
(二)竹木地板的应用特点
竹木地板有着独特的装饰效果,但也有着一定的缺点,在使用中应当注意。
1、质感特别。作为地面材料,坚实而富弹性,冬暖而夏凉,自然而高雅,舒适而安全。
2、装饰性好。色泽丰富,纹理美观,装饰形式多样。
3、物理性能好。有一定硬度但又具一定弹性,绝热绝缘,隔音防潮,不易老化。
4、使用中有一定的局限。本身不耐水、火,需进行一定处理才有此能力。干缩湿涨性强,处理与应用不当时易产生开裂变形,保护和维护要求较高。
(三)竹木地板的质量鉴别
竹木地板的质量鉴别是装饰装修中一个非常现实的问题。从装饰公司、设计人员直到家庭主妇,都经常涉及和关心这个问题。一般应从以下几个方面进行考虑。
1、地板的用材
地板的用材是鉴别地板档次和价格的最重要的方面,应考虑的有如下一些因素:
(1)木材的树种、来源和产地。名贵树种和普通树种当然不在同一档次和价格。即使是同一树种,由于产地不同,质地也有相当大的差别,自然也有高低之分。
(2)色泽。地板的色泽十分讲究。天然材料的色调差别很大,如不顾色差,装饰后的地面显得杂乱无章,十分刺眼,装饰效果差。自然界色差不大的木材并不多见,即使同一棵树,心材到边材往往也存在较大色差。竹地板受到许多人的垂青,其较为一致的淡黄色泽是原因之一。高档地板的色泽一般都较为一致。
(3)花纹。地板的花纹同样十分讲究。由于地面的特殊视觉效应,地板的花纹宜小不宜大,宜浅不宜深,宜直不宜曲,宜规则不宜乱。因此,从大部分人的喜爱角度看,径向条纹优于山水纹,点状花纹优于大片花纹。
(4)质地。地板的脚感、软硬、弹性、粗细、光洁等构造上的性质也代表着质量的高低。细腻而光洁的地板一般材质较好。
(5)材料的处理方式。经过水热处理或其它方式处理以保持尺寸稳定的地板质量较高。同时,地板的干燥方式和含水率更是非常重要的质量鉴别因素。
(6)复合地板的基材。上述的鉴别大多数为实木地板的鉴别方式,如果是复合地板或人造板地板,则重要的鉴别应当看地板所采用的基材。一般来说,采用的基材胶合板优于中密度纤维板,后者又优于刨花板。
2、地板的外观缺陷
地板的外观比较易于鉴别,一般有如下一些:
(1)节疤。节疤有死节、活节,死节强度极小,色泽也已发黑,显然是不允许的。活节有时并不影响外观,反而带有花纹的性质,节疤的过多会在地面上显出凌乱的感觉,所以要看节的多少和节的大小。
(2)腐朽。腐朽分内腐和外腐,外腐显然是经不起鉴别的,但内腐往往不易发现,可以通过敲击、试重来估计。内腐的地板敲击声沉闷,重量较轻。
(3)裂纹。有透裂、丝裂、内裂、外裂等。实木地板、人造板地板、复合地板都可能出现这样的缺陷。大的裂纹一般都是不允许的。
(4)虫孔。虫孔直径大或分布多而面积大,自然会影响外观,但直径小而分布均匀,则有一种天然的特殊装饰效果。
(5)色变。陈放、处理和加工的不同会引起地板基材或地板产品的色变。色变一般是局部的,而且色别和色差也不尽一致,这自然影响了外观。如果色变的色别和色差是一致的,则对地板是一种装饰,起到美化外观的作用
3、主要物理力学性能
地板的物理力学性能直接影响到地板的使用效果和使用寿命,有以下一些性能或指标可以用来鉴别或限定其质量:
(1)含水率。木材有较大的干缩湿涨性,因此含水率成为地板最重要的质量指标之一。在南方潮湿的气候下,地板常常由于湿涨出现局部或大面积的隆起。在北方干燥的气候下,则由于干缩而出现接口裂缝或地板的裂纹。因此,地板在施工前的过干过湿都是不适宜的,制造和施工时应考虑当地的平衡含水率并采取一定的防隆防裂措施。
(2)干缩湿涨。干缩湿涨是木材的天生本性,作为地板材料,这种性质是其弱点之一,选择和处理不当会严重影响使用效果。各种木质材料的干缩湿涨性有很大的区别。木材中有些材种的干缩湿涨极明显,有些则相对较小。高档次的实木地板所用材种一般有较小的干缩湿涨性。竹材的干缩湿涨较小,这是竹材作为地板用材的优点之一。人造板由于经过高温高压的处理,在空气中的干缩湿涨较小,这也是近年来用人造板作基材的复合地板得到高速发展的原因之一。
(3)表面耐磨性。作为地面材料,表面耐磨性显然是非常重要的。地板的表面一般都经过涂饰、覆膜等处理,因此可以说,地板的表面耐磨性与基材的关系不大而与表面处理的用材和方式有关。如油漆的质量和厚度,覆膜的材料和工艺等等。表面耐磨性可用表面耐磨仪检测,以耐磨转数为参数鉴别。
(4)表面耐冲击性。作为地面材料,应当要求一定的表面耐冲击性,以免在使用中当物件掉落地面时形成凹陷。表面耐冲击性不仅与表面处理的材料与方式有关,也与地板的基材性质有关。一般地板的材质较硬和表面处理材料韧性较好时,地板的表面耐冲击性较高。
(5)胶合强度和剥离强度。前者针对多层材料复合的复合地板,后者针对浸渍纸饰面或油漆饰面的地板。地面材料相对于顶棚和墙面材料,使用条件比较恶劣,易于产生胶层分离和油漆剥落。胶合强度和剥离强度可用仪器检测,在地板的国家标准中有所规定。
(6)甲醛释放量。这是近年来广为人们关心的问题。在天然木材中也含有微量甲醛,一般对人体不会造成危害,故实木地板可不考虑此问题。以人造板为基材和以木、竹材料经加工然后胶合而成的地板,由于胶合剂中未参与反应的游离甲醛的存在,会导致使用中甲醛在室内空间的释放而危害人体。在新的地板标准中,对甲醛释放量已作出规定。
4、地板的加工精度
地板的加工精度直接影响到安装与使用。应考虑以下几个方面:
(1)机械加工中的长度、宽度和厚度公差。这是安装的基本要求,特别是目前的地板大都是定形尺寸甚至已经过油漆后才用于安装,之后不再刨削等加工,对地板成品的加工精度要求较高,选择时应事先铺设数块进行检验。
(2)表面不平度。由于大多数特别是高档地板在施工时不再刨削等加工,地板表面由于刨削等加工引起的刀痕、波纹、起毛、沟槽等表面缺陷不允许存在。加工质量高的地板表面平整光滑,具有一定的光洁度。
(3)榫槽公差。地板有不同的榫结合,榫槽加工精度高时,地板结合紧密,接缝呈均匀的细线条,外观十分舒畅。选择时也可在购买现场实地铺设数块进行检验。
(4)拼合公差。主要针对表面拼花和多层拼合的复合地板。如长条竹地板,表面是多根竹片拼合而成。又如三层实木复合地板,表面是珍贵木材加工成的薄木片拼合而成。加工精度高时,拼缝严密而均匀,线条饱满而流畅,图案精致而自然。
(四)竹木地板的标准
地板有国际标准、欧洲标准和各国自定的标准,我国的台湾也制定有竹、木地板的标准。到目前为止,国内已制定的竹、木地板标准有以下一些:
1、GB15036—94实木地板块国家标准
该标准规定了以下几种地板的质量指标:由平口或企口的较短地板条纵横拼装成为方格图案的地板,也称为镶嵌地板;侧端面为榫槽或榫舌或者为平口的较长地板条;加工成矩形、正方形、正五角形、正八角形等正多面体或圆柱体的以横切面为耐磨面的地板,称竖木地板块或立木地板。该标准适用于气干密度不低于0.35g/cm3的针叶树和气干密度不低于0.5g/cm3的阔叶树木材制成的地板。
2、LY/T 1330—1999 抗静电木质活动地板林业行业标准
该标准规定了以木质材料为基材,并与其它材料相配合而组成的可拆装的一种结构地板的质量指标,它适用于计算机房及其它电子设备的地面设施。此标准是对原GB7910—87木质活动地板国家标准的修订,原标准则作废。
3、GB/T 18103—2000 实木复合地板国家标准
该标准规定了以实木拼板或单板为面层、实木条为芯层、单板为底层制成的企口地板和以单板为面层、胶合板为基材制成的企口地板的质量指标。地板以面层树种来确定地板树种名称。
4、LY/T 1573—2000 竹地板行业标准
该标准规定了将竹材加工成竹片后,再用胶粘剂胶合、加工而成的长条企口地板。它也适用于以竹材为主要原料的室内用长条企口地板。
5、GB/T 18102 浸渍纸层压木质地板国家标准
该标准规定了以一层或多层专用纸浸渍热固性氨基树脂,铺装在刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板等人造板基材表面,背面加平衡层,正面加耐磨层,经热压而成的地板的质量指标。这种类型的地板在市场上常称为复合强化地板。
二、实木地板
实木地板是用天然木材经锯解、干燥后直接加工成不同几何单元的地板,其特点是断面结构为单层,充分保留了木材的天然性质。近些年来,虽然有不同类别的地板大量涌入市场,但实木地板以它不可替代的优良性能稳定地占领着一定的市场份额。
(一)实木地板的树种
实木地板由于未经结构重组和与其它材料复合加工,对树种的要求相对较高,档次也由树种拉开。一般来说,地板用材以阔叶材为多,档次也较高,针叶材较少,档次也较低。进年由于国家实施天然林保护工程,进口木材作为实木地板原料增多。用作实木地板用材的树种可分为以下三大类:
1、国产阔叶材
这是应用较多的一类树种,常见的有:榉木、柞木、花梨木、檀木、楠木、水青冈、水曲柳、麻栎、高山栎、黄锥、红锥、白锥、红青冈、白青冈、槐木、白桦、红桦、枫桦、檫木、榆木、黄杞、槭木、楝木、荷木、白蜡木、红桉、柠檬桉、核桃木、硬合欢、楸木、樟木、椿木等。
2、进口材
进口木地板用材日渐增多,种类也越来越复杂,大致有如下一些:紫檀、柚木、花梨木、酸枝木、榉木、桃花芯木、甘巴豆、大甘巴豆、龙脑香、木夹豆、乌木、印茄、蚁木、白山榄长、水青冈等。
3、针叶材
用针叶材做实木地板较少,常用于多层复合地板的芯材。这类树种有:红松、广东松、落叶松、红杉、铁杉、云杉、油杉、水杉等。
(二)实木地板的品种、结构与特点
按市场销售的实木地板形式,有三个大类品种即实木地板条、拼花地板块和立木地板。
1、实木地板条
这是应用最广泛的实木地板品种,均为长方形,有平口和企口之分。平口地板侧边为平面,企口地板侧边为不同形式的连接面,如榫槽式、踺榫式、燕尾榫式、斜口式等。
地板条的长度变化很大,短的仅200mm,长的可达4000mm以上。一般500mm以下的短地板条采用不同的拼花形式进行安装,其部分拼花图案见图4-1。500mm以上的中、长地板条基本按花墙型形式安装。
(A) (C)
(D) (E) (F)
图4-1 几种实木地板条的拼花图案
500mm以下的短地板条的特点是:(1)形式传统,大众喜爱;(2)图案简洁大方,装饰效果好,价格适中,适于中、低档消费;(3)地板质量和施工有问题时易出现地板的起拱或开缝现象,影响外观和使用。
500mm以上的中、长地板条的特点是:(1)装饰简洁大方,已成为实木地板装饰形式的主流,深受大众喜爱;(2)幅面大,装饰效率高;(3)材质和加工要求高,材料利用率低,价格高。
2、拼花地板块
拼花地板块是将实木加工成不同的几何单元,在工厂中拼结成不同图案的地板块,顾客购买后再用于施工。
几何单元常见的有长方形、正方形、菱形、三角形、正六边形等。部分拼花地板块地图案形式见图4-2。
拼花地板块的特点是:(1)拼花形式多样,图案丰富,制造专业化,质量高;(2)幅面大,安装简便,效率高;(3)产品加工与安装不当时容易变形。
3、立木地板
这是一类结构比较特殊的地板,又称木质马赛克。这种地板利用木材的横截面作装饰面,其特点是:(1)利用木材的断面纹理,新颖大方,别具一格;(2)力学结构合理,断面耐磨而抗压;(3)组合图案极其丰富,装饰性强;(4)利用小径木材加工,成本低。
立木地板有单块和拼花板两种型式。单块由车圆的木棒经横切成木片并经干燥处理后,再用成型机加工成正六边形、四边形、三角形等,施工中进行各种图案的拼花。拼花立木地板是由立木单块通过手工或拼板机胶拼成不同几何形状的板块再经精加工而成。立木拼花地板块有六边形、正方形、菱形等多种外形和图案,一般边长在100—300mm。
(A) (B) (C)
(D) (E) (F)
图4-2 几种实木拼花地板块
(三)实木地板的技术要求
按GB/T 15036. 2—94实木地板国家标准,实木地板出厂交货时的含水率为8%—13%。表面材质缺陷和加工缺陷要求分别见表4-2和表4-3。
表4-2 实木地板条表面材质缺陷限值
项 目 优等品 一等品 合格品
髓芯(健全心材) 不许有
健全边材和内含边材 不许有 只允许健全边材
纹 理 规则纹理 各种非缺陷纹理均可
材 色 允许轻微色差,无变色 允许色差
裂纹 纵裂 不许有 宽≤0.1mm,长≤15mm
环裂 不许有 允许非贯通,长≤10mm
节子 健全活节直径<3mm,非脱落、非簇生死节<2mm的节子不计
活节 不许有 直径≤5mm个数≤3 直径≤10mm个数≤5
死节 不许有 直径≤5mm个数≤1 直径≤5mm个数≤3
虫 眼 不许有 针孔虫眼直径≤1mm
腐 朽 不许有
钝 棱 不许有
弯曲 顺弯 不许有
横弯 不许有
健全边材和内含边材 不许有 ≤地板块厚的1/3 ≤地板块厚的1/2
钝 棱 最大允许限度
地板块长度的10%地板块宽度的5%地板块底层厚度的1/5 20%10%1/3 25%20%1/2
背面缺木 最大允许限度
地板块长度的10%地板块宽度的5%厚度1.0mm 20%10%1.5mm 25%20%2mm
材 色 色差不限,无化学变色和真菌变色
纵 裂 不许有 宽≤0.2mm,长≤20mm
节子 健全活节直径<3mm,非蔟生死节直径<2mm的节子不计
死节 直径≤5mm 直径≤10mm 直径≤15mm
活节 直径≤3mm 直径≤5mm 直径≤10mm
虫 眼 不许有 针孔虫眼直径≤2mm
腐 朽 不许有
表4-3 实木地板条加工缺陷技术要求
项 目 优等品 一等品 合格品
切 面 以径切面为主,弦切面≤40%且木纹斜度不大于1/10 各切面均可,但木纹斜度不大于1/10 各切面均可
未刨部分和刨痕 表、侧面 肉眼看不出 局部允许有
背 面 允许有
MPⅠ型榫舌 肉眼看不出 任一条块:≤舌宽的20%≤舌长的10% 任一条块:≤舌宽的25%≤舌长的15%
深度限值 0.3mm 0.5mm
刨光面波纹 表、侧面 肉眼看不出 局部允许有
背 面 允许有
MPⅠ型榫舌残缺 任一条块榫舌长的 ≤1/5 ≤1/3
残榫宽 ≥2.5mm ≥2mm
任一条块两相邻面不垂直度 ≤0.4%
方形单元条间缝隙 MPⅠ型 ≤0.1mm
MPⅡ、Ⅲ型 — — —
表面对角线差值 ≤0.5mm ≤0.7mm ≤0.9mm
三、多层复合地板
由于世界天然林的逐渐减少,特别是装饰用优质木材的日渐枯竭,木材的合理利用已越来越受到人们的重视,多层结构的复合地板就是这种情况下的产物之一。多层复合地板实际上是利用珍贵木材或木材中的优质部分以及其它装饰性强的材料作表层,材质较差或质地较差部分的竹、木材料作中层或底层,经高温高压制成的多层结构的地板。这种地板不仅充分利用了优质材料。提高了制品的装饰性,而且所采用的加工工艺也不同程度地提高了产品的物理力学性能。
(一)多层复合地板的结构
多层复合地板一般有二层、三层、五层和多层结构,如图4-3。
图中A型结构是一种最常见的三层复合地板,分为表板、芯层、底层。表板采用珍贵树种制成2—4mm厚的薄板,剔除缺陷后加工成四面光洁的规格薄板条,再拼接成大幅面的表板。芯层采用普通木材或边角料制成长度不等的规则小木条,再拼成大张芯板。底层采用普通木材旋切而成的单板。上述三种材料涂胶组坯后热压成大幅面三层结构的板材,然后锯切、铣榫成为规格的地板。这种地
板的厚度一般为15.4mm,幅面尺寸为2200×184mm。
(A) (B) (C) (D)
(E) (F) (G)
图4-3 几种复合地板结构
B型结构复合地板与A型不同的地方在于表板以下采用多层胶合板,表板的材料和加工与A型的基本相同,地板的外形和尺寸也类似于A型。
C型复合地板表、中、底层厚度基本相同,均为4—8mm的木条,但长度和宽度三者并不一样。表层的木条材质好,有时也用径级较大的竹材加工,加工的光洁度、尺寸精度都较高。中、底层木条采用木材中质量较差的部分或挑选表层材料剔除下来的部分。三层木条组坯后采用高温胶合成板材后,再经机械加工成地板。
D型是一种五层结构的复合地板,类似于人造板中的细木工板。表层是0.3—0.7mm的旋切单板或刨切薄木,为花纹美观、色泽较一致的珍贵木材加工而成。表层下的芯板为1—3mm的旋切单板,其作用是提高与中心层木条垂直的横向抗弯强度,减小表层的厚度,节约珍贵木材,降低成本。中心层木条材质要求不高,经过干燥处理的杉木、杨木、马尾松、湿地松均可。底层是与表层对称的平衡层,为一般木材旋切成的与表板相同厚度的单板。底层以上的芯板与表层下的芯板材质和结构相同。
E型是正方形的多层复合地板,表层为5—8mm的不同几何形状、不同花纹、不同色泽的薄木板,拼成不同的图案,与胶合板热压胶合成地板。这种地板尺寸一般为390×390mm,厚度15—18mm,由于用材和加工要求较高,市场售价一般较高。
F型是一种底面架空型的复合地板。表层为菱形木块拼花,中层为条状木块拼接,底层为间隔的木条。这种地板结构简单,市场售价较低。
G型是双层复合地板。采用小规格的木、竹片纵横拼花,底层片材与表层片材互相错缝。这种地板厚度一般在14mm以下,幅面为300×300mm。
(二)多层复合地板的特点
多层复合地板的特点是:
1、充分利用珍贵木材和普通小规格材,在不影响表面装饰效果的前提下降低了产品的成本,赢得了顾客的喜爱;
2、结构合理,翘曲变形小,无开裂、收缩现象,具有较好的弹性;
3、板面规格大,安装方便,稳定性好;
4、装饰效果好,与豪华型实木大地板在外观上具有相同的效果
(三)多层复合地板的技术要求
由于多层复合地板是先将木材加工成不同单元,挑选后重新组合,再经压制、机械加工而成。因此,除表面的材料要求外,还会出现离缝、脱胶、、透胶、鼓泡、压痕等等加工上出现的外观缺陷。在GB/T 18103-2000国家标准中,对于以实木拼板或单板为面层、实木条为芯层、单板为底层制成的企口地板和以单板为面层、胶合板为基材制成的企口地板,对面层的材质和加工缺陷作出了有关规定,面层的材质要求与实木地板大致相同,加工上出现的外观缺陷要求见表4-4。此外,对实木复合地板的理化性能也作出了有关规定,见表4-5。
四、复合强化木地板
复合强化地板在市场上的名称很多,按国家标准,它的正式学名应当是浸渍纸饰面层压木质地板。这种地板起源于欧洲,大约在1985年森林工业发达的北欧国家瑞典和奥地利的人造板厂家合作研制和开发了世界上第一批复合强化木地板。由于复合强化木地板具有的独特性能,10多年来已风靡全球。1994年以来,复合强化木地板由国外大量涌入我国市场,迄今为止,包括国内的产品,复合强化木地板的品牌已近200个。
表4-4 实木复合地板的外观质量要求
名 称 项 目 表 面 背面
优等 中 合格
裂 缝 — 不允许 不限
拼接离缝 横拼 最大单个宽度,mm 0.1 0.2 0.5 不限
最大单个长度不超过板长,% 5 10 20
纵拼 最大单个宽度,mm 0.1 0.2 0.5
叠 层 — 不允许 不限
鼓泡,分层 — 不允许
凹陷、压痕、鼓包 — 不允许 不明显 不明显不限
补片、补条 — 不允许 不限
毛刺沟痕 — 不允许 不限
透胶、板面污染 不超过板面积,% 不允许 1 不限
砂 透 — 不允许 不限
漆膜鼓泡 觥_0.5mm 不允许 每块板不超过个3个 —
漏 漆 觥_0.5mm 不允许 —
表4-5 实木复合地板的理化性能指标
检验项目 单位 优等 一等 合格
浸渍剥离 — 每一边的任一胶层开胶的累计长度不超过该胶层长度的1/3(3mm以下不计)
静曲强度 MPa ≥30
弹性模量 MPa ≥4000
含水率 % 5—14
漆膜附着力 — 割痕及割痕交叉处允许有少量断续剥离
表面耐磨 g/100r ≤0.08,且漆膜未磨透 ≤0.15且漆膜未磨透
表面乃污染 — 无污染痕迹
甲醛释放量 mg/100g A类≤9:,B类>9—40
(一)复合强化木地板的结构
复合强化木地板是多层结构地板,图4-4是其基本结构示意图。由于结构特殊,对各层的材料、性质和要求等分别介绍如下。
1、表面耐磨层
表面耐磨层即图中的耐磨表层纸,地板的耐磨性主要取决于这层透明的耐磨纸。表层纸中含有三氧化二铝、碳化硅等高耐磨材料,其含量的高低与耐磨性成正比。但耐磨材料含量不能过高,一般不大于75g/m2,否则由于其遮盖作用会影响下层装饰纸的清晰性。同时,对刀具的硬度和耐磨性要求也相应提高。
2、装饰层
装饰层实际上是电脑仿真制作的印刷装饰纸,一般印有仿珍贵树种的木纹或其它图案,纸张为精制木、棉浆加工而成,要求白度90以上,吸水率25mm/10min,有一定的遮盖力以盖住深色的缓冲层纸的色泽并防止下层的树脂透到表面上来。一般使用含5%—20%钛白粉、定量为100g/m2左右的钛白纸。 图4-4 复合强化木地板结构
3、缓冲层
缓冲层是使装饰层具有一定厚度和机械强
度,一般为牛皮纸,其定量为60—125 g/m2,纸的厚度在0.2—0.3mm之间。
4、人造板基材
复合强化木地板的基材主要有两种,一种是中、高密度的纤维板,一种是刨花形态特殊的刨花板。目前市场销售的复合强化木地板绝大多数以中、高密度的纤维板为基材。由于地板与其它装饰装修材料相比,使用条件相对恶劣,故对基材的耐潮性、变形性、抗压性等要求较高,基材的优劣在很大程度上决定了地板质量的高低。中密度纤维板作为复合强化木地板的基材时,技术指标必须符合表4-6的要求。
5、平衡层
复合强化木地板的底层是为了使板材在结构上对称以避免变形而采用的与表面装饰层平衡的纸张,此外在安装后也起到一定的防潮作用。平衡纸为漂泊或不漂泊的牛皮纸,具有一定的厚度和机械强度。平衡纸浸渍酚醛树脂,含量一般为80%以上,具有较高的防湿防潮能力。
表4-6 复合强化木地板用中密度纤维板基材质量要求
性能 试验方法 单位 公称厚度(mm)
≥6.0 ≥7.0 ≥8.0 ≥9.0
密度 GB11718-1999 g/cm3 ≥0.80 ≥0.80 ≥0.80 ≥0.80
吸水厚度膨胀率 GB11718-1999 % ≤15 ≤13 ≤11 ≤10
内结合强度 GB11718-1999 MPa ≥1.0 ≥1.0 ≥1.0 ≥1.0
静曲强度 GB11718-1999 MPa ≥4.0 ≥4.0 ≥4.0 ≥4.0
甲醛释放量 GB11718-1999 mg/100g A类:≤9
B类:>9-40
表层纸和装饰层纸经脲醛树脂和三聚氰胺树脂浸渍、干燥,缓冲层纸和平衡层纸经酚醛树脂浸渍、干燥,然后与基材层叠组坯再经热压成板材。冷却后的板材经纵横锯切和纵横向开榫即成为产品。
(二)复合强化木地板的特点
1、优良的物理力学性能
复合强化木地板首先是具有很高的耐磨性,表面耐磨耗为普通油漆木地板的10-30倍。其次是产品的内结合强度、表面胶合强度和冲击韧性等力学性能都较好。根据检测,复合强化木地板的表面电阻小于1011伲泻玫目咕驳缧阅埽捎米骰康匕濉4送猓春锨炕镜匕逵辛己玫哪臀廴靖础⒖棺贤庀吖狻⒛拖阊套粕盏刃阅堋£
2、有较大的规格尺寸且尺寸稳定性好
地板的流行趋势为大规格尺寸,而实木地板随规格尺寸的加大,其变形的可能性也加大。复合强化木地板采用了高标准的材料和合理的加工手段,具有较好的尺寸稳定性,室内温湿度引起的地板尺寸变化较小。建筑界开始采用的低温辐射地板采暖系统,复合强化木地板是较适合的地板材料之一。
表4-7 浸渍纸层压木质地板外观质量要求
缺陷名称 正面 背面
优等品 一等品 合格品
干、湿花 不允许 总面积不超过板面地3% 允许
表面划痕 不允许 不允许露出基材
表面压痕 不允许
透底 不允许
光泽不均 不允许 总面积不超过板面地3% 允许
污斑 不允许 ≤3mm2,允许1个/块 ≤10mm2,允许1个/块 允许
鼓泡 不允许 ≤10mm2,允许1个/块
鼓包 不允许 ≤10mm2,允许1个/块
纸张撕裂 不允许 ≤100mm2,允许1个/块
局部缺纸 不允许 ≤20mm2,允许1个/块
崩边 不允许 允许
表面龟裂 不允许 不允许
分层 不允许 不允许
榫舌及边角缺损 不允许 不允许
3、安装简便,维护保养简单
地板采用泡末隔离缓冲层悬浮铺设方法,施工简单,效率高。平时可用清扫、拖抹、辊吸等方法维护保养,十分方便。
4、复合强化木地板的缺点
复合强化木地板也有一些不足之处应当引起注意。首先是地板的脚感或质感不如实木地板,其次是基材和各层间的胶合不良时,使用中会脱胶分层而无法修复。此外,地板中所含胶合剂较多,游离甲醛释放污染室内环境也要引起高度重视。
(三)复合强化木地板的质量要求
根据2000年国家质量技术监督局发布的GB/T 18102-2000国家标准,对以一层或多层专用纸浸渍热固性氨基树脂,铺装在刨花板、中密度纤维板、高密度纤维板等人造板基材表面,背面加平衡层,正面加耐磨层,经热压而成的地板即复合强化木地板进行了质量规定,见表4-7和表4-8。
表4-8 浸渍纸层压木质地板理化性能要求
检验项目 单位 优等品 一等品 合格品
静曲强度 MPa ≥40.0 ≥30.0
内结合强度 MPa ≥1.0
含水率 % 3.0—10.0
密度 g/cm3 ≥0.80
吸水厚度膨胀率 % ≤2.5 ≤4.5 ≤10.0
表面胶合强度 MPa ≥1.0
表面耐冷热循环 — 无龟裂、无鼓泡
表面耐划痕 — ≥3.5N表面无整圈连续划痕 ≥3.0N表面无整圈连续划痕 ≥2.0N表面无整圈连续划痕
尺寸稳定性 mm ≤0.5
表面耐磨 转 家庭用:≥6000
公共场所用:≥9000
表面耐香烟灼烧 — 无黑斑、裂纹和鼓泡
表面耐干热 — 无龟裂、无鼓泡
表面耐污染腐蚀 — 无污染、无腐蚀
表面耐龟裂 — 0级 1级
表面耐水蒸气 — 无突起、变色和龟裂
抗冲击 mm ≤9 ≤12
甲醛释放量 mg/100g A类:≤9
B类:>9—40
五、人造板地板
利用木质胶合板、刨花板、中密度纤维板、细木工板、硬质纤维板、集成材等作地板材料,国外早已流行。目前国内应用较多的是刨花板贴面地板,用作计算机机房地板。
(一)人造板地板基材的特点及质量要求
1、常用几种人造板基材的特点
(1)胶合板:结构好,力学强度高,尺寸稳定性好,是较好的地板材料。
(2)中密度纤维板:材质均匀,各方向的材性相差小,厚度精度较高。质量较差时会分层,吸水厚度膨胀率较大,湿强度低。
(3)细木工板:纵向强度高,尺寸稳定性较好,易加工。横向强度低,厚度偏差较大。
(4)刨花板:内部构造较粗糙,耐潮性差,吸水厚度膨胀率较大,湿度较大的环境中易变形和分层,一般不作与地面直接接触或相隔较近的地板材料。
(5)集成材:保持木材天然本色,装饰别具一格,纵向强度高,变形小。
2、基材的质量要求
(1)纵向强度和内结合强度高,尺寸稳定性好,厚度偏差小;
(2)含水率均匀,符合国家标准要求,耐潮性好,吸水厚度膨胀率较小。
(3)表面光洁平整,胶合性和油漆性好,易加工;
(4)甲醛释放量低于国家标准规定的指标,环境污染小。
(二)人造板地板的品种、特点及质量要求
人造板地板主要是用塑料装饰板、防火板、装饰薄木、PVC薄膜等材料贴面的地板,如刨花板贴面抗静电木质活动机房用地板。此外尚有用硬质纤维板、薄木和贴面胶合板直接贴于地面的拼花人造板地板。
人造板地板的特点是基材经高温高压处理,变形开裂小,力学强度高,幅面大,结构均匀,没有实木的节疤、腐朽等缺陷,色差也较小。
应用于计算机机房等地方的抗静电木质活动地板的有关行业标准见表4-9和4-10。
表4-9 抗静电木质活动地板幅面尺寸及偏差
名称等级 幅面尺寸(mm) 极限偏差(mm) 翘曲度(%) 邻边垂直度(mm)
优等 600×600500×500 ±0.2 ≤1 0.5
一等 ±0.3 0.8
注:经供需双方协商,可生产其它幅面尺寸的抗静电木质活动地板
表4-10抗静电木质活动地板物理力学性能
名称等级 集中载荷(N) 变形(mm) 破坏载荷(mm)
优等 >3000 ≤2 ≥104
一等 >2000 ≤2 ≥0.8×104
六、竹地板
竹地板是一种高档的地面装饰材料,十几年前已流行于欧美、东南亚和中东地区。我国是竹地板的主要生产国,产品销往世界各地。
(一)竹材加工地板的特点
与木材相比,竹材作为地板原料有许多特点,主要优缺点如下:
1、优点
(1)良好的质地和质感。竹材的组织结构细密,材质坚硬,具有较好的弹性,脚感舒适,装饰自然而大方。
(2)优良的物理力学性能。竹材的干缩湿胀小,尺寸稳定性高,不易变形开裂。同时,竹材的力学强度比木材高,耐磨性好。因此,竹材制成的地板强度和耐磨性高,环境温湿度的变化对其影响小。
(3)别具一格的装饰性。竹材色泽淡雅,色差小,这是竹材最大也是最难得的优点之一。此外,竹材的纹理通直,很有规律,竹节上有点状放射性花纹,有特殊的装饰性。因此,竹地板在地面的装饰大效果与木地板迥然不同。
2、缺点
(1)材料的加工性差。竹材中空、多节,头尾材质、径级变化大。从横断面看,表皮光滑疏水,不易胶合,内壁竹黄性质脆硬,强度差而不易胶合。这些对竹地板的加工造成较大困难,从而提高了产品的成本。
(2)材料的利用率低,产品价格较高。由于竹材的特殊结构,加工中需去掉许多部分,竹材利用率往往仅20—30%左右。此外,竹地板对竹材的竹龄有一定要求,需达3—4年以上,一定程度上限制了原料的来源。
(3)竹材的碳水化合物、低糖和低酯类物质含量较高,易于生霉和发生虫蛀,在加工中往往要进行特殊处理,也使产品成本提高。
根据以上的介绍,可以看出竹地板是一种好的地面装饰材料,但由于加工上的成本较高,地板的价格维持在较高的水平上。这也是多年来我国竹地板主要以出口为主,国内市场难以普及的原因之一。
(二)竹地板的品种与结构
近几年开发的竹地板种类很多,按其结构可分为以下几种,图4-5是其中具有代表性的几个品种。
(A) (B) (C)
(D) (E) (F)
图4-5常见几种竹地板结构
1、三层竹片地板。结构如图4-5中(A)。竹子加工成4—6mm的竹片,将质量高的竹片置于地板表层,质量较差的置于地板中、底层,三层竹片均按同一方向组坯,经热压胶合、齐边刨光后开榫开槽成为地板。组坯时表、底层竹片的竹青面均朝向外表面,中层竹片的竹青面上下交替变换布置,使竹材生长中形成的自然应力得到部分抵消,减小板材的变形。
2、单层竹条地板。结构如图4-5中(B)。竹子加工成竹条后侧向胶拼或以其它方式联结成板,胶拼或联结时竹青面对竹青面,竹黄面对竹黄面,使材料形成对称分布,减小板材的应力,避免开裂变形。
3、竹片竹条复合地板。结构如图4-5中(C)。中层采用竹条侧向胶拼而成的板材,上下胶贴竹片而成的三层结构竹地板。组坯时竹青竹黄面同样按照(A)、(B)结构中的布置方式,以提高地板的尺寸稳定性。
4、立竹拼花地板。结构如图4-5中(D)、(E)。将竹材加工成断面为正方形、平行四边形、菱形、三角形等不同几何形状的竹条,然后侧面胶合成柱体,加工成正方形柱体后横截成正方形立竹地板。
5、竹青地板。结构如图4-5中(F)。利用竹青面的耐磨和疏水性,将其作为装饰面。先将竹片三面加工成平面,留下竹青面。然后将竹片侧向胶合成板材,再按与竹材纤维方向成一定角度的方式将板材锯制成一定规格的正方形,即成为竹青地板。可想而知,竹青地板的表面是由规则的多个弧形面构成,具有立体效果。
竹地板的尺寸规格较多,除(A)、(B)两种地板外,其余的竹地板目前没有统一的规定,常见竹地板规格可参考表4-11。
表4-11 常见竹地板规格
产品名称 厚度(mm) 宽度(mm) 长度(mm)
立竹拼花地板 8、10、12、13、16、19、20、22、25、30、35、40 80、120、160、240 80、120、160、240
竹片竹条地板 单层结构 80-200:以10为级差变化200-600:以50为级差变化 150-850:以50为级差变化﹥900:以100为级差变化
多层结构
复合结构
(三)竹地板的质量要求
从上述的介绍可知,竹地板的结构是多种多样的。但市场上目前绝大部分的竹地板为图4-5中的(A)、(B)两种,林业行业也对这两种地板作出了质量规定。详细要求见表4-11和表4-12。
表4-12 竹地板的外观质量要求
项目 优等品 一等品 合格品
未刨部分和刨痕 表、侧面 不许有 轻微
背面 允许
榫舌残缺 残缺长度 不许有 ≤全长的10% ≤全长的20%
不许有 ≤2mm
腐朽 不许有
色差 不明显 轻微 允许
裂纹 不许有 允许一条,宽度≤0.2mm,长度≤板长的10% 允许一条,宽度≤0.2mm,长度≤板长的20%
虫孔 不许有
波纹 不许有 不明显
缺棱 不许有
拼接离缝 不许有 允许一条,宽度≤0.2mm,长度≤板长的30%
污染 不许有 ≤板面积的5%(累计)
霉变 不许有 不明显 轻微
鼓泡(觥_0.5mm) 不许有 每块板不超过3个 每块板不超过5个
针孔(觥_0.5mm) 不许有 每块板不超过3个 每块板不超过5个
邹皮 不许有 ≤板面积的5%
漏漆 不许有 ≤板面积的5%
粒子 不许有 轻微
表4-13 竹地板的理化性能指标
项目 单位 指标值
含水率 % 6.0
静曲强度 厚度≤15mm MPa ≥98.0
厚度>15mm ≥90.0
浸渍剥离试验 mm 任一胶层的累计剥离长度≤25
硬度 MPa ≥55.0
表面漆膜耐磨性 磨耗转数 r 磨100转后表面留有漆膜
磨耗值 g/100r ≤0.08
表面漆膜耐污染性 — 无污染痕迹
表面漆膜附着力 — 割痕及割痕交叉处允许有少量断续剥落
表面漆膜光泽度 % ≥85(有光)
甲醛释放量 mg/100g A类<9,B类9-40
表面抗冲击性能(落球高度) mm ≥1000,压痕直径≤10,无裂纹
第三节 装饰薄木
装饰薄木是木材经一定的处理或加工后再经精密刨切或旋切、厚度一般小于0.8mm的表面装饰材料。它的特点是具有天然的纹理或仿天然纹理,格调自然大方,可方便地剪切和拼花。装饰薄木有很好的粘结性质,可以在大多数材料上进行粘贴装饰,是家具、墙地面、门窗、人造板、广告牌等效果极佳的装饰材料。
一、装饰薄木的种类和结构
装饰薄木有几种分类方法。按厚度分可分为普通薄木和微薄木,前者厚度在0.5—0.8mm,后者厚度小于0.8mm。按制造方法分可分为旋切薄木、半圆旋切薄木、刨切刨木。按花纹分可分为径向薄木、弦向薄木。最常见的是按结构形式分类,分为天然薄木、集成薄木和人造薄木。
1、天然薄木
天然薄木是采用珍贵树种,经过水热处理后刨切或半圆旋切而成。它与集成薄木和人造薄木的区别在于木材未经分离和重组,加入其它如胶粘剂之类的成分,是名副其实的天然材料。此外,它对木材的材质要求高,往往是名贵木材。因此,天然薄木的市场价格一般高于其它两种薄木。
2、集成薄木
集成薄木是将一定花纹要求的木材先加工成规格几何体,然后将这些几何体需要胶合的表面涂胶,按设计要求组合,胶结成集成木方,如图4-6。集成木方再经刨切成集成薄木。集成薄木对木材的质地有一定要求,图案的花色很多,色泽与花纹的变化依赖天然木材,自然真实。大多用于家具部件、木门等局部的装饰,一般幅面不大,但制作精细,图案比较复杂。图4-6 集成木方
3、人造薄木
天然薄木与集成薄木一般都需要珍贵木材或质量较高的木材,生产将受到资源限制。因此,出现以普通树种制造高级装饰薄木的人造薄木工艺技术。它是用普通树种的木材单板经染色、层压和模压后制成木方,再经刨切而成。人造薄木可仿制各种珍贵树种的天然花纹,甚至做到以假乱真的地步,当然也可制出天然木材没有的花纹图案。
二、装饰薄木的树种
制造薄木的树种很多,一般要求早晚材比较明显,木射线粗大或密集,能在径切面或弦切面形成美丽木纹的树种。木材要易于进行切削、胶合和涂饰等加工,阔叶材的导管直径不宜太大,否则制成的薄木容易破碎,胶粘时易于透胶。
天然薄木对树种的花纹、色泽、缺陷等要求较高,人造薄木的树种要求则相对较低。
1、天然薄木的树种
我国常用天然薄木的国产树种有:水曲柳、楸木、黄波罗、桦木、酸枣、花梨木、槁木、梭罗、麻栎、榉木、椿木、樟木、龙楠、梓木等。进口材有:柚木、榉木、桃花芯木、花梨木、红木、伊迪南、酸枝木、栓木、白芫、沙比利、枫木、白橡等。我国常用天然薄木树种的材色和花纹见以下介绍。
(1)水曲柳:环孔材,心材黄褐色至灰黄褐色,边材狭窄,黄白至浅黄褐色,具光泽,弦面具有生长轮形成的倒“V”形或山水状花纹,径面呈平行条纹,偶有波状纹,类似牡羊卷角状纹理。
(2)酸枣:环孔材,心材浅肉红色至红褐色,边材黄褐色略灰,有光泽。弦面具有生长轮形成的倒“V”形或山水状花纹,径面则呈平行条纹。材色较水曲柳美观,花纹相类似。
(3)拟赤杨:散孔材,材色浅,调和一致,较美观。材色浅黄褐色或浅红褐色略白,具光泽。由生长轮引起的花纹略见或不明显。
(4)红豆杉:材色鲜明,心材色深,红褐至紫红褐或桔红褐色略黄,边材黄白或乳黄色,狭窄,具明显光泽,无特殊气味或滋味。生长轮常不规则,具伪年轮,旋切板板面由生长轮形成的倒“V”形或山水状花纹较美观。
(5)桦木:材色均匀淡雅,径面花纹好,材色黄白色至淡黄褐色,具有光泽。生长轮明显,常介以浅色薄壁组织带,射线宽,各个切面均易见。径面常由射线形成明显的片状或块状斑纹,即银光花纹,旋切板由生长轮引起的花纹亦可见。
(6)樟木:木材浅黄褐至浅黄褐色略红或略灰,紫樟、阴香樟、卵叶樟等为浅红褐至红褐,光泽明显,尤其径面,新伐材常具明显樟木香气。花纹主要由生长轮引起,呈倒“V”形,仅卵叶樟具有由交错纹理引起的带状花纹。
(7)黄波罗:东北珍贵树种之一。花纹美观,材色深沉,心材深栗褐色或褐色略带微绿或灰,边材黄白色至浅黄色略灰。花纹主要由生长轮形成,弦面上呈倒“V”形花纹,径面上则呈平行条纹。
(8)麻栎:材色花纹甚美,心材栗黄褐色至暗黄褐或略具微绿色,久露大气则转深,有美丽的绢丝光泽。花纹主要因纹理交错,在径面形成有深浅色相间的带状花纹,偶尔因扭转纹或波状纹形成的琴背花纹。弦面具有倒“V”形花纹。
2、人造薄木的树种
人造薄木的树种要求较低,具备以下条件的树种均可作为人造薄木的树种:
(1)纹理通直,质地均匀,易于切削,胶合性能好;
(2)颜色较浅,易于染色和涂饰;
(3)生长迅速,来源广泛,价格低廉。
生长迅速的杨木、桦木、松木、柏木等均可作为人造薄木树种。
三、装饰薄木的制造
1、天然薄木的制造
(1)木方和木段的制备:将原木剖成木方,如何剖制木方是取得优质薄木的关键。一般要求多出径切薄木,少出弦切薄木,并且有较高的出材率。木方剖制的图案有多种,应根据原木的具体情况现场确定。木段的制备是根据刨切薄木的长度将木方截断成所需尺寸。
(2)木方和木段的蒸煮:蒸煮的目的是为了软化木材,增加木材可塑性和含水率,以减少刨切或旋切时的切削阻力,并除去木材中一部分油脂和单宁等。一般采用水煮方式,蒸煮温度与时间要根据树种、木材硬度及薄木厚度等进行控制。硬度大则温度较高,薄木厚则蒸煮时间长。
(3)切制:刨切薄木在刨切机上进行。将木方固定在夹持板上,刀具固定在刀架上,二者之中有一方作间歇进给运动,另一方作往复运动,从而自木方上刨切下一定厚度的薄木。旋切薄木是在精密旋切机上进行。旋切所得薄木连续成带状,花纹一般成山水状,在装饰薄木中较少采用旋切制造薄木。
2、集成薄木的制造
(1)单元小木方的加工:按照设计的薄木图案,将木材加工成不同花纹、不同颜色、不同几何尺寸的单元小木方,应保持单元小木方的含水率在纤维饱和点以上,以免小木方产生干缩和变形。一般小木方的加工和拼制集成木方的工序应在高湿度环境中进行,以免水份逸散,不具备此条件时应经常喷水或将小木方浸泡在水中。
(2)小木方配料:根据设计图案的要求将小木方按树种、材色、木纹、材质、几何尺寸等配料。配料时注意,材性相差太大的树种不宜搭配在一起;易开裂的树种应配置在集成木方的内层,不易开裂的树种布置在外周以防止刨成薄木后表面产生裂纹;选择纹理通直的木材,交错纹理及扭曲纹理的应避免使用。
配好料的小木方先经蒸煮软化,提高其含水率,然后将拼接面刨光,使拼接面缝隙尽可能小。
(3)含水率调整:集成木方的胶拼用胶一般为湿固化型的聚氨酯树脂,该树脂需要吸收水分来固化。因此,小木方的含水率要调整到20-40%,太湿的要用抹布抹去一些,过干的要喷水。
(4)组坯与陈放:含水率调整好的小木方即可进行涂胶和组坯。胶合面的单面涂胶量为250-300g/m2,根据胶种和环境温度的不同陈放一段时间。
(5)冷压和养护:冷压压力一般为0.5-1.5MPa,加压时间随胶种和气温的不同而变化。冷压后可立即进行蒸煮,也可浸泡在水中进行养护,使集成木方的含水率保持在50%左右。
(6)集成木方刨切:方法与一般的薄木刨切一样。
3、人造薄木制造
人造薄木的制造科技含量较高,从花纹的电脑设计、模具的制作到基材的染色、人造木方的压制等都有较高的技术要求,基本过程简介如下。
(1)单板旋切:人造薄木的基材为木材旋切的单板,旋切的方法与普通胶合板所用的单板相同,水热蒸煮条件根据树种而定。
(2)单板染色:为模仿珍贵树种的色调或创造天然木材没有的花纹色调,一般单板需进行染色,有时在染色前还需先进行脱脂或漂白。染色要求整张、全厚度进行,不能仅为表面染色。单板染色常用酸性染料染色,酸性嫩黄、酸性红、酸性黑等。染色方法有扩散法、减压注入发、减压加压注入法等。染色后的单板经水冲洗,然后干燥至含水率为8-12%。以利于存放。
(3)人造薄木木方制造:木方制造所用胶粘剂根据胶合工艺不同有多种,但均要求有一定的耐水性,且固化后有一定的柔韧性,以免刨切薄木时损伤刀具。常用的有聚氨酯树脂、环氧树脂、脲醛树脂与乳白胶的混合胶等。单板涂胶后,按设计纹理要求将不同色调的染色单板按一定方式层叠组坯,然后根据花纹设计在不同形状的压模中压制。压力和时间的控制根据胶种、环境温度等条件而定。压制后的毛坯方按要求锯制、刨光成人造木方。木方的两端头用聚氯乙烯薄膜封边,以免刨切成薄木后,薄木的水分从端部散失,造成薄木两端破碎。聚氯乙烯薄膜的增塑剂含量为25-40%,采用的胶粘剂为氯丁橡胶胶粘剂。
(4)人造薄木的刨切
人造木方的刨切与普通天然薄木的刨制方法完全一样,根据木方形状与刨切方向不同,可以得到径面纹理、弦面纹理、半径面纹理及其它天然木材所不具有的新颖纹理。
四、装饰薄木的应用和质量要求
天然薄木和人造薄木目前大量用作刨花板、中密度纤维板、胶合板等人造板材的贴面材料,也用于家具部件、门窗、楼梯扶手、柱、墙地面等的现场饰面和封边。后者的应用往往要将薄木进行剪切和拼花,是家具和室内常见的装饰手法。
集成薄木实际上是一种工业化的薄木拼花,设计考究,制作精细,一般幅面不大。主要用于桌面、座椅、门窗、墙面、吊顶等的局部装饰。
表4-14 天然装饰薄木的质量要求
缺陷名称 检验项目 各等级允许缺陷数量
特级 一级 二级
(1)节子、孔洞、夹皮等 每米长板面上总个数 板宽≤120mm 1 1 1
板宽>120mm 2 2 2
活节 阔叶树材 最大单个长径,mm 20(小于5不计) 不限 不限
针叶树材 5(小于2不计) 10(小于5不计) 20(小于10不计)
半活节 最大单个长径,mm 不允许 10(小于5不计) 20(小于5不计)
死节 最大单个长径,mm 不允许 不允许 4(小于2不计)
孔洞(含虫孔) 最大单个长径,mm 不允许 2(小于0.5不密集不计) 4(小于2不密集不计)
夹皮 浅色 最大单个长径,mm 不允许 20(小于10不计) 30(小于10不计)
深色 不允许 15(小于5不计)
树脂囊(条) 最大单个长径,mm 不明显 5 10
(2)变色
真菌、化学变色 不超过板面积,% 轻微 5 10
异色心边材 不超过板面积,% 轻微 10 允许
伪心材 不超过板面积,% 不允许 10(色泽调和不限) 允许
(3)腐朽 不超过板面积,% 不允许 不允许 不允许
(4)裂缝 宽度,mm 闭合 开口 闭合 0.2以下 闭合 0.5以下
长度不超过板长,% 5 不允许 10 5 15 10
(5)毛刺沟痕 不超过板面积,% 不允许 1 5
(6)刀痕、划痕 凹凸量不超过板厚,% 不允许 5 10
(7)边、角缺损 允许有尺寸公差范围以内的缺损
天然薄木的质量要求已有国家标准,见表4-14。人造薄木和集成薄木暂时无国家标准,但较大的企业有自定的标准,主要从外观质量、单板胶层的耐水性、薄木的保色性、薄木与基材的胶合性等几方面来进行判定。外观质量主要要求人造薄木或集成薄木的色调与被模仿树种的色调吻合,染色均匀,薄木表面光滑平整,厚度均匀,无腐朽、虫眼、变色等缺陷。单板之间的胶层耐水性及薄木与基材胶合后的胶层耐水性个可通过浸渍试验来鉴定。取75×75mm的试件放中60±3℃温水中浸泡3h,然后放在60±3℃烘箱中干燥3 h,观察每条或每边胶缝脱开长度不应超过25mm。保色性主要检验保木染色的牢度,可取150×75mm的试件与400W的水银灯源相距300mm情况下照射24h,如无明显褪色即可。
第四节 人造板及装饰人造板
一、木质人造板
(一)木质人造板的种类与特点
木质人造板是利用木材及其它植物原料,用机械方法将其分解成不同单元,经干燥、施胶、铺装、预压、热压、锯边、砂光等一系列工序加工而成的板材。迄今为止,木质人造板仍然是家具和室内装修中使用最多的材料之一。常用的木质人造板的种类与特点如表4-15。表中的结构对称是指板材平面中心上下两部分在用材、单元几何尺寸、力学性质、含水率等方面是否相同。均匀性是指板材内部单元的大小差别、空间位置的规律性等。强度均齐性是指板材在平面方向上的力学强度是否相同。
表4-15 常用木质人造板的种类与特点
板材名称 表面性能 结构对称与均匀性 强度均齐性 尺寸稳定性 耐潮性
胶合板 木材天然构造 对称、质地均匀 纵横方向性 稳定 较好
硬质纤维板 表面平整背面网痕 不对称、质地均匀 各向同性 较差 较差
中密度纤维板 光洁平整 对称、质地细腻均匀 各向同性 较稳定 一般
软质纤维板 粗糙、多孔 对称、质地均匀 各向同性 稳定 很差
刨花板 平整 对称、质地不均匀 各向同性 较差 较差
细木工板 木材天然构造 对称、质地似木材 纵横方向性 较稳定 较好
指接集成材 木材天然构造 对称、质地似木材 纵横方向性 较稳定 较好
从表4-15可以看出,人造板的基材主要有胶合板、软质纤维板、中密度纤维板,硬质纤维板、胶合板、刨花板、指接集成材等,其中应用最多的是胶合板、中密度纤维板和细木工板。上述板材由于它们的构成单元不同和加工方法不同,都有各自的一些特点。
1、表面特性
胶合板表层保持了木材弦切面的木材纹理和构造特点,即具有空隙面、导管、节子和表面不平。由于旋切加工,表面还有裂隙。刨花板根据刨花形态与构成,表面性状差别很大。由于刨花相互交织,形成很多沟槽,使表面高低不平,尤其是单层结构板材,表层极为粗糙。三层结构的刨花板表面由于采用了较细原料,表面较平整。硬质纤维板表面没有导管、节子等缺陷,表面平整度较高,但常有石蜡等浮于纤维板表面,使胶合性能下降。湿法纤维板背面还有铁丝网痕,比较疏松,易引起使用中的变形。中密度纤维板的纤维分离度高,单元细小,表面光滑细腻,内部质地均匀,是质量较好的家具和装饰装修材料。细木工板和指接集成材,由于结构类似于天然木材,又有较好的尺寸稳定性和耐潮性,在家具和装饰装修中得到了广泛的应用,特别是细木工板,在人造板中已成为产量很高的板种之一。
2、膨胀与收缩
胶合板由于相邻层单板纹理互相垂直,吸湿或干燥时,相邻层单板相互牵制,故尺寸形状稳定性好。硬质纤维板经高温处理,纤维尺寸稳定性较一般木纤维有所改善,在相同温度下其平衡含水率较木材低,但由于其两表面的不对称,有网痕的一面表面积较大,膨胀与收缩两面不一致,容易产生变形。软质纤维板比重小、空隙多、吸湿快,其平衡含水率较硬质纤维板大,膨胀与收缩时产生的变形虽然较小,但耐水耐潮性较差。刨花板尺寸稳定性与使用胶种、施胶量、防水剂用量、热压条件、容重等有关,在相同的工艺条件下,它的尺寸稳定性较胶合板和纤维板差。人造板的尺寸稳定性不仅影响到其直接使用性,也影响到表面装饰时的工艺与产品质量。在人造板含水率变化时,随板材的收缩与膨胀,装饰后的板材反复受到拉应力或压应力,在饰面材料和人造板的界面间会产生相应的应力,致使饰面材料产生剥落、皱折或裂纹。因此,在人造板装饰中,除了设法提高人造板基材的稳定性外,也要求装饰材料具有一定的弹性与韧性,以补偿人造板基材的湿胀与干缩。
3、厚度不均
人造板都是在热压条件下制成,由于平面层上的基材厚度不均或铺装不匀,会产生压缩的不一致。这样,即使基材表面经砂光,厚度进行了调整,但是在湿胀或干缩时,由于各部分的压缩不均会造成表面凹凸不平。因此,胶合板的单张单板厚度应当尽可能一致,刨花板、纤维板铺装应当尽可能均匀,使板坯厚度公差减小到最小程度。
4、基材含水率
含水率不均的人造板易产生变形,故压制好的板材要放置一段时间,使内部含水率趋于均匀。进行装饰的人造板,装饰前要根据装饰材料及工艺要求,将基材人造板的含水率调整到一定范围,一般为8%一10%。含水率过低胶粘剂或涂料在基材表面的湿润性差,得不到应有的胶合强度和附着力。过高的含水率则不但得不到应有的胶合强度,还易造成装饰表面的缺陷。
(二)人造板生产工艺
人造板生产实际上是木质材料的分解和复合过程,大致可分为材料的分解、单元的干燥和施胶、成型和热压三个工段。
1、木质材料的分解
构成人造板的单元主要有纤维、刨花、单板、木条等,除木条的加工一般采用锯、刨外,其余的几种单元都有专用设备来加工。
用作纤维板原料的纤维加工过程如下:将小径木材、枝桠材、木材加工剩余物或其它植物原料在削片机中加工成规格片状,然后在热磨制浆机中磨成一定粗细的纤维。磨浆在一定的温度和压力下进行,纤维的粗细根据纤维板的种类而定,软质纤维板和中密度纤维板的纤维较细,硬质纤维板的纤维较粗。
用作刨花板原料的刨花或碎料的加工过程如下:将小径木材、枝桠材、木材加工剩余物或其它植物原料在削片机中加工成规格片状,然后在刨片机和打磨机中将片状材料加工成合格的刨花或碎料。
用作胶合板或细木工板原料的单板加工过程如下:将原木锯制成一定长度,经水热处理后在旋切机上进行旋切,旋切单板的厚度根据板材的要求由旋切机控制,单板的长度由剪切机根据要求剪切。
2、干燥与施胶
硬质纤维板一般采用湿法生产,不加树脂胶,仅在浆料中添加石蜡等防水剂,纤维在热压时进行干燥。软质纤维板采用湿法生产,添加淀粉作为胶料,同时也加入石蜡等防水剂。中密度纤维板一般采用干法生产,目前大多数工厂采用干燥与施胶同时进行的气流管道法,在纤维进入干燥管道前将胶料和防水剂雾状喷洒在纤维表面。该法的缺点是存在胶料的预固化,增加了胶的用量。改进的方法是表层采用气流管道法,芯层采用机械搅拌。
刨花的干燥一般采用连续式滚筒干燥机,胶料和防水剂的添加采用连续式搅拌施胶机。
单板干燥常采用喷气式网带干燥机或辊筒干燥机,单板在网带或辊筒上运行,空气作为介质干燥单板。单板的施胶采用滚筒式涂胶。
上述产品所采用的胶料一般为脲醛树脂,当产品需要特殊的防水性时,胶料采用酚醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂。
3、成型与热压
硬质纤维板和软质纤维板采用湿法长网成型,纤维浆料随长网运动时脱水成为湿状板坯,硬质纤维板的板坯由多层或单层热压机经挤水、干燥、塑化而成产品,软质纤维板的板坯则由多层网带式干燥机进行干燥而成产品。中密度纤维板采用干法生产,施胶干燥后的纤维经气流式或机械式或气流机械联合式铺装机铺装成板坯,板坯再经热压机热压成板材。中密度纤维板热压机有多层间歇式、单层间歇式和单层连续式,以后者最为先进,压制的板材质量高,厚度偏差小。
刨花板的成型与热压与类似于中密度纤维板。
胶合板一般以人工组坯,单板隔层双面涂胶,纵横交替摆放,形成直交,遵循奇数层原则,然后经热压成板材。
细木工板的成型与热压与胶合板类似,它们只是在结构上有一点区别,即细木工板的中心层为木条。
(三)几种常用人造板的质量要求
1、中密度纤维板
表4-16 中密度纤维板正表面质量要求
缺陷名称 缺陷规定 允 许 范 围
优等品 一等品 合格品
局部松软 直径≤50mm 不允许 3个
边角缺损 宽度≤10mm 不允许 允许
油 污 直径≤8mm 不允许 1个
炭 化 — 不允许
表4-17 室内型中密度纤维板物理力学性能要求
性 能 单位 公称厚度范围(mm)
1.8 —2.5 >2.5—4.0 >4—6 >6—9 >9—12 >12—19 >19—30 >30—45 >45
内结合强度 优等品 MPa 0.65 0.65 0.65 0.65 0.60 0.55 0.55 0.50 0.50
一等品 0.60 0.60 0.60 0.60 0.55 0.50 0.50 0.45 0.45
合格品 0.55 0.55 0.55 0.55 0.50 0.45 0.45 0.45 0.45
静曲强度 MPa 23 23 23 23 22 20 18 17 15
弹性模量 MPa — — 2700 2700 2500 2200 2100 1900 1700
握螺钉力 板面 N — — — — — 1000 1000 1000
板边 800 700 700
吸水厚度膨胀率 % 45 35 30 15 12 10 8 6 6
含水率 % 4-13
密度 Kg/m3 450-880
板内密度偏差 % ±7.0
注:当板厚小于15mm时,不测握螺钉力
中密度纤维板是家具和室内装饰装修应用最多的板材之一。它有室内型板、防潮型板、室外型板三类,产品按外观质量和内结合强度指标分为优等品、一等品、合格品三个等级。所有中密度纤维板的正表面质量要求见表4-16,室内型中密度纤维板的物理力学性能要求见表4-17。此外,中密度纤维板的表面结合强度应大于或等于1.2MPa,表面吸收性能大于或等于150mm,含砂量小于或等于0.05%。
2、细木工板
自90年代以来,细木工板由于其材性类似于天然木材,在家具和室内装饰装修中得到越来越广泛的应用,成为人造板中最大的板种之一。细木工板有许多品种,内部芯条或其它材料密集排列的为实心细木工板,内部芯条或其它材料间断排列的为空心细木工板。用胶粘剂将内部芯条或其它材料粘接在一起的称胶拼板芯细木工板,板芯材料之间的连接不采用胶粘剂粘接的称不胶拼细木工板。在家具和室内装修中应用较多的是实心细木工板,内部板芯材料胶拼或不胶拼的则都有采用,板芯胶拼细木工板多用于家具和高挡装修中,板芯不胶拼细木工板多用于一般装修中。
表4-18 细木工板厚度公差及表面波纹度要求
板材砂光形式 砂光 不砂光
板材厚度公差(mm) 板厚≥16mm ±0.6 ±0.4
板厚≤16mm ±0.8 ±0.6
表面波纹度(mm) ≤0.3 ≤0.5
由于结构的特殊性和材料几何形状的多样性等因素影响,细木工板与其它人造板相比,在生产中容易引起板材表面不平和厚度偏差。也就是说,细木工板要在表面平整度和厚度偏差等有关指标方面达到刨花板和中密度纤维板同等水平,难度要大得多。因此,在采用细木工板作为家具和室内装饰装修材料时,要特别注意这两项指标,见表4-18。
此外,细木工板往往是几种不同性质、不同结构、不同大小单元材料胶合起来的多层复合板,不同厂家生产的产品其胶合强度和横向静曲强度往往相差很大。因此,在选用时应当十分重视。表4-19和表4-20是这两项指标的要求值。
表4-19 细木工板横向静曲强度指标
板芯拼接型式 芯条胶拼 芯条不胶拼
板厚(mm) ≤14 >14-≤19 >19 ≤14 >14-≤19 >19
横向静曲强度(MPa ) ≥25.0 ≥22.0 ≥20.0 ≥16.0 ≥14 ≥12
表4-20 细木工板胶合强度指标
树 种 单个试件的胶合强度
椴木、杨木、拟赤杨 ≥0.70
水曲柳、荷木、枫香、槭木、榆木、柞木、马尾松、落叶松、云南松、云衫 ≥0.80
桦木 ≥1.00
3、人造板甲醛释放限量
家具及室内装饰装修用人造板基本上是采用脲醛树脂作为胶粘剂,脲醛树脂中存在的游离甲醛对人体有一定危害。因此,我国质量监督检验检疫总局于2000年12月发布了“室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量”强制性国家标准,具体指标见表4-21。
二、人造板装饰
在家具和装饰装修中应用最多的是经过各种装饰的人造板,人造板装饰的方法很多,对人造板基材也有一定要求。
表4-21 人造板及其制品中甲醛释放量试验方法及限量值
产品名称 试验方法 限量值 使用范围 限量标志b
中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板 穿孔萃取法 ≤9mg/100g 可直接用于室内 E1
≤30mg/100g 必须饰面处理后可允许用于室内 E2
胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板 干燥器法 ≤1.5mg/L 可直接用于室内 E1
≤5.0mg/L 必须饰面处理后可允许用于室内 E2
饰面人造板(包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等) 气候箱法a ≤0.12mg/L 可直接用于室内 E1
干燥器法 ≤1.5mg/L
a 仲裁时采用气候箱法b E1 为可直接用于室内的人造板,E2 为必须饰面处理后允许用于室内的人造板
1、人造板装饰的目的
人造板装饰的目的,概括起来有以下几种:
(1) 增强板材美观性,遮盖人造板表面的部分缺陷,提高使用价值;
(2) 改善人造板的功能,保护表面,使人造板具有耐磨、耐热、耐水、耐候,耐腐蚀等性能;
(3) 增加板材的新特性,提高人造板的强度、刚度、尺寸稳定性,扩大人造板作为结构材料的应用范围。
2、人造板装饰对基材的要求
人造板装饰前一定要对人造板基材进行表面处理,如砂光、打磨等。表面处理后的板材一般应具备如下要求:
(1) 要有较高耐水性和强度。胶合板应符合国标一、二类胶合板的标准,硬质纤维板应符合国标一、二等品要求,中密度纤维板应符合优等品或一等品的要求。
(2) 含水率均匀。湿法生产的纤维板要经过等湿处理,一般基材含水率应调整至8%~12%。
(3) 基材厚度均匀。由于人造板厚度偏差大,故一般要进行砂光,调整厚度,其偏差不大于0.2mm。
(4) 表面平滑,质地均匀。在厚度调整后还应进行精细砂光,以保证表面平整。
(5) 基材结构对称。胶合板一般为对称结构。湿法硬质纤维板的两面为不对称结构,应进行砂光等处理以求对称。
3、人造板装饰方法
人造板装饰方法有多种,涉及到物理,机械、化学,电等各方面。图4—3列出了人造板装饰的最基本方法。从图中可以看出,人造板装饰方法有两大类,即贴面装饰和表面加工装饰,其中贴面装饰是家具和室内装饰装修中最常见和应用最广泛的装饰方法。这是因为贴面材料来源广泛,变化多端,贴面工艺和设备较为简单。图中所列举的材料几乎包括了人们生活中所常见的各类材料。表面加工装饰除油漆外应用相对较少,但在家具和高挡装饰装修中则较为常见。
在实际生产中,为了得到某种装饰效果往往必须把这些基本方法综合搭配起来使用。例如,在表面贴有图案装饰纸的软质纤维板还可以进行模压,使浮雕与图案一致。此外,同一种表面装饰效果,可采用几种方法达到,生产厂可根据具体条件选择其中一种,以达到工艺简单,产品符合要求的目的。
塑料贴面:塑料装饰板贴面、PVC薄膜贴面
木、竹贴面:天然薄木贴面、人造薄木贴面、微薄竹贴面
纸张贴面:印刷装饰纸贴面、树脂浸渍纸贴面、油漆纸贴面
人 贴面装饰 金属贴面:铝箔、镁铝箔贴面、不锈钢箔贴面、铜箔贴面
造 纺织品贴面:化纤布贴面、无纺布贴面
板 矿物贴面:矿棉板贴面、石棉板贴面、玻璃纤维贴面
表 编织物贴面:竹编贴面、草编贴面
面
装 涂饰:油漆、直接印刷、转移印刷
饰 表面加工装饰 浮雕:模压、烘刷、光、电浮雕、发泡浮雕、化学浮雕
其它:开槽、烙印、压花、打孔、喷粒、植绒、瓷化、电镀
图4-7 人造板装饰方法
三 常见装饰人造板简介
装饰人造板是利用木质人造板作基材,进行贴面,涂饰或其它表面加工而制成的一类装饰人造板材。装饰人造板种类极多,限于篇幅,仅对常见的一些作简单介绍。
1、贴面装饰人造板
(1) 薄木贴面装饰人造板:薄木贴面是一种高级装饰,它由天然纹理的木材制成各种图案的薄木与人造板基材胶贴而成,装饰自然而真实,美观而华丽。特别是镶嵌薄木所拼成的山、水、动物、诗画、花卉等,产品珍贵,装饰性很强。由于薄木装饰加工工艺不断革新,新产品不断出现,产品具有特异性能,是一种前景广阔的装饰方法,其装饰板材在建筑装饰、家具、车船装修等方面得到广泛应用。薄木贴面装饰板的贴面工艺有湿贴与干贴两种,80年代大多采用干贴工艺,90年代后期则大多采用湿贴工艺。贴面工艺比较简单,经涂胶后的薄木与基材组坯后经热压或冷压即成为装饰板材。薄木贴面装饰人造板对装饰面外观质量和物理力学性能均有要求,装饰面外观质量要求与表4-14装饰薄木的要求类似,物理力学性能要求见表4-22。
表4-22 薄木贴面装饰人造板物理力学性能要求
检验项目 各项性能指标的要求
装饰薄木贴面胶合板 装饰薄木贴面刨花板和中密度纤维板 装饰薄木贴面硬质纤维板
含水率(%) 6.0—14.0 4.0—13.0 3.0—13.0
浸渍剥离试验 试件贴面胶层与胶合板每个胶层上的每一边剥离长度均不超过25mm 试件贴面胶层上的每一边剥离长度均不超过25mm
表面胶合强度(MPa) ≥0.50 ≥0.40 ≥0.30
(2) 保丽板和华丽板:华丽板和保丽板实际上是一种装饰纸贴面人造板。华丽板又称印花板,是将已涂有氨基树脂的花色装饰纸贴干胶合板基材上,或先将花色装饰纸贴于合板上再涂布氨基树脂。保丽板则是先将装饰纸贴合在胶合板上后再涂布聚酯树脂。这两种板材曾是80年代流行的装饰材料,近些年虽在大中城市用量大减,但在县城和部分地区仍有一定市场。该板材表面光亮,色泽绚丽,花色繁多,耐酸防潮,不足之处是表面不耐磨。
(3) 镁铝合金贴面装饰板:这种装饰板以硬质纤维板或胶合板作基材,表面胶贴各种花色的镁铝合金薄板(厚度0.12一o.2mm)。该板材可弯、可剪、可卷、可刨,加工性能好,可凹凸面转角,圆柱可平贴,施工方便,经久耐用,不褪色,用于室内装璜,能获得堂皇、美丽、豪华、高雅的装饰效果。
(4) 树脂浸渍纸贴面装饰板:塑料装饰板已于塑料一章介绍,除了用制造好的塑料装饰板贴面外,可将装饰纸及其它辅助纸张经树脂浸渍后直接贴于基材上,经热压贴合而成装饰板,称作树脂浸渍纸贴面板。浸渍树脂有三聚氰胺、酚醛树脂、邻苯二甲酸二丙烯酯、聚酯树脂、鸟粪胺树脂等。
塑料装饰板、树脂浸渍纸贴面装饰板木纹逼真,色泽鲜艳,耐磨、耐热、耐水、耐冲击、耐腐蚀,广泛用于建筑、车船、家具的装饰中。树脂浸渍纸贴面装饰板理化性能要求见表4-23。
表4-23 树脂浸渍纸贴面装饰板理化性能要求
检验项目 单位 浸渍纸贴面刨花板或浸渍纸贴面中密度纤维板 浸渍纸贴面硬质纤维板
静曲强度&nbs
第五章 装饰石材
装饰石材包括天然石材和人工石材两类。天然石材是一种有悠久历史的建筑材料,河北赵州桥和江苏洪泽湖的洪湖大桥均为著名的古代石材建筑结构。天然石材作为结构材料来说,具有较高的强度、硬度和耐磨、耐久等优良性能;而且,天然石材经表面处理可以获得优良的装饰性,对建筑物起保护和装饰作用。以结构与装饰两方面相比,天然石材作为装饰材料的发展前景更好。近年来发展起来的人造石材无论在材料加工生产、装饰效果和产品价格等方面都显示了其优越性,成为一种有发展前途的建筑装饰材料。
第一节 石材的基本知识
一、石材的来源与特点
石材来自岩石,岩石按形成条件可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
(一)火成岩(岩浆岩)
火成岩是地壳内部岩浆冷却凝固而成的岩石,是组成地壳的主要岩石,按地壳质量计量,火成岩占89%。由于岩浆冷却条件不同,所形成的岩石具有不同的结构性质,根据岩浆冷却条件,火成岩分为三类:深成岩、喷出岩和火山岩。
1、深成岩
深成岩是岩浆在地壳深处凝成的岩石。由于冷却过程缓慢且较均匀,同时覆盖层的压力又相当大,因此有利于组成岩石矿物的结晶,形成较明显的晶粒,不通过其他胶结物质而结成紧密的大块。深成岩的抗压强度高,吸水率小,表观密度及导热性大;由于孔隙率小,因此可以磨光,但坚硬难以加工。
建筑上常用的深成岩有花岗岩、正长岩和橄榄岩等。
2、喷出岩
喷出岩是岩浆在喷出地表时,经受了急剧降低的压力和快速冷却而形成的。在这种条件的影响下,岩浆来不及完全形成结晶体,而且也不可能完全形成粗大的结晶体。所以,喷出岩常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构,以及当岩浆上升时即已形成的粗大晶体嵌入在上述两种结构中的斑状结构。这种结构的岩石易于风化。
当喷出岩形成很厚时,则其结构与性质接近深成岩;当形成较薄的岩层时,由于冷却快,多数形成玻璃质结构及多孔结构。
工程中常用的喷出岩有辉绿岩、玄武岩及安山岩等。
3、火山岩
火山爆发时岩浆喷入空气中,由于冷却极快,压力急剧降低,落下时形成的具有松散多孔,表观密度小的玻璃质物质称为散粒火山岩;当散粒火山岩堆积在一起,受到覆盖层压力作用及岩石中的天然胶结物质的胶结,即形成胶结的火山岩,如浮石。
(二)沉积岩(旧称水成岩)
沉积岩是露出地表的各种岩石(火成岩、变质岩及早期形成的沉积岩),在外力作用下,经风化、搬运、沉积、成岩四个阶段,在地表及地下不太深的地方形成的岩石。其主要特征是呈层状,外观多层理和含有动、植物化石。沉积岩中的所含矿产极为丰富,有煤、石油、锰、铁、铝、磷、石灰石和盐岩等。
沉积岩仅占地壳质量的5%,但其分布极广,约占地壳表面积的75%,因此,它是一种重要的岩石。
建筑中常用的沉积岩有石灰岩、砂岩和碎屑石等。
(三)变质岩
变质岩是地壳中原有的岩石(包括火成岩、沉积岩和早先生成的变质岩),由于岩浆活动和构造运动的影响,原岩变质(再结晶,使矿物成分、结构等发生改变)而形成的新岩石。一般,由火成岩变质成的称为正变质岩,由沉积岩变质成的称副变质岩。按地壳质量计,变质岩占65%。
建筑中常用的变质岩有大理岩、石英岩和片麻岩等。
二、装饰石材的一般加工
由采石场采出的天然石材荒料,或大型工厂生产出的大块人造石基料,需要按用户要求加工成各类板材或特殊形状的产品。石材的加工一般有锯切和表面加工。
(一)锯切
锯切是将天然石材荒料或大块人造石基料用锯石机锯成板材的作业。
锯切设备主要有框架锯(排锯)、盘式锯、钢丝绳锯等。锯切花岗石等坚硬石材或较大规格石料时,常用框架锯,锯切中等硬度以下的小规格石料时,则可以采用盘式锯。
框架锯的锯石原理是把加水的铁砂或硅砂浇入锯条下部,受一定压力的锯条(带形扁钢条)带着铁砂在石块上往复运动,产生磨擦而锯制石块。
圆盘锯由框架、锯片固定架及起落装置和锯片等组成。大型锯片直径有1.25-2.50m,可加工1.0-1.2m高的石料。锯片为硬质合金或金刚石刃,后者使用较广泛。锯片的切石机理是,锯齿对岩石冲击磨擦,将结晶矿物破碎成小碎块而实现切割。
(二)表面加工
锯切的板材表面质量不高,需进行表面加工。表面加工要求有各种形式:粗磨、细磨、抛光、火焰烘毛和凿毛等。
研磨工序一般分为粗磨、细磨、半细磨、精磨、抛光等五道工序。研磨设备有摇臂式手扶研磨机和桥式自动研磨机。前者通常用于小件加工,后者加工1m2以上的板材。磨料多用碳化硅加结合剂(树脂和高铝水泥等),或者用60-1000网的金刚砂。
抛光是石材研磨加工的最后一道工序。进行这道工序后,将使石材表面具有最大的反射光线的能力以及良好的光滑度,并使石材固有的花纹色泽最大限度地显示出来。
国内石材加工采用的抛光方法有如下几类:
1、毛毡——草酸抛光法:适于抛光汉白玉、雪花、螺丝转、芝麻白、艾叶青、桃红等石材。
2、毛毡——氧化铝抛光法:适于抛光晚霞、墨玉、紫豆瓣、杭灰、东北红等石材。这些石材硬度较第一类高。
3、白刚玉磨石抛光法:适于抛光金玉、丹东绿、济南青、白虎涧等石材。这些石材用前两类抛光法不易抛光。
烧毛加工是将锯切后的花岗板材,利用火焰喷射器进行表面烧毛,使其恢复天然表面。烧毛后的石板先用钢丝刷刷掉岩石碎片,再用玻璃渣和水的混合液高压喷吹,或者用尼龙纤维团的手动研磨机研磨,以使表面色彩和触感都满足要求。
琢面加工是用琢石机加工由排锯锯切的石材表面的方法。
经过表面加工的大理石、花岗石板材一般采用细粒金刚石小圆盘锯切割成一定规格的成品。
第二节 装修装饰常用的天然石材
一、砌筑石材
砌筑石材用于建筑基础、墙体等。砌筑石材按加工外形分为料石、平毛石和乱毛石。
(一)料石
料石是加工成较规则六面体及有准确规定尺寸、形状的天然石材。根据加工精细程度分为:
1、细料石。经过细加工,外形规则,表面凹凸深度小于2mm。
2、半细料石。外形规则,表面凸凹深度小于10mm。
3、粗料石。开头规则的六面体,表面不加工或稍加修整。
(二)平毛石和乱毛石
平毛石是形状不规则,但大致有两个平行面的石材。乱毛石是形状不规则,没有平行面的石材。
二、装饰用大理石
(一)天然大理石的组成与化学成分
天然装饰石材中应用最多的是大理石,它因云南大理盛产而得名。大理石是由石灰岩和白云岩在高温、高压下矿物重新结晶变质而成。它的结晶主要由方解石或白云石组成,具有致密的隐晶结构。纯大理石为白色,称汉白玉,如在变质过程中混进其它杂质,就会出现不同的颜色与花纹、斑点。如含碳呈黑色;含氧化铁呈玫瑰色、桔红色;含氧化亚铁、铜、镍呈绿色;含锰呈紫色等。大理石的主要化学成分如表5-1。
表5-1 大理石的主要化学成分
成 分 CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3
含量(%) 28-54 13-22 3-23 0.5-2.5 0-3
大理石的主要成分为氧化钙,空气和雨中所含酸性物质及盐类对它有腐蚀作用。除个别品种(如汉白玉、艾叶青等)外,它一般只用于室内。
采石场开采的大理石块称为荒料,经锯切、磨光后,制成大理石装饰板材。大理石天然生成的致密结构和色彩、斑纹、斑块可以形成光洁细腻的天然纹理。
(二)天然大理石的品种
天然大理石石质细腻、光泽柔润、有很高的装饰性。目前应用较多的有以下品种:
1、单色大理石:如纯白的汉白玉、雪花白;纯黑的墨玉、中国黑等,是高级墙面装饰和浮雕装饰的重要材料,也用作各种台面。
2、云灰大理石:云灰大理石底色为灰色,灰色底面上常有天然云彩状纹理,带有水波纹的称做水花石。云灰大理石纹理美观大方、加工性能好,是饰面板材中使用最多的品种。
3、彩花大理石:彩花大理石是薄层状结构,经过抛光后,呈现出各种色彩斑斓的天然图画。经过精心挑选和研磨,可以制成由天然纹理构成的山水、花木、禽兽虫鱼等大理石画屏,是大理石中的极品。
(三)天然大理石结构特征与规格
大理石的产地很多,世界上以意大利生产的大理石最为名贵。国内几乎每个省、市、自治区都产大理石。大理石板材对强度、容重、吸水率和耐磨性等不做要求,以外观质量、光泽度和颜色花纹做为评价指标。天然大理石板材根据花色、特征、原料产地来命名。大理石的结构及大理石板材的规格见表5-2、5-3。
表5-2 部分大理石结构特征
大理石品种 外贸代号 颜色 主要矿物成分 结构特征
雪浪秋景晶白虎皮杭灰红奶油汉白玉丹东绿雪花白苍白玉 022023028042056058101217311704 白色带黑色花纹浅棕色带条状花纹雪白、白色浅灰底色带花纹灰色带白花纹浅粉红色纯白色浅绿色乳白色乳白色方解石方解石、白水云母方解石方解石饶解石方解石方解石、白云石蛇纹石、方解石、橄榄岩白云石 颗粒变晶、镶嵌结构微晶结构中、细粒结构粒状变晶结构隐晶质结构微粒隐晶结构花岗结构纤维网状格变晶结构中、细粒变晶结构花岗结构
表5-3 大理石板材规格
长度(mm) 宽度(mm) 厚度(mm) 长度(mm) 宽度(mm) 厚度(mm)
30030040040060060090010701200 150300200400300600600750600 202020202020202020 120030530561061091510671220 900152305305610610762915 2020202020202020
国产部分大理石的主要性能及产地见表5-4。
表5-4 国产部分大理石的主要性能主产地
品种名称 颜 色 表观密度(g/cm3) 抗压强度(Mpa) 硬度(HS) 产 地
雪 浪 白、灰白 2.72 92.8 35.5 黄 石
秋 景 灰 色 2.71 94.8 49.8 黄 石
杭 灰 灰色、白纹 2.73 130.6 63.0 杭 州
红奶油 浅粉红色 2.63 67.0 59.6 宜 兴
汉白玉 乳白色 - 156.4 42.0 房 山
丹东绿 浅绿色 - 89.2 47.9 东 沟
雪花白 乳白色 2.77 81.7 45.0 掖 县
苍白玉 乳白色 - 136.1 50.9 大 理
(四)天然大理石的性能与应用
各种大理石自然条件差别较大,其物理力学性能有较大差异。大理石性能参考值见表5-5。
表5-5 天然大理石物理力学性能
容量(t/m3) 强度(MPa) 吸水率(%) 膨胀系数(10-6/℃) 耐用年限(年)
抗压 抗折 抗剪
2.6-2.8 70-260 8-24 10-20 <1 6.5-10.2 40-100
天然大理石质地致密但硬度不大,容易加工、雕琢和磨平、抛光等。大理石抛光后光洁细腻,纹理自然流畅,有很高的装饰性。大理石吸水率小,耐久性高,可以使用40-100年。
天然大理石板材及异型材制品是室内及家具制做的重要材料。用于大型公共建筑如宾馆、展厅、商场、机场、车站等室内墙面、地面、楼梯踏板、栏板、台面、窗台板、踏脚板等,也用于家具台面和室内外家具。
三、装饰用花岗石
(一)花岗石的组成与化学成分
花岗石以石英、长石和云母为主要成分。其中长石含量为40%-60%,石英含量为20%-40%,其颜色决定于所含成分的种类和数量。花岗石为全结晶结构的岩石,优质花岗石晶粒细而均匀、构造紧密、石英含量多、长石光泽明亮、没9
花岗石的二氧化硅含量较高,属于酸性岩石。某些花岗石含有微量放射性元素,这类花岗石应避免用于室内。花岗石结构致密、质地坚硬、耐酸碱、耐气候性好,可以在室外长期使用。花岗石的主要化学成分见表5-6。
表5-6 花岗石主要化学成分
成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3
含量(%) 67-76 12-17 0.1-2.7 0.5-1.6 0.2-0.9
(二)花岗石制品的种类
天然花岗石制品根据加工方式不同可分为:
1、剁斧板材:石材表面经手工剁斧加工,表面粗糙,具有规则的条状斧纹。表面质感粗犷,用于防滑地面、台阶、基座等。
2、机刨板材:石材表面机械刨平,表面平整,有相互平行的刨切纹,用于与剁斧板材类似用途,但表面质感比较细腻。
3、粗磨板材:石材表面经过粗磨,平滑无光泽,主要用于需要柔光效果的墙面、柱面、台阶、基座等。
4、磨光板材:石材表面经过精磨和抛光加工,表面平整光亮,花岗岩晶体结构纹理清晰,颜色绚丽多彩,用于需要高光泽平滑表面效果的墙面、地面和柱面。
(三)天然花岗石的品名与规格
花岗石板材以花色,特征和原料产地来命名。部分花岗石板材的花色特征见表5-7。
表5-7 部分花岗石板材的品名与花色特征
品名 花色特征
济南青白虎涧将军红莱州白莱州青莱州红莱州棕黑 黑色带小白点肉粉色带黑斑黑色棕红浅灰间小斑块白色黑点黑底青白点粉红底深灰点黑底棕点
粗磨花岗石材和磨光板材的产品规格和磨光产品光泽度见表5-8和表5-9。
表5-8 花岗石板材产品规格(mm)
长 宽 厚 长 宽 厚 长 宽 厚
300400600600 300400300600 20202020 90010701067 600762752 202020 325610610915 305305610610 20202020
表5-9 磨光花岗石建筑板材的光泽度
板材代号 板材品种 光泽度
一级品 二级品
301301-A301-B351361 济南青济南青济南青浅红乳白 9090908585 8080807070
(四)花岗岩的性能与应用
花岗岩结构致密,抗压强度高,吸水率低,表面硬度大,化学稳定性好,耐久性强,但耐火性差。花岗石性能参考值见表5-10。
表5-10 花岗石的物理力学性能
指标 容重(t/m3) 强度(MPa) 吸水率(%) 膨胀系数(10-6/℃) 耐用年限(年) 平均韧性(cm) 平均重量磨耗率(%)
抗压 抗折 抗剪
数值 2.5-2.7 120-250 8.5-15 13-19 <1 5.6-7.3 75-200 8 11
花岗岩是一种优良的建筑石材,它常用于基础、桥墩、台阶、路面,也可用于砌筑房屋、围墙,尤其适用于修建有纪念性的建筑物,天安门前的人民英雄纪念碑就是由一整块100t的花岗岩琢磨而成的。在我国各大城市的大型建筑中,曾广泛采用花岗岩作为建筑物立面的主要材料。也可用于室内地面和立柱装饰,耐磨性要求高的台面和台阶踏步等。由于修琢和铺贴费工,因此是一种价格较高的装饰材料。
在工业上,花岗岩常用作一种耐酸材料。
国产部分花岗石的主要性能及产地见表5-11。
表5-11 国产部分花岗石的主要性能及产地
品种名称 颜色 表观密度(g/cm3) 抗压强度(Mpa) 硬度(HS) 产地
白虎涧 粉红 2.58 137.3 86.5 昌平
花岗石 浅灰 2.67 202.1 90.0 日照
花岗石 红灰 2.61 212.4 99.7 崂山
花岗石 粉红 2.58 180.4 89.5 汕头
日中石 灰白 2.62 171.3 97.8 惠安
厦门白 灰白 2.61 169.8 91.2 厦门
龙 石 浅红 2.61 214.2 94.1 南安
大黑白点 灰白 2.62 103.6 87.4 同安
第三节 人造石材
人造石材一般指人造大理石和人造花岗岩,以人造大理石的应用较为广泛。由于天然石材的加工成本高,现代建筑装饰业常采用人造石材。它具有重量轻、强度高、装饰性强、耐腐蚀、耐污染、生产工艺简单以及施工方便等优点,因而得到了广泛应用。
人造大理石在国外已有40年历史,意大利1948年即已生产水泥基人造大理石花砖,德国、日本、前苏联等国在人造大理石的研究、生产和应用方面也取得了较大成绩。由于人造大理石生产工艺与设备简单,很多发展中国家也已生产人造大理石。
我国70年代末期才开始由国外引进人造大理石技术与设备,但发展极其迅速,质量、产量与花色品种上升很快。
人造石材按照使用的原材料分为四类:水泥型人造石材、树脂型人造石材、复合型人造石材及烧结型人造石材。
人造大理石之所以能得到较快发展,是因为具有如下一些特点:
(1) 容量较天然石材小,一般为天然大理石和花岗石的80%。因此,其厚一般仅为天然石材的40%,从而可大幅度降低建筑物重量,方便了运输与施工。
(2) 耐酸。天然大理石一般不耐酸,而人造大理石可广泛用于酸性介质场所。
(3) 制造容易。人造石生产工艺与设备不复杂,原料易得,色调与花纹可按需要设计,也可比较容易地制成形状复杂的制品。
1、水泥型人造石材
它是以水泥为粘结剂,砂为细骨料,碎大理石、花岗岩、工业废渣等为粗骨料,经配料、搅拌、成型、加压蒸养、磨光、抛光等工序而制成。通常所用的水泥为硅酸盐水泥,现在也用铝酸盐水泥作粘结剂,用它制成的人造大理石具有表面光泽度高、花纹耐久、抗风化、耐火性、防潮性都优于一般的人造大理石。这是因为铝酸盐水泥的主要矿物成分——铝酸一钙水化生成了氢氧化铝胶体,在凝结过程中,与光滑的模板表面接触,形成氢氧化铝凝胶层;与此同时,氢氧化铝胶体在硬化过程中不断填塞水泥石的毛细孔隙,形成致密结构。所以制品表面光滑,具有光泽且呈半透明状。
2、树脂型人造石材
这种人造石材多是以不饱和聚酯为粘结剂,与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混合,浇铸成型,经固化、脱模、烘干、抛光等工序制成。目前,国内外人造大理石以聚脂型为多。这种树脂的粘度低,易成型,常温固化。其产品光泽性好,颜色鲜亮,可以调节。
3、复合型人造石材
这种石材的粘结剂中既有无机材料,又有有机高分子材料。先将无机填料用无机胶粘剂胶结成型。养护后,再将坯体浸渍于有机单体中,使其在一定条件下聚合。板材制品的底材要采用无机材料,其性能稳定且价格较低;面层可采用聚酯和大理石粉制作,以获得最佳的装饰效果。无机胶结材料可用快硬水泥、白水泥、铝酸盐水泥以及半水石膏等。有机单体可以采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙烯腈、二氯乙烯、丁二烯等,这些树脂可单独使用或组合起来使用,也可以与聚合物混合使用。
4、烧结型人造石材
这种类型的人造石材的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似,是将斜长石、石英、辉石、石粉及赤铁矿粉和高岭土等混合,一般用40%的粘土和60%的矿粉制成泥浆后,采用注浆法制成坏料,再用半干压法成型,经1000℃左右的高温焙烧而成。
第六章 装饰陶瓷
在建筑装饰工程中,陶瓷是最古老的装饰材料之一。随着现代科学技术的发展,陶瓷在花色、品种、性能等方面都有了巨大的变化,为现代建筑装饰装修工程带来了越来越多兼具实用性装饰性的材料。在建筑工程中应用十分普遍。
全世界装饰陶瓷的消费量十分巨大,主要消费地区在欧洲,约占53%,其次是美洲。在美国装饰陶瓷已走出厨房和浴室,成为豪华住宅常用的装饰材料。
近10年来,我国建筑卫生陶瓷行业有了长足的发展。建筑陶瓷砖和卫生陶瓷的年平均增长率分别为41.7%和19.2%。自1993年建筑陶瓷砖和卫生陶瓷产量双双名列世界第一以来,中国已成为世界卫生陶瓷生产头号大国。2001年,建筑陶瓷砖产量占世界总产量的41%左右,卫生陶瓷产量占世界总产量的25%左右,稳居世界第一位。
陶瓷,或称烧土制品。是指以粘土为主要原料,经成型、焙烧而成的材料。陶瓷强度高、耐火、耐久、耐酸碱腐蚀、耐水、耐磨、易于清洗,加之生产简单,故而用途极为广泛,几乎应用于从家庭到航天的各个领域。
我国的陶瓷生产有着悠久的历史和光辉的成就。尤其是瓷器,是我国的伟大发明之一。唐代的赵窖青瓷和刑窑白瓷、唐三彩;宋代的高温色釉、铁系花釉,如兔毫、油滴玳瑁斑等;明清时期的青花、粉彩、祭红、郎窑红等产品都是我国陶瓷史上光彩夺目的明珠。我国的陶瓷制品无论在材质、造型或装饰方面都有很高的工艺和艺术造诣。
在现代建筑装饰陶瓷中,应用最多的是釉面砖、地砖和锦砖。它们的品种和色彩多达数百余种,而且还在不断涌现新的品种。如日本的浮雕面砖、德国的吸音面砖、澳大利亚的轻质发泡面砖、我国的结晶面砖等等。
第一节 陶瓷的基本知识
一、陶瓷的分类及制品特点
从产品种类分,陶瓷可以分为陶器与瓷器两大类。陶器通常有较大的吸水率(大于10%),断面粗糙无光,不透明,敲之声音粗哑,可施釉或不施釉。瓷器坯体致密,基本上不吸水,强度高,耐磨,半透明,通常施釉。另外还有一类产品介于陶器与瓷器之间,称为炻器,也称半瓷。炻器与陶器的区别在于陶器坯体是多孔的,而炻器坯体孔隙率很低;而它与瓷器的主要区别是炻器多数带有颜色且无半透明性。
陶器分为粗陶和精陶两种。粗陶的坏料由含杂质较多的砂粘土组成,建筑上常用的砖、瓦及陶管等均属于这一类产品。精陶指坯体呈白色或象牙色的多孔制品,多以塑性粘土、高岭土、长石和石英等为原料。精陶通常要由素烧和釉烧两次烧成。建筑上常用的釉面砖就属于精陶。
炻器按其坯体的细密性、均匀程度及粗糙程度分为粗炻器和细炻器两大类。建筑装饰用的外墙砖、地砖以及耐酸化工陶瓷等均属于粗炻器。日用炻器及陈设品,如我国著名的宜兴紫砂陶即是一种无釉细炻器。炻器的机械强度和热稳定性均优于瓷器,且成本较低。
陶瓷制品的分类及特点见表6-1、6-2。
表6-1 陶瓷制品分类
分类法 类 别 品种举例
按结构与性能分类 粗陶精陶炻器瓷器特种瓷 日用缸、砖、瓦日用器皿、彩陶、装饰釉面砖缸器、外墙砖、锦砖、地砖、日用器皿日用餐茶具、陈设瓷、电瓷、美术用品金属陶瓷、刚玉瓷、碳化物、硅化物瓷
按功能分类 卫生陶瓷釉面砖墙地砖园林陶瓷古建筑陶瓷 洁具、便器、容器白色或装饰釉面砖、瓷砖画、瓷砖字地砖、锦砖(马赛克)景盆、花瓶琉璃瓦、琉璃装饰、琉璃制品
表6-2 各类陶瓷制品的特点
名 称 特 点 主要制品
颜色 吸水率(%)
粗陶器 带色 8-27 日用缸器、砖、瓦
粗陶器 石灰质长石质 白色白色 18-229-12.5 日用器皿、彩陶日用器皿、建筑卫生器皿、釉面砖
炻器 粗炻器细炻器 带色白或带色 4-8<1 缸器、建筑用外墙砖、锦砖、地砖日用器皿、化工及电器工业用品
瓷 器 白色 0.5 日用餐茶具、美术用品及高低压电瓷
粗细陶瓷 电子陶瓷金属陶瓷 有导电性及电光性等硬度大、高韧性等 电子元器件等,如热敏、湿敏、压敏元件,耐磨、耐高温及抗氧化材料,如火箭喷嘴
二、陶瓷原料
(一)粘土
粘土是由多种矿物组成的混合物。具可塑性,是陶瓷坯体生产的的主要原料。粘土按习惯分类有四种并具有如下一些性质:
1、高岭土:是最纯的粘土,可塑性低,烧后颜色从灰到白色。
2、粘性土:为次生粘土,颗粒较细,可塑性好,含杂质较多。
3、瘠性粘土:较坚硬,遇水不松散,可塑性小,不易成可塑泥团。
4、页岩:性质与瘠性粘土相仿,但杂质较多,烧后呈灰、黄、棕、红等色。
(二)石英
石英主要成分为SiO2。石英在高温时发生晶型转变并产生体积膨胀,可以部分抵消坯体烧成时产生的收缩,同时,石英可提高釉面的耐磨性、硬度、透明度及化学稳定性。
(三)长石
长石在陶瓷生产中可作助熔剂,以降低陶瓷制品的烧成温度。它与石英等一起在高温熔化后形成的玻璃态物质是釉彩层的主要成分。
(四)滑石
滑石的加入可改善釉层的弹性、热稳定性,加宽熔融的范围,也可使坯体中形成含镁玻璃,这种玻璃湿膨胀小,能防止后期龟裂。
(五)硅灰石
硅灰石在陶瓷中使用较广,加入制品后,能明显地改善坯体收缩、提高坯体强度和降低烧结温度。此外,它还可使釉面不会因气体析出而产生釉泡和气孔。
三、陶瓷的制造
图6-1是陶瓷制造的基本工艺流程。该图概括地表示了各种陶瓷制品的生产过程,但原料的调整、上釉、烧成等各个过程的细节有所不同,生产过程大致如下:
(一)配料和配浆
按坯料要求配比将粉碎精制的原料加水细磨,淘选除去杂质和粗粒,精制成泥浆。
(二)成型与干燥
根据坯料含水量多少,成型方法有干法、半干法和湿法。如按工艺划分,有脱模法、挤出法、压制法、旋坯法。
脱模法是采用模具,将泥浆置于其中,硬化后脱模成型。挤出法是将可塑性坯料从挤出机的定型孔中挤出,按一定尺寸切断。压制法是将挤出的坯料再用模型压制。旋坯法是用辘轳机旋转切割制成形状对称的坯料。
坯体要干燥到一定含水率之后才能装窑,干燥的好坏影响制品的质量,有人工干燥和自然干燥两种方法。前者一般用烧成窑的余热烘干,后者先阴干,再晒干。
(三)烧成与上釉
干燥好的坯体可着手烧成,按预热、烧成、冷却过程进行。
有的制品在坯体成型、干燥后即上釉,烧成后即为制品。有的制品则在坯体成型、干燥后先素烧,然后上釉再烧成。
四、陶瓷的表面装饰
陶瓷坯体表面粗糙,易沾污,装饰效果差。除紫砂地砖等产品外,大多数陶瓷制品都要表面装饰加工。最常见的陶瓷表面装饰工艺是施釉面层、彩绘、饰金等。
(一)施釉
釉面层是由高质量的石英、长石、高岭土等为主要原料制成浆体,涂于陶瓷坯体表面二次烧成的连续玻璃质层,具有类似于玻璃的某些性质,但釉并不等于玻璃,二者是有区别的。
釉面层可以改善陶瓷制品的表面性能并提高其力学强度。施釉面层的陶瓷制品表面平滑、光亮、不吸湿、不透气,易于清洗。
釉的种类繁多,组成也很复杂。按外表特征分类有透明釉、乳浊釉、有色釉、光亮釉、无光釉、结晶釉、砂金釉、光泽釉、碎纹釉、珠光釉、花釉、流动釉等。
施釉的方法有涂釉、浇釉、浸釉、喷釉、筛釉等。
(二)彩绘
在陶瓷制品表面用彩料绘制图案花纹是陶瓷的传统装饰方法。彩绘有釉下彩绘和釉上彩绘之分。
1、釉下彩绘
在陶瓷坯体或素烧釉坯表面进行彩绘,然后覆盖一层透明釉,烧制而成的即为釉下彩。
彩料受到表面透明釉层的隔离保护,使彩绘图案不会磨损,彩料中对人体有害的金属盐类也不会溶出。现在国内商品釉下彩料的颜色种类有限,基本上用手工彩画,限制了它在陶瓷制品中的广泛应用。
2、釉上彩绘
釉上彩绘是在烧好的陶瓷釉上用低温彩料绘制图案花纹,然后在较低温度下(600~900℃)二次烧成的。由于彩烧温度低,故使用颜料比釉下彩绘多,色调极其丰富。同时,釉上彩绘在高强度陶瓷体上进行,因此除手工绘画外,还可以用贴花、喷花、刷花等方法绘制,生产效率高,成本低廉,能工业化大批量生产。
但釉上彩易磨损,表面有彩绘凸出感觉,光滑性差,且易发生彩料中的铅被酸所溶出而引起铅中毒。
(三)饰金
用金、银、铂或钯等贵金属装饰在陶瓷表面釉上,这种方法仅限于一些高级精细制品。饰金较为常见,其它贵金属装饰较少。金装饰陶瓷有亮金、磨光金和腐蚀金等,亮金装饰金膜厚度只有0.5靘,这种金膜容易磨损。磨光金的厚度远高于亮金装饰,比较耐用。腐蚀金装饰是在釉面用稀氢氟酸溶液涂刷无柏油的釉面部分,使之表面釉层腐蚀。表面涂一层磨光金彩料,烧制后抛光,腐蚀面无光,未腐蚀面光亮,形成亮暗不一的金色图案花纹。
第二节 常用的建筑装饰陶瓷
建筑装饰陶瓷是用于建筑物墙面、地面及卫生设备的陶瓷材料。主要产品分为陶瓷面砖、卫生陶瓷、大型陶瓷饰面板、装饰琉璃制品等。其中,陶瓷面砖又包括外墙面砖、内墙面砖(釉面砖)和地砖。
釉面砖又称内墙面砖,是用于内墙装饰的薄片精陶建筑制品。它不能用于室外,否则经日晒、雨沐、风吹、冰冻,将导致破裂损坏。釉面砖不仅品种多,而且有白色、彩色、图案、无光、石光等多种色彩并可拼接成各种图案、字画,装饰性较强,多用于厨房、卫生间、浴室、理发室、内墙裙等处的装修及大型公共场所的墙面装饰。
墙地砖是陶瓷锦砖、地砖、墙面砖的总称,它们强度高,耐磨性、耐腐蚀性、耐火性、耐水性均好,又容易清洗,不褪色,因此广泛用于墙面与地面的装饰。
大型陶瓷饰面板是一种大面积的装饰陶瓷制品,它克服了釉面砖及墙地砖面积小,施工中拼接麻烦,装饰更逼真,施工效率更高,是一种有发展前途的新型装饰陶瓷。
卫生陶瓷是以磨细的石英粉、长石粉和粘土为主要原料,注浆成型后一次烧制,然后表面施乳浊釉的卫生洁具。它具有结构致密、气孔率小、强度大、吸水率小、抗无机酸腐蚀(氢氟酸除外)、热稳定性好等特点,可分为洗面器、大便器、小便器、洗涤器、水箱、返水弯和小型零件等。产品有白色和彩色两种,可用于厨房、卫生间、实验室等。
建筑琉璃制品是一种低温彩釉建筑陶瓷制品,既可用于屋面、屋檐和墙面装饰,又可作为建筑构件使用。主要包括琉璃瓦(板瓦、筒瓦、沟头瓦等)、琉璃砖(用于照壁、牌楼、古塔等贴面装饰)、建筑琉璃构件等。具有浓厚的民族艺术特色,融装饰与结构件于一体,集釉质美、釉色美和造型美于一身。
一、外墙面砖
铺贴于建筑外表面的陶瓷材料称为外墙面砖。按表面是否施釉分为彩釉砖和无釉砖两大类。外墙面砖的种类、规格、性能和用途见表6-3。
表6-3 外墙面砖的规格、性能和用途
种 类 一般规格 mm×mm×mm 性 能 用 途
名 称 说 明
表面有釉外墙贴面砖(彩釉砖) 有粉红、白、黄、蓝、金、红、绿等色 2200×100×12150×75×1 质地坚固,吸水率不大于8%,色调柔和,耐水抗冻,经久耐用用于建筑物外墙,作装饰及保护之用
表面无釉外墙贴面砖(墙面砖) 有白、浅黄、深黄、红、绿等色 75×75×8108×108×8
线 砖 表面有突起线纹,有釉,有黄、绿等色
外墙立面贴面砖(立体彩釉砖) 表面有釉,做成各种立体图案
(一)彩釉砖
彩釉砖是彩色陶瓷墙地砖的简称。多用于外墙与室内地面的装饰。
1、彩釉砖的规格尺寸与质量标准(GB11947-89)
(1)最常见的尺寸为200mm×100mm(8~10)mm和150mm×75mm(8~10)mm。
(2)按外观质量和变形允许偏差分为优等品、一级品和合格品三等。
(3)尺寸允许偏差必须符合表6-4的规定。
表6-4 彩釉砖的尺寸允许偏差
基本尺寸(mm) 允许偏差(mm)
边 长 <150 ±1.5
150~250 ±2.0
>250 ±2.5
厚 度 <12 ±1.0
(4)表面质量应符合表6-5的规定。
表6-5 彩釉砖的表面质量规定
缺陷名称 优等品 一级品 合格品
缺釉、斑点、裂纹、棕眼、落脏、熔洞、釉泡、开裂、磕碰、剥边、坯粉、烟熏 距离砖面1m处目测,有可见缺陷的砖数不超过5% 距离砖面2m处目测,有可见缺陷的砖数不超过5% 距离砖面2m处目测,缺陷不明显
色 差 距离砖面3m处目测不明显
(5)彩釉砖的最大允许变形应符合表6-6的规定。
表6-6 彩釉砖的最大允许变形/%
变形种类 优等品 一级品 合格品
中心弯曲度 ±0.50 ±0.60 +0.80 -0.60
翘曲度 ±0.50 ±0.60 ±0.70
边直度 ±0.50 ±0.60 ±0.70
直角度 ±0.60 ±0.70 ±0.80
2、彩釉砖的技术性能
(1)吸水率:不大于10%。
(2)热稳定性:一般经过三次急冷急热循环不裂者即为合格。
(3)抗冻性:按GB8917-88的规定,经20次冻融循环不出现破裂或裂纹为合格。
(4)耐磨性:只对铺地的彩釉砖进行耐磨试验,依据釉面出现磨损痕迹时的研磨转数将耐磨性分为四类。
(5)耐化学腐蚀性能:耐酸、耐碱性能分为AA,A,B,C,D五个等级。
(二)无釉外墙贴面砖
无釉外墙贴面砖又称墙面砖,是作为建筑物外墙装饰的一类建筑材料,有时也可用于建筑物地面装饰。
釉面砖是用于建筑物内墙装饰的薄板状精陶制品,又称为墙面砖。用釉面砖装饰建筑物内墙,可使建筑具有独特的卫生、易清洗和装饰美观的效果。近年来,国内外的釉面砖产品正向大而薄的方向发展,并大力发展彩色图案砖。
釉面砖的质量标准(GB/T4100-92)如下:
1、品种、形状及尺寸
按釉面颜色分为单色(含白色)、花色和图案砖。
按下面形状分为正方形砖、长方开砖和异形配件砖。
常用的规格是:108mm×108mm,152mm×152mm,200mm×200mm,200mm×300mm,300mm×300mm,厚度为5-10mm等。
2、技术要求
(1)尺寸允许偏差应符合表6-7的规定。
表6-7 釉面砖的尺寸偏差
项 目 尺寸(mm) 允许偏差(mm)
长度或宽度 ≤152 ±0.5
>152≤250 ±0.8
>250 ±1.0
厚 度 ≤5 +0.4-0.3
>5 厚度的±8%
(2)外观质量
根据外观质量,将釉面砖分为优等品、一等品和合格品三个等级。外观质量必须符合表6-8的规定。
(3)平整度必须符合表6-9的规定。
(4)物理力学性能应符合表6-10的规定。
表6-8 釉面砖的外观质量要求
缺陷名称 优等品 一级品 合格品
开裂、夹层、釉裂 不 允 许
背面磕碰 深度为砖厚的1/2 不影响使用
剥边、落脏、釉泡、斑点、坯粉釉缕、桔釉、波纹、缺釉、棕眼裂纹、图案缺陷、正面磕碰 距离砖面1m处目测,无可见缺陷距离砖面2m处目测,缺陷不明显 距离砖面3m处目测,缺陷不明显
表6-9 釉面砖的平整度要求
平整度(mm) 尺寸不大于152mm 尺寸大于152mm
优等品 一级品 合格品 优等品 一级品 合格品
中心弯曲度 +1.4-0.5 +1.8-0.8 +2.0-1.2 +0.5 +0.7 +1.0
翘曲度 0.8 1.3 1.5 -0.4 -0.6 -0.8
表6-10 釉面砖的物理力学性能
性 能 指 标
吸水率 不大于21%
耐急冷急热试验 150-190℃热交换一次不裂
弯曲强度 平均值应不低于16.00Mpa;厚度≥7.5mm时,弯曲强度平均值不小于13Mpa
白度 不低于78度,或由供需双方商定
抗龟裂性 经抗龟裂试验,釉面无裂纹
釉面抗化学腐蚀性 需要时,由供需双方商定级别
三、地砖
地砖是装饰地面用的陶瓷材料。按其尺寸分为两类,尺寸较大的称为铺地砖,尺寸较小而且较薄的称为锦砖(马赛克)。
(一)铺地砖的种类及规格
铺地砖规格花色多样,有红、白、浅黄、深黄等色,分正方形、矩形、六角形三种;光泽性差,有一定粗糙度,表面平整或压有凹凸花纹;并有带釉和无釉两类。常见尺寸为:150mm×150mm,100mm×200mm,200mm×300mm,300mm×300mm,300mm×400mm,厚度为8-20mm。
(二)技术性能
1、 吸水率
红地砖吸水率不大于8%,其它各色均不大于4%。
2、冲击强度
30g钢球从30cm高处落下6-8次不破坏。
3、热稳定性
自150℃冷至19±1℃循环三次无裂纹。
4、其他性能
由于地砖采用难熔粘土烧制而成,故其质地坚硬,强度高(抗压强度为40-400Mpa),耐磨性好,硬度高(莫氏硬度多在7以上),耐磨蚀,抗冻性强(冻融循环在25次以上)。
(三)地砖的应用及发展趋势
地砖常用于人流较密集的建筑物内部地面,如住宅、商店、宾馆、医院及学校等建筑的厨房、卫生间和走廊的地面。地砖还可用作内外墙的保护、装饰。
近几年来,陶瓷地砖产品正向着大尺寸、多功能、豪华型的方向发展。从产品规格角度看,近年出现了许多边长在500mm左右,甚至大到1000mm的大规格地板砖,使陶瓷地砖的产品规格靠近或符合铺地石材的常用规格。从功能方面看,在其传统功能之上又增加了防滑等功能。从装饰效果看变化就更大了,产品脱离了无釉单色的传统模式,出现了仿石型地砖、仿瓷型地砖、玻化地砖等不同装饰效果的陶瓷铺地砖。
四、陶瓷锦砖
陶瓷锦砖俗称马赛克,是以优质瓷土烧制成的小块瓷砖。按表面性质分为有釉和无釉两种,目前各地的产品多无釉。产品边长小于40mm,又因其有多种颜色和多种形状,拼成的图案似织锦,故称作锦砖(什锦砖的简称)。锦砖按一定图案反贴在牛皮纸上,组成1ft2(0.092m2)为一联。陶瓷锦砖具有抗腐蚀、耐磨、耐火、吸水率小、强度高以及易清洗、不褪色等特点。可用于工业与民用建筑的清洁车间、门厅、走廊、卫生间、餐厅及居室的内墙和地面装修,并可用来装饰外墙面或横竖线条等处。施工时可以不同花纹和不同色彩拼成多种美丽的图案。
(一)陶瓷锦砖的质量标准(JC456-92)
锦砖按尺寸允许偏差和外观质量分为优等品和合格品两个等级。
1、 尺寸允许偏差见表6-11和表6-12。
表6-11 单块锦砖尺寸允许偏差
项 目 尺 寸(mm) 允许偏差(mm)
优等品 合格品
长 度 ≤25.0>25.0 ±0.5 ±1.0
厚 度 4.04.5>4.5 ±0.2 ±0.4
6-12 锦砖的线路、联长尺寸允许偏差
项 目 尺 寸(mm) 允许偏差(mm)
优等品 合格品
线 路 2.0-5.0 ±0.6 ±1.0
联 长 284.0295.0305.0325.0 +2.5-0.5 +3.5-1.0
注:特殊要求的尺寸偏差可由供需双方协商。
2、外观质量
锦砖外观缺陷的允许范围应符合表6-13的规定。
此外,JC456-92对锦砖的吸水率、耐急冷急热性及成联质量等均有一定的规定。
表6-13 锦砖外观缺陷的允许范围
缺陷名称 表示方法 缺陷允许范围 备注
最大边长不大于25mm 最大边长大于25mm
优等品 合格品 优等品 合格品
正面 背面 正面 背面 正面 背面 正面 背面
夹层、釉裂、开裂 不允许 不允许 不允许 不允许
斑点、粘疤、起泡、坯粉、麻面、波纹、缺釉、桔釉、棕眼、落脏、熔洞 不明显 不严重 不明显 不严重
缺 角 斜边长(mm) 1.5-2.3 3.5-4.3 2.3-3.5 4.3-5.6 1.5-2.8 3.5-4.9 2.8-4.3 4.9-6.4 斜边长小于1.5mm的缺角允许存在正、背面缺角不允许在同一角部正面只允许有一处缺角
深度 不大于砖厚的2/3 不大于砖厚的2/3 不大于砖厚的2/3
缺 边 长度(mm) 2.0-3.0 5.0-6.0 3.0-5.0 6.0-8.0 3.0-5.0 6.0-9.0 5.0-8.0 9.0-13.0 正、背面缺角不允许在同一侧面同一侧面边不允许有两处缺边;正面只允许有两处缺边
宽度(mm) 1.5 2.5 2.0 3.0 1.5 3.0 2.0 3.5
深度(mm) 1.5 2.5 2.0 3.0 1.5 2.5 2.0 3.5
变 形(mm) 翘曲 不明显 不明显 0.3 0.5
大小头 0.2 0.4 0.6 1.0
(二)陶瓷锦砖的技术性质
陶瓷锦砖的技术性质见表6-14
表6-14 陶瓷锦砖的技术性质
项目 指标
密度吸水率抗压强度使用温度莫氏硬度耐磨值耐酸度耐碱度耐急冷急热性 2.3——2.4g/cm3无釉锦砖不大于0.2%,有釉锦砖不大于1.0%15-25MPa-20——+100℃6——7<0.6>95%>84%有釉砖:140±2℃下保持30min,取出立即放入冷水中,5min后取出,用涂墨法检查裂纹。
第三节 建筑陶瓷的新产品及发展趋势
近20年来,建筑陶瓷的应用范围及用量迅速增加,从厨房、卫生间的小规模使用到大面积的室内外装修,建筑陶瓷已成为一种重要的建筑装饰材料。陶瓷面砖产品总的发展趋势是:增大尺寸,提高精度,品种多样,色彩丰富,图案新颖,强度提高,收缩减少,并注意与卫生洁具配套,协调一致。施工对产品的要求是便于铺贴,粘结牢固,不易脱落。
一、建筑陶瓷的新产品
1、陶瓷劈离砖
劈离砖又称劈裂砖,是近几年来开发的新型装饰材料品种,分彩釉和无釉两种。可用于建筑物的外墙、内墙、地面、台阶等部位。60年代初,劈离砖首先在德国兴起并得到发展。由于制造工艺简单、能耗低、使用效果好,逐渐在欧洲各国流行。
劈离砖是将粘土、页岩、耐火土等几种原料按一定比例混合,经湿化、真空挤出成型、干燥、施釉(也可不施釉)、烧结、劈离(将一块双联砖分为两块砖)、分选和包装等工序制成。
一般规格为:115mm×240mm×(11×2)mm,200mm×100mm×(11×2)mm,240mm×71mm×(11×2)mm,200mm×200mm×(14×2)mm,300mm×300mm×(14×2)mm。劈离砖的特点在于它兼有普通粘土砖和彩釉砖的特性,即由于制品内部结构特征类似粘土砖,故其具有一定的强度、抗冲击性、抗冻性和可粘结性;而且表面可以施釉,故亦具有一般压制成型的彩釉地砖的装饰效果及可清洗性。正是由于这种特点,使得劈离砖的推广受到世界上许多国家的重视,劈离砖的技术性质见表6-15。
表6-15 劈离砖的技术性质
项 目 设计指标 测定指标
抗折强度 20MPa 22.6MPa
抗冻性 -15~20℃冻融循环15次无破坏现象 -15~20℃冻融循环15次不破坏
耐急冷急热性 150~20℃六次热交换无开裂 150~20℃六次热交换无开裂
吸水率 深色为6%,浅色为3% 深色为5%,浅色为3%
耐酸碱能力 在70%浓硫酸和20%氢氧化钾溶液中浸泡28d无侵蚀 在70%浓硫酸和20%氢氧化钾溶液中浸泡28d无侵蚀现象
2、大型陶瓷饰面板
大型陶瓷饰面板是一种新型的高档建筑装饰材料,具有单块面积大、厚度薄、平整度好、吸水率小、抗冻、抗化学腐蚀、耐急冷急热以及施工方便等优点,并有绘制艺术、书法、条幅和壁画等多种功能。产品表面可做成平滑或浮雕花纹图案,并施以各种彩色釉,可用作建筑物外墙、内墙、墙裙、廊厅和立柱的装饰,尤其适用于宾馆、机场、车站和码头的装饰。产品的主要规格有:595mm×295mm,295mm×197mm,厚度为4mm,5.5mm,8mm。
3、锦砖图案砖和壁画
目前,我国生产的陶瓷面砖除了各种单色之外,还有采用丝网印、贴花和手绘的方法生产的各种鲜艳多彩或淡雅的图案和壁画,既美化了环境,又提高了装饰效果。
锦砖除了可以制成各种形状和色彩的品种外,还可以利用现有的品种进行各种拼化图案和壁画的设计和生产。通过对绘画原稿进行再创作,经过放大、制版、刻画、配釉、施釉和焙烧等一系列工序,采用漫、点、涂、喷和填等多种工艺,使制品具有神形兼备的艺术效果。陶瓷壁画的的品种主要有高温釉、釉中彩和陶瓷浮雕等。进行壁画拼凑的锦砖的尺寸愈小,壁画失真的程度也愈小,而且,还有利于壁画画面的控制。
4、其他产品
除上述产品外,我国近年来还开发研究并生产了一系列新型建筑陶瓷产品。如无硼-锆釉面砖、陶瓷彩色波纹贴面砖、彩色花岗岩釉砖、黑瓷装饰板以及一些利用工业废渣生产的建筑陶瓷制品等。
二、建筑陶瓷的发展趋势
专家预测,今后国际市场陶瓷面砖将流行“五化”:
1、色彩趋深化
已流行的白色、米色、灰色和土色仍有一定的市场,但桃红、深蓝及墨绿等色将后来居上。
2、形状多样化
圆形、十字形、长方形、椭圆形、六角形和五角形等形状的销量将逐渐增大。
3、规格大型化
40mm以上的大规格瓷砖将愈来愈时兴,以取代原来的小块瓷砖。
4、观感高雅化
高格调、雅致、质感好的瓷砖正成为国内外市场的新潮流。
5、釉面多元化
地面砖釉面以雾面、半雾面、半光面和全光面为多;壁画则以亮面为主。
第七章 装饰玻璃
玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等无机氧化物为主要原料,与某些辅助性原料经高温熔融,成型后经过冷却而成的固体。与陶瓷不同的是,它是无定形非结晶体的均质同向性材料。
玻璃是现代室内装饰的主要材料之一。随着现代建筑发展的需要和玻璃制作技术上的飞跃进步,玻璃正在向多品种多功能方面发展。例如,其制品由过去单纯作为采光和装饰功能,逐渐向着控制光线、调节热量、节约能源、控制噪音、降低建筑自重、改善建筑环境、提高建筑艺术等多种功能发展,具有高度装饰性和多种适用性的玻璃新品种不断出现,为室内装饰装修提供了更大的选择性。
第一节 玻璃的基本知识
一、玻璃的分类
玻璃的品种很多,可以按化学组成、制品结构与性能来分类。
(一) 按玻璃的化学组成分类
1. 钠玻璃
钠玻璃主要由氧化硅、氧化钠、氧化钙组成,又名钠钙玻璃或普通玻璃,含有铁杂质使制品带有浅绿色。钠玻璃的力学性质、热性质、光学性质及热稳定性较差,用于制造普通玻璃和日用玻璃制品。
2. 钾玻璃
钾玻璃是以氧化钾代替钠玻璃中的部分氧化钠,并适当提高玻璃中氧化硅含量制成。它硬度较大,光泽好,又称做硬玻璃。钾玻璃多用于制造化学仪器、用具和高级玻璃制品。
3. 铝镁玻璃
铝镁玻璃是以部分氧化镁和氧化铝代替钠玻璃中的部分碱金属氧化物、碱土金属氧化物及氧化硅制成的。它的力学性质、光学性质和化学稳定性都有所改善,用来制造高级建筑玻璃。
4. 铅玻璃
铅玻璃又称铅钾玻璃、重玻璃或晶质玻璃。它是由氧化铅、氧化钾和少量氧化硅组成。这种玻璃透明性好,质软,易加工,光折射率和反射率较高,化学稳定性好,用于制造光学仪器、高级器皿和装饰品等。
5. 硼硅玻璃
硼硅玻璃又称耐热玻璃,它是由氧化硼、氧化硅及少量氧化镁组成。它有较好的光泽和透明性,力学性能较强,耐热性、绝缘性和化学稳定性好,用来制造高级化学仪器和绝缘材料。
6. 石英玻璃
石英玻璃是由纯净的氧化硅制成,具有很强的力学性质,热性质、光学性质、化学稳定性也很好,并能透过紫外线,用来制造高温仪器灯具、杀菌灯等特殊制品。
(二) 按制品结构与性能分类
1. 平板玻璃
(1) 普通平板玻璃:包括普通平板玻璃和浮法玻璃。
(2) 钢化玻璃。
(3) 表面加工平板玻璃:包括磨光玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、磨花玻璃、压花玻璃、冰花玻璃、蚀刻玻璃等。
(4) 掺入特殊万分的平板玻璃:包括彩色玻璃、吸热玻璃、光致变色玻璃、太阳能玻璃等。
(5) 夹物平板玻璃:包括夹丝玻璃、夹层玻璃、电热玻璃等。
复层平板玻璃:普通镜面玻璃、镀膜热反射玻璃、镭射玻璃、釉面玻璃、涂层玻璃、覆膜(覆玻璃贴膜)玻璃等。
2. 玻璃制成品
(1) 平板玻璃制品:包括中空玻璃、玻璃磨花、雕花、彩绘、弯制等制品及幕墙、门窗制品。
(2) 不透明玻璃制品和异型玻璃制品:包括玻璃锦砖(马赛克)、玻璃实心砖、玻璃空心砖、水晶玻璃制品、玻璃微珠制品、玻璃雕塑等。
(3) 玻璃绝热、隔音材料:包括泡沫玻璃和玻璃纤维制品等。
二、玻璃原料
玻璃原料比较复杂,但按其作用可分为主要原料与辅助原料。主要原料构成玻璃的主体并确定了玻璃的主要物理化学性质,辅助原料赋予玻璃特殊性质和给制作工艺带来方便。
1. 玻璃的主要原料
(1) 硅砂或硼砂:硅砂或硼砂引入玻璃的主要成分是氧化硅或氧化硼,它们在燃烧中能单独熔融成玻璃主体,决定了玻璃的主要性质,相应地称为硅酸盐玻璃或硼酸盐玻璃。
(2) 苏打或芒硝:苏打和芒硝引入玻璃的主要成分是氧化钠,它们在煅烧中能与硅砂等酸性氧化物形成易熔的复盐,起了助熔作用,使玻璃易于成型。但如含量过多,将使玻璃热膨胀率增大,抗拉度下降。
(3) 石灰石、白云石、长石等:石灰石引入玻璃的主要成分是氧化钙,增强玻璃化学稳定性和机械强度,但含量过多使玻璃折晶和降低耐热性。
白云石作为引入氧化镁的原料,能提高玻璃的透明度、减少热膨胀及提高耐水性。
长石作为引入氧化铝的原料,它可以控制熔化温度,同时也可提高耐久性。此外,长石还可提供氧化钾成分,提高玻璃的热膨胀性能。
(4) 碎玻璃:一般来说,制造玻璃时不是全部用新原料,而是掺入15%——30%的碎玻璃。
2. 玻璃的辅助原料
(1) 脱色剂:原料中的杂质如铁的氧化物会给玻璃带来色泽,常用纯碱、碳酸钠、氧化钴、氧化镍等作脱色剂,它们在玻璃中呈现与原来颜色的补色,使玻璃变成无色。此外,还有与着色杂质能形成浅色化合物的减色剂,如碳酸钠能与氧化铁氧化成二氧化二铁,使玻璃由绿色变黄色。
(2) 着色剂:某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色。如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色,氧化锰能呈现紫色,氧化钴能呈现蓝色,氧化镍能呈现棕色,氧化铜和氧化铬能呈现绿色等。
(3) 澄清剂:澄清剂能降低玻璃熔液的粘度,使化学反应所产生的气泡,易于逸出而澄清。常用的澄清剂有白砒、硫酸钠、硝酸钠、铵盐、二氧化锰等。
(4) 乳浊剂:乳浊剂能使玻璃变成乳白色半透明体。常用乳浊剂有冰晶石、氟硅酸钠、磷化锡等。它们能形成0.1——1.0靘的颗粒,悬浮于玻璃中,使玻璃乳浊化。
三、玻璃的制造工艺
玻璃的制造工艺因制品种类不同而有所不同,但基本上均需将各种原料混合后在高温下熔融,然后用不同的成型方法将玻璃液体冷凝成不同形状的固体。图7—1是玻璃制品制造工艺流程图。
制造方法大致如下:
图7—1 玻璃制品制造工艺流程图
(1) 计量与配料:将硅砂、苏打、芒硝、石灰石、白云石、长石、碎玻璃及其它辅助原料,按所生产的玻璃种类要求进行不同配比后搅拌均匀。
(2) 熔融:混合好的原料在1400—1600℃的高温窑内进行熔融,窑的一端不断供料,熔融的玻璃液连续从另一端流出。
(3) 澄清:玻璃原料熔化后,结晶即遭破坏,同时,硫酸盐、碳酸盐分解产产生二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等气体,产生气泡,必须加入澄清剂清除气泡。采用砷的氧化物作澄清剂时,其作用是它产生的大气泡在上升过程中将小气泡吸收排除,使玻璃液得以澄清。
(4) 成型:熔融玻璃达到成型温度后慢慢冷却,根据用途成型为需要形状。平板玻璃的成型方法有浇注法、轧制法、引上法、浮法等。
浇注法是将熔融的玻璃液流到铁板上之后转动滚筒将玻璃压展成板状。轧制法是用上下一对转动滚筒,将熔融玻璃沿水平方向引出成型。用这一方法可以成型夹丝玻璃、型板玻璃及波形玻璃。引上法是用滚筒将熔融玻璃沿垂直方向拉出成型,分为有槽法和无槽法。浮法是使熔融玻璃通过熔融金属(锡)表面,延伸入退火窑降温退火,经切割而成。
四、玻璃制品的加工和装饰
成型后的玻璃制品一般不能满足装饰性或适用性,需要进行加工,以得到不同要求的制品。经加工后的玻璃不仅使外观与表面性质得到改善,同时也提高了装饰性。
建筑玻璃的加工与装饰方法主要有以下几种:
1. 研磨与抛光
为了使制品具有需要的尺寸和形状或平整光滑的表面,可采用不同磨料进行研磨,开始用粗磨料研磨,然后根据需要逐级使用细磨料,直至玻璃表面变得较细微。需要时,再用抛光材料进行抛光,使表面变得光滑、透明,并具有光泽。经研磨、抛光后的玻璃称为磨光玻璃。
常用的玻璃是金刚石、刚玉、碳化硅、碳化硼、石英砂等。抛光材料有氧化铁、氧化铬、氧化铯等金属氧化物。抛光盘一般用毛毡、呢绒、马兰草根等制作。
2. 钢化、夹层、中空
钢化玻璃是在炉内将平板玻璃均匀加热到600——650℃之后,喷射压缩空气使其表面迅速冷却制成的,制品具有很高的物理力学性能。
将两块或两块以上的平板玻璃用塑料薄膜或其它材料夹于其中,在热压条件下使其组成一体即成夹层玻璃。
中空玻璃是将两块玻璃之间的空气抽出后充入干燥空气,用密封材料将其周边封固。
3. 表面处理
表面处理是玻璃生产中十分重要的工序。其目的与方法大致如下。
(1) 化学蚀剂:目的是改变玻璃表面质地形成光滑面和散光面。用氢氟酸类溶液进行侵蚀,使玻璃表面呈现凹凸形或去掉凹凸形。
(2) 表面着色:在高温或电浮条件下金属离子会向玻璃表面层扩散,使玻璃表面呈现颜色,因此可将着色离子的金属、熔盐、盐类的糊膏涂覆在玻璃表面,在高温或电浮条件下使玻璃表面着色。
(3) 表面金属涂层:玻璃表面可以镀上一层金属薄膜以获得新的功能,方法有化学法和真空沉积法及加热喷涂法等。
第二节 玻璃的性质
一、玻璃的力学性质
玻璃的理论抗拉强度极限为12000Mpa,实际强度只有理论强度的1/300——1/200,一般为30——60Mpa,玻璃的抗压强度约为700——1000Mpa。玻璃中的各种缺陷造成了应力集中或薄弱环节,试件尺寸越大缺陷存在的越多。缺陷对抗拉强度的影响非常显著,对抗压强度的影响较小。工艺上造成的外来杂质和波筋(化学不均匀部分)对玻璃的强度有明显影响。在—50——+70℃范围内玻璃的强度基本不变。
脆性是玻璃的主要缺点。玻璃的脆性指标为1300——1500(橡胶为0.4——0.6,钢为400——460,混凝土为4200——9350)。E越大说明脆性越大。玻璃的脆性也可以根据冲击试验来确定。
在实际应用中玻璃制品经常受到弯曲、拉伸和冲击应力,较少受到压缩应力。玻璃的力学性质主要指标是抗拉强度和脆性指标。
二、玻璃的光学性质
光学性质是玻璃最重要的物理性质。
光线照射到玻璃表面可以产生透射,反射和吸收三种情况。光线透过玻璃称为透射,光线被玻璃阻挡,按一定角度反射出来称为反射,光线通过玻璃后,一部分光能量损失在玻璃内部称为吸收。
玻璃中光的透射随玻璃厚度增加而减少。玻璃中光的反射对光的波长没有选择性,玻璃中光的吸收对光的波长有选择性。可以在玻璃中加入少量着色剂,使其选择吸收某些波长的光,但玻璃的透光性降低。还可以改变玻璃的化学组成来对可见光、紫外线、红外线、X射线、和闵湎呓醒≡裎铡£
三、玻璃的热工性质
玻璃的比热与其化学组成有关,在室温范围内其比经热的范围为0.33——1.05×103J/(kg·K)。 表7— 1玻璃的导热系数
名称 容 重(kg/m3) 导热系数[W/(m·K)]
平板玻璃化学玻璃石英玻璃石英玻璃石英玻璃玻 璃 砖泡沫玻璃泡沫玻璃泡沫玻璃 250024502210221022502500140166300 0.750.930.711.352.710.810.0520.0870.116
普通玻璃的导热系数在室温下约为0.75W/(m·k)。玻璃的导热系数约为铜的1/400,是导热系数较低的材料。当发生温度变化时,玻璃产生的热应力很高。在温度剧烈变化时玻璃会产生碎裂,玻璃的急热稳定性比急冷稳定性要强一些。
四、玻璃的化学性质
玻璃具有较高的化学稳定性,它可以抵抗除氢氟酸以外所有酸类的侵浊,硅酸盐玻璃一般不耐碱。玻璃遭受侵蚀性介质腐蚀,也能导致变质和破坏。
大气对玻璃侵蚀作用实质上是水气、二氧化碳、二氧化硫等作用的总和。实践证明,水气比水溶液具有更大的侵蚀性。普通窗玻璃长期使用后出现表面光泽消失,或表面晦暗,甚至出现斑点和油脂状薄膜等,就是由于玻璃中的碱性氧化物在潮湿空气中与二氧化碳反应生成碳酸盐造成的。这一现象称为玻璃发霉。可用酸浸泡发霉的玻璃表面,并加热至400——450℃除去表面的斑点或薄膜。
通过改变玻璃的化学成分,或对玻璃进行热处理及表面处理,可以提高玻璃的化学稳定性。
第三节 常用的建筑玻璃
一、平板玻璃
平板玻璃包括拉引法生产的普通平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃比普通平板玻璃具有更好的性能,因此,仅介绍浮法玻璃的有关内容。
(一) 产品分类
1、浮法玻璃按厚度分为3,4,5,6,8,10,12mm七类。
2、浮法玻璃按等级分为优等品、一级品和合格品三等。
表7—2 浮法玻璃的外观质量要求
缺陷名称 说明 优等品 一级品 合格品
光学变形 光入射角 厚3mm,55°厚≥4mm,60° 厚3mm,50°厚≥4mm,55° 厚3mm,40°厚≥4mm,45°
气泡 长0.5—1mm每平方米允许个数 3 5 10
长>1mm每平方米允许个数 长1——1.5mm2 长1——1.5mm3 长1——1.5mm,4长>1.5——5mm,2
夹杂物 长0.3—1mm每平方米允许个数 1
长>1mm每平方米允许个数 长1——1.5mm50mm边,1 长1——1.5mm1 长1——2mm2
划伤 宽≤0.1mm每平方米允许条数 长≤50mm1 长≤50mm2 长≤100mm6
宽>0. 1mm每平方米允许条数 不许有 宽0.1——0.5m,长≤50mm1 宽0.1——1mm,长≤100mm3
线道 正面可以看到的每片玻璃允许条数 不许有 50mm边部1 2
雾斑(沾锡、麻点与光畸变点) 表面擦不掉的点或条纹斑点,每平方米允许个数 肉眼看不出 斑点状,直径≤2mm,4个;条纹状,宽≤2mm,长≤50mm,2条
(二) 浮法玻璃的外观质量要求
浮法玻璃的外观质量要求见表7-2。
(三) 应用
浮法玻璃主要用作汽车、火车、船舶的门窗风挡玻璃,建筑物的门窗玻璃,制镜玻璃以及玻璃深加工原片。
二、钢化玻璃
钢化玻璃是将玻璃加热到接近玻璃软化点的温度(600——650℃)以迅速冷却或用化学方法钢化处理所得的玻璃深加工制品。它具有良好的机械性能玻璃和耐热冲击性能,又称为强化玻璃。
玻璃经处理表面产生了均匀的压应力,它的强度是经过良好退火处理的玻璃的3——10倍,抗冲击性能也大大提高。钢化玻璃破碎时出现网状裂纹,或产生细小碎粒,不会伤人,故又称安全玻璃。钢化玻璃的耐热冲击性能很好,最大的安全工作温度为287.78℃,并能承受204.44℃的温差。故可用来制造高温炉门上的观测窗、辐射式气体加热器和干燥器等。
由于钢化玻璃具有较好的性能,所以,它在汽车工业、建筑工程以及军工领域等行业得到了广泛应用。常用作高层建筑的门、窗、幕墙、屏蔽及商店橱窗、军舰与轮船舷窗以及桌面玻璃等。
钢化玻璃有普通钢化玻璃、钢化吸热玻璃、磨光钢化玻璃等品种,目前在上海、沈阳、厦门等地均有生产。钢化玻璃制品有平面钢化玻璃、弯钢化玻璃、半钢化玻璃和区域钢化玻璃等。平面钢化玻璃主要用作建筑工程的门窗、隔墙与幕墙等;弯钢化玻璃主要用作汽车车窗玻璃;半钢化玻璃主要用作暖房、温室及隔墙等的玻璃窗;区域钢化玻璃主要用作汽车的风挡玻璃。
钢化玻璃不能切割、磨削,边角不能碰击,使用时需选择现成尺寸规格或提出具体设计图纸加工定做。此外,钢化玻璃在使用过程中严禁溅上火花。否则,当其再经受风压或振动时,伤痕将会逐渐扩展,导致破碎。
三、夹层玻璃
夹层玻璃系两片或多片平板玻璃之间嵌夹透明塑料薄片,经加热、加压,粘合而成的平面或弯曲的复合玻璃制品。夹层玻璃的抗冲击性比普通平板玻璃高出几倍。玻璃破碎时不裂成碎块,仅产生辐射状裂纹和少量玻璃碎屑,而且碎片仍粘贴在膜片上,不致伤人。因此夹层玻璃也属于安全玻璃。夹层玻璃的透光性好,如2+2mm厚玻璃的透光率为82%。夹层玻璃还具有耐久、耐热、耐湿、耐寒等性质。
生产夹层玻璃的厚片可以采用普通平板玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃、彩色玻璃、吸热玻璃和热反射玻璃等。常用的热塑性树脂薄片为聚乙烯醇宿丁醛(PV。
夹层玻璃的品种很多,有减薄夹层玻璃、遮阳夹层玻璃、电热夹层玻璃、防弹夹层玻璃、玻璃纤维增强夹层玻璃、报警夹层玻璃、防紫外线夹层玻璃、隔音夹层玻璃等。
夹层玻璃主要用作汽车和飞机的风挡玻璃、防弹玻璃以及有特殊安全要求的建筑物的门窗、隔墙、工业厂房的天窗和某些水下工程。
四、中空玻璃
中空玻璃中由两层或两层以上的平板玻璃原片构成,四周用高强度气密性复合胶粘剂将玻璃及铝合金框和橡皮条、玻璃条粘结、密封,中间充入干燥气体,还可以涂上各种颜色或不同性能的薄膜,框内充以干燥剂,以保证玻璃原片间空气的干燥度。
玻璃原片可以采用普通平板玻璃、钢化玻璃、压花玻璃、热反射玻璃、吸热玻璃和夹丝玻璃等。其加工方法分为胶接法、焊接法和熔接法。
中空玻璃的主要功能是隔热隔声,所以,又称为绝缘玻璃。一般可降低噪声30——40dB;且防结霜性能好,结箱温度比普通玻璃低15℃左右。传热系数为3.09W/m2·K,而普通玻璃(3mm厚)的传热系数则为7.19 W/m2·K,耗热量为中空玻璃的两倍。优质的中空玻璃寿命可达25年之久。
国外中空玻璃的应用较为普通。1990年,美国有90%的住宅使用了中空玻璃。一些欧洲国家还规定所有建筑物必须全部采用中空玻璃,禁止普通玻璃作窗玻璃。近年来,随着人们对建筑节能重要性认识的提高,中空玻璃的应用在我国也受到了重视。
我国对建筑节能的规划要求是:第一步1995年住宅能耗降低30%;第二步2000年前,要节能50%。要实现第二步要求,仅靠墙体和屋面节能的话,不仅投资大,而且见效慢;必须采用投资少见效快的节能门窗。据专家估算,建筑使用能耗占建筑总能耗的80%——90%,而建筑门窗能耗约占建筑使用能耗的一半。因此,具有显著节能作用的中空玻璃在建筑领域具有广阔的应用前景。
中空玻璃广泛应用于高级住宅、饭店、宾馆、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合,也可以用于汽车、火车、轮船的门窗等处。
五、热反射玻璃
热反射玻璃是将平板玻璃经过深加工处理得到的一种新型玻璃制品。它既具有较高的热反射能力,又保持了平板玻璃的透光性,具有良好的遮光性和隔热性能。它用于建筑的门窗及隔墙等处。
热反射玻璃对太阳辐射的反射率高达30%左右,而普通玻璃仅为7%——8%,因此,热反射玻璃在日晒时能保证室内温度的稳定,并使光线柔和,改变建筑物内的色调,避免眩光,改善了室内的环境。镀金属膜的热反射玻璃还有单向透视作用,故可用作建筑的幕墙或门窗,使整个建筑变成一座闪闪发光的玻璃宫殿,映出周围景物的变幻,可谓千姿百态,美妙非凡。
热反射玻璃是在平板玻璃表面涂覆金属或金属氧化物薄膜制成的。薄膜包括金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属及其氧化物;镀膜方法有热解法、真空溅射法、化学浸渍法、气相沉积法、电浮法等。
热反射的玻璃具有以下特性:
(一)对太阳辐射能的反射能力较强
普通平板玻璃的太阳能辐射反射率为7%——10%,而热反射玻璃高达25%——40%。
(二)遮阳系数小
能有效阻止热辐射,有一定的隔热保温的效果。不同品种玻璃的遮阳系数见表7—3。
表7—3 不同品种玻璃的遮阳系数
品 种 厚度/mm 遮阳系数
透明浮法玻璃 8 0.99
茶色吸热玻璃 8 0.77
热反射玻璃 8 0.60—0.75
热反射双层中空玻璃 — 0.24—0.49
双面青铜色热反射玻璃 8 0.58
(三)单向透视性
它是指热反射玻璃在迎光的一面具有镜子的特性,而在背光的一面则具有普通玻璃的透明效果。白天,人们从室内透过热反射玻璃幕墙可以看到外面车水马龙的热闹街景,但室外却看不见室内的景物,可起到屏幕的遮挡作用。晚间的情况正好相反,由于室内光线的照明作用,室内看不见玻璃幕墙外的事物,给人以不受外界干扰的舒适感。但对不宜公开的场所应用窗帘等加以遮蔽。
(四)可见光透过率低
6mm厚热反射玻璃的可见光透过率比相同厚度的浮法玻璃减少75%以上,比吸热玻璃也减少60%。
热反射玻璃在应用时应注意以下几点:一是安装施工中要防止损伤膜层,电焊火花不得落到薄膜表面;二是要防止玻璃变形,以免引起影像的“畸变”;三是注意消除玻璃反光可能造成的不良后果。
六、吸热玻璃
既能保持较高的可见光透过率,又能吸收大量红外辐射的玻璃称为吸热玻璃。
吸热玻璃的生产是在普通钠—钙硅酸盐玻璃中加入有着色作用的氧化物,如氧化铁、氧化镍、氧化钴以及氧化硒等;或在玻璃表面喷涂氧化锡、氧化钴、氧化铁等有色氧化物薄膜。使玻璃带色,并具有较高的吸热性能。
吸热玻璃按颜色分为灰色、茶色、绿色、古铜色、金色、棕色和蓝色等;按成分分为硅酸盐吸热玻璃、磷酸盐吸热玻璃、光致变色玻璃和镀膜玻璃等。
吸热玻璃具有以下特性:
(一)吸收太阳光辐射
如6mm蓝色吸热玻璃能挡住50%左右的太阳辐射能。普通玻璃及蓝色吸热玻璃的太阳能透热率见表7—4。
表7—4 普通玻璃及吸热玻璃的热工性能比较
品 种 透过热值 (W/m2) 透热率(%)
空气(暴露空间) 879 100
普通玻璃(3mm) 726 82.56
普通玻璃(6mm) 663 75.53
蓝色吸热玻璃(3mm) 551 62.70
蓝色吸热玻璃(6mm) 423 49.20
(二)吸收可见光
如6mm普通玻璃可见光透过率为78%,同样厚度的古铜色玻璃仅为26%。吸热玻璃能使刺目的阳光变得柔和,起到反眩作用。特别是在炎热的夏天,能有效地改善室内光照,使人感到舒适凉爽。
(三)吸收太阳光紫外线
能有效减轻紫外线对人体和室内物品的损害。特别是有机材料,如塑料和家具油漆等,在紫外线作用下易产生老化及褪色。
(四)具有一定的透明度
能清晰地观察室外的景物。
(五)玻璃色泽经久不变
止前,吸热玻璃已广泛用于建筑工程的门窗或外墙以及车船的风挡玻璃等,起到采光、隔热、防眩作用。吸热玻璃还可按不同的用途进行加工,制成磨光玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、镜面玻璃及中空玻璃等玻璃深加制品。无色磷酸盐吸热玻璃能大量吸收红外线辐射热,可用于电影拷贝和放影以及彩色印刷等。
七、玻璃马赛克
玻璃马赛克又称玻璃锦砖,其名称源于拉丁文,英文为MOSAIC。历史上,马赛克泛指镶嵌艺术作品,后来指由不同色彩的小块镶嵌而成的平面装饰。
玻璃马赛克是将长度不超过45mm的各种颜色和形状的玻璃质小块铺贴在纸上而制成的一种装饰材料。它与陶瓷锦砖的主要区别是:玻璃质结构,呈乳浊状或半乳浊状,内含少量气泡和未熔颗粒;单块产品断面呈楔形,背面有锯齿状或阶梯状的沟纹,以便粘贴牢固。
玻璃马赛克具有如下特点:
(一)色泽绚丽多彩,典雅美观
“赤橙黄绿青蓝紫”诸色彩兼备,用户可根据不同的需要进行选择。特别是近年生产的金星玻璃马赛克产品,除了具有普通马赛克的特点外,还能随外界光线的变化映出不同的色彩,恰似金星闪烁、璀璨耀眼。不同色彩图案的马赛克可以组合拼装成各色壁画,装饰效果十分理想。
(二)质地坚硬,性能稳定,具有耐热、耐寒、耐候、耐酸碱等性能
由于玻璃马赛克的断面比普通陶瓷有所改进,吃灰深,粘结较好,不易脱落,耐久性较好。因而不积尘,天雨自涤,经久常新。
(三)价格较低
一般陶瓷马赛克为9——11元/m2,而玻璃马赛克仅需7.50——10.00元/m2。
(四)施工方便
减少了材料堆放,减轻了工人的劳动强度,施工效率提高。
玻璃马赛克适用于宾馆、医院、办公楼、礼堂、住宅等建筑的外墙装饰。
八、其他品种玻璃
(一) 磨砂玻璃
磨砂玻璃又称为毛玻璃,它是将平板玻璃的表面经机械喷砂、手工研磨或用氢氟酸溶蚀等方法处理成均匀毛面而成。由于表面粗糙,只能透光而不能透视,多用于需要隐秘或不受干扰的房间,如浴室、卫生间和办公室的门窗等,也可用作黑板。
(二) 压花玻璃
压花玻璃又称为滚花玻璃,是在平板玻璃硬化前用带有花样图案的滚筒压制而成的。由于压花玻璃表面凹凸不平而具有不规则的折射光线,可将集中光线分散,使室内光线柔和,且有一定的装饰效果。常用于办公室、会议室、浴室及公共场所的门窗和各种室内隔断。
(三) 夹丝玻璃
将编织好的钢丝网压入已软化的玻璃即制成夹丝玻璃。这种玻璃的抗折强度高,抗冲击能力和耐温度剧变的性能比普通玻璃好。破碎时其碎片附着在钢丝上,不致飞出伤人。透用于公共建筑的走廊、防火门、楼梯、厂房天窗及各种采光屋顶等。
(四)光致变色玻璃
在玻璃中加入卤化银,或在玻璃与有机夹层中加入铝和钨的感光化合物,就能获得光致变色性。光致变色玻璃受太阳或其他光线照射时,颜色随着光线的增强而逐渐变暗;照射停止时又恢复原来的颜色。目前,光致变色玻璃的应用已从眼镜片开始向交通、医学、摄影、通信和建筑领域发展。
(五) 泡沫玻璃
泡沫玻璃是以玻璃碎屑为原料,加少量发气剂,经发泡炉发泡后脱模退火而成的一种多孔轻质玻璃。其孔隙率可达80%——90%,气孔多为封闭型的,孔径一般为0.1——5.0mm。特点是热导率低,机械强度较高,表观密度小于160kg/m3。不透水、不透气,能防火,抗冻性强,隔声性能好。可锯、钉、钻。是良好的绝热材料,可用作墙壁、屋面保温,或用于音乐室、播音室的隔声等。
(六) 镭射玻璃
镭射(英文Laser的音译)玻璃是国际上十分流行的一种新型建筑装饰材料。它是以平板玻璃为基材,采用高稳定性的结构材料,经特殊工艺处理,从而构成全息光栅或其他图形的几何光栅。在同一块玻璃上可形成上百种图案。
镭射玻璃的特点在于,当它处于任何光源照射下时,都将因衍射作用而产生色彩的变化;而且,对于同一受光点或受光面而言,随着入射光角度及人的视角的不同,所产生的光的色彩及图案也将不同。五光十色的变幻给人以神奇、华贵和迷人的感受。其装饰效果是其他材料无法比拟的。
镭射玻璃大体上可分为两类:一类是以普通平板玻璃为基材制成的,主要用于墙面、窗户和顶棚等部位的装饰;另一类是以钢化玻璃为基材制成的,主要用于地面装饰。此外,还有专门用于柱面装饰的曲面镭射玻璃,专门用于大面积幕墙的夹层镭射玻璃以及镭射玻璃砖等。
镭射玻璃的技术性质十分优良。镭射钢化玻璃地砖的抗冲击、耐磨、硬度等性能均优于大理石,与花岗石相近。镭射玻璃的耐老化寿命是塑料的10倍以上。在正常使用情况下,其寿命大于50年。镭射玻璃的反射率可在10%——90%的范围内任意调整,因此可最大限度地满足用户的要求。
目前国内生产的镭射玻璃的最大尺寸为1000mm×2000mm。在此范围内有多种规格的产品可供选择。
镭射玻璃是用于宾馆、饭店、电影院等文化娱乐场所以及商业设施装饰的理想材料,也适用于民用住宅的顶棚、地面、墙面及封闭阳台等的装饰。此外,还可用于制作家具、灯饰及其他装饰性物品。
(七) 玻璃砖
玻璃砖又称特厚玻璃,分为实心砖和空心砖两种。实心玻璃砖是用熔融玻璃采用机械模压制成的矩型块状制品。空心玻璃砖是由箱式模具压成凹形半块玻璃砖,然后再将两块凹形砖熔结或粘接而成的方型或矩型整体空心制品。砖内外可以压铸出各种条纹,空心砖按内部结构可分为单空腔和双空腔两类,后者在空腔中间有一道玻璃肋。玻璃空心砖有115、145、240、300mm等规格;可以用彩色玻璃制做,也可以在其内腔用透明涂料涂饰。玻璃空心砖的容重较低(800kg/m3)。导热系数较低[0.46W/(m·K)],有足够的透光率(50%——60%)和散射率(25%)。其内腔制成不同花纹可以使外来光线扩散或使其向指定方向折射,具有特殊的光学特性。
玻璃砖可用于建造透光隔墙、淋涂隔断、楼梯间、门厅、通道等和需要控制透光、眩光和阳光直射的场合。
九、装饰玻璃纤维制品
(一) 玻璃纤维简介
玻璃纤维一般指用制造玻璃的原料,经高温熔化后,用特殊机具拉制或用压缩空气、高压蒸汽喷吹、离心成型等方法制成的玻璃态纤维或丝状物。
玻璃纤维的品种很多,其化学成分、生产方法、形态、性能与用途也各不相同,因此也就有不同的分类法,但根据纤维形态和长度大体可分为三大类:
1. 连续玻璃纤维或称纺织玻璃纤维。其生产方法主要是熔融玻璃液经耐高温材料制作的漏板流出,用高速旋转的滚筒拉制多根纤维束而成。经纺织加工后,可制成玻璃纱、布、带、绳和无捻粗纱等制品。
2. 定长玻璃纤维或称玻璃长棉。它是一根根杂乱的单纤维,可制成毡片或毛纱,毛纱也可制成布、带。定长玻璃纤维是采用高速气流喷吹或将熔融玻璃液体拉制成纤维后再经切制而成。
3. 玻璃棉。玻璃棉是一种纤维长度较短的玻璃纤维,在形态上组织蓬松,类似棉絮,也称为玻璃短棉。玻璃短棉是经蒸汽喷吹、离心法、离心喷吹及火焰喷吹等方法加工而成。
玻璃纤维具有容重小,导热系数低,吸声性好、过滤效率高、不燃烧、耐腐蚀等优良性能,用其长纤维可织成玻璃纤维贴墙布,玻璃纤维布经树脂粘结热压后制成玻璃钢装饰板,玻璃棉经热压加工制成玻璃棉装饰板。
(二) 玻璃纤维贴墙布
玻璃纤维贴墙布是以中碱玻璃纤维布为基材,表面涂以耐磨树脂,印以彩色图案而成。其色彩鲜艳,花样繁多,是一种优良饰面材料。在室内使用时,具有不裉色、不老化、耐腐蚀、不燃烧、不吸湿等优良特性,而且易于施工,可刷洗,适用于建筑、车船等内室的墙面、顶棚、梁柱等贴面装饰用。
贴墙布粘贴于墙面上,当室温15℃、相对湿度9%时,经24小时,其吸湿率不大于0.5%。在1%的肥皂水中煮沸不褪色。水泥墙、石灰墙、油漆墙、乳胶漆墙、石膏板墙及层压板墙上均可直接粘贴。其物理、机械性能见表7—5。
表7—5 玻璃纤维贴墙布物理、机械性能
指标名称 密度(根/cm) 断裂强度(kg/25×100mm) 组织 重量(g/m2) 耐火性 耐洗性
经 纬 经 纬
指标值 20±1 16±1 65 55 斜纹 170——200 离火自熄 在1%肥皂水中煮不裉
(三) 玻璃棉装饰吸声板
玻璃棉装饰吸声板是以玻璃棉为主要原料,加入适量的胶粘剂、防潮剂、防腐剂等,经热压成型加工而成的板材。
玻璃棉装饰吸声板具有质轻、吸声、防火、隔热、保温、美观大方、施工方便等特点,用于影剧院、会堂、音乐厅、播音室、录音室等可以控制和调整室内的混响时间,消除回声,改善室内音质,提高语音清晰度。用于旅馆、医院、办公室、会议室、商场以及吵闹场所,如工厂车间、仪表控制间、机房等,可以降低室内噪声级,改善生活环境与劳动条件。在此同时它也起到了室内装饰的作用。
玻璃棉装饰吸声板的品种与规格见表7—6。
表7—6 玻璃棉装饰吸声板的品种与规格
品 种 规 格(mm)
玻璃棉吸声板 303×303×(10,18,20)
玻璃纤维菱苦土吸声板 500×500
半硬质玻璃纤维装饰吸声板 500×500×50
硬质玻璃棉装饰吸声板 300×400×16400×400×16500×500×30
船形玻璃棉悬挂式吸声板 100×600×8
(四)玻璃钢装饰板
玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的俗称,它是以玻璃纤维及其制品为增强材料,以合成树脂为粘结剂,经一定的成型方法制作而成的一种新型材料。它集中了玻璃纤维及合成树脂的优点,具有重量轻、强度高、热性能好、电性能优良、耐腐蚀、抗磁、成型制造方便等优良特性。它的质量轻、强度接近钢材,因此,人们常把它称为玻璃钢。
玻璃钢装饰板是以玻璃纤维布为增强材料,以不饱和聚酯树脂为胶粘剂,在固化剂、催化剂的作用下经加工而成的装饰板材。
玻璃钢装饰板色彩多样、美观大方、漆膜光亮、硬度高、耐磨、耐酸碱、耐高温,是一种优良的室内装饰材料。适用于粘贴在各种基层、板材表面上作建筑装饰和家具用。
玻璃钢装饰板产品规格、花色与产地见表7—7。
表7—7 玻璃钢装饰板产品规格、花色与产地
规格(mm) 花色 产地
1700×920,700×500 粗、细木纹,有米黄,深黄咖啡等色石纹、花形图案 贵州雪山
1850×850 木纹、石纹、花纹、各种色 昆明
2000×850×0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西南康
2000×850×0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西九江
1850×850×0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 安徽歙县
1700×850×0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 江西清江
(1000—2000)×(100—200) 木纹、石纹、花纹、各种色 江苏宜兴
150×150,500×500 人造大理石贴面 江苏宜兴
900×1000,2000,1500,2000 各种花色 新疆石河子
1970×970 广西宜山
500×500 各种花色27种 江苏寨桥
1800×850×0.5 木纹、石纹、花纹、各种色 安徽蚌埠
八章 装饰涂料
涂料是指涂敷于物体表面,与基体材料很好地粘结并形成完整而坚韧保护膜的物质。由于在物体表面结成干膜,故又称涂膜或涂层。用于建筑物的装饰和保护的涂料称为建筑涂料。
建筑涂料与其他饰面材料相比具有重量轻、色彩鲜明、附着力强、施工简便、省工省料、维修方便、质感丰富、价廉质好以及耐水、耐污染、耐老化等特点。如建筑物的外墙采用彩色涂料装饰,它比传统的装饰工程更给人以清新、典雅、明快、富丽的感觉,并能获得较好的艺术效果;常见的浮雕类涂料具有强烈的立体感;用染色石英砂、瓷粒、云母粉等做成的彩砂涂料又具有色泽新颖而且晶莹绚丽的良好效果;使用厚质涂料经喷涂、滚花、拉毛等工序可获得不同质感的花纹;而薄质涂料的质感更细腻,更省料。我国建筑涂料工业始于60年代,70年代中期随着石油化工工业的发展,涂料工业也相应有较快的发展。特别是近几年来,国家为加速发展新型、高效建筑涂料,先后兴建和引进了一些涂料的生产装置,如北京东方化工厂引建丙烯酸脂类成套设备,将对涂料工业的发展有很大的推动作用。
建筑涂料是当今产量最大、应用最广的建筑材料之一。建筑涂料品种繁多,据统计,我国的涂料已有100余种。一般按使用部位分为外墙涂料、内墙涂料和地面涂料等;按主要成膜物质中所包含的树脂可分为油漆类、天然树脂类、醇酸树脂类、丙烯酸树脂类、聚脂树脂类和辅助材料类等共十八类;根据主要成膜物质的化学成分分为有机涂料、无机涂料和复合涂料,其中有机涂料又分为溶剂型、无溶剂型和水溶型或水乳胶型,水溶型和水乳胶型统称为水性涂料;根据漆膜光泽的强弱又把涂料分为无光、半光(或称平光)和有光等品种;按形成涂膜的质感可分为薄质涂料、厚质涂料和粒状涂料三种。
建筑涂料具有以下功能:
1、保护作用
建筑涂料通过刷涂、滚涂或喷涂等施工方法,涂敷在建筑物的表面上,形成连续的薄膜,厚度适中,有一定的硬度和韧性,并具有耐磨、耐候、耐化学侵蚀以及抗污染等功能,可以提高建筑物的使用寿命。
2、装饰作用
建筑涂料所形成的涂层能装饰美化建筑物。若在涂料中掺加粗、细骨料,再采用拉毛、喷涂和滚花等方法进行施工,可以获得各种纹理、图案及质感的涂层,使建筑物产生不同凡响的艺术效果,以达到美化环境,装饰建筑的目的。
3、改善建筑的使用功能
建筑涂料能提高室内的亮度,起到吸声和隔热的作用;一些特殊用途的涂料还能使建筑具有防火、防水、防霉、防静电等功能。
在工业建筑、道路设施等构筑物上,涂料还可起到标志作用和色彩调节作用,在美化环境的同时提高了人们的安全意识,改善了心理状况,减少了不必要的损失。
第一节 涂料的基本组成
涂料最早是以天然植物油脂、天然树脂如亚麻子油、桐油、松香、生漆等为主要原料,故以前称为油漆。目前,许多新型涂料已不再使用植物油脂,合成树脂在很大程度上已经取代天然树脂。因此,我国已正式采用涂料这个名称,而油漆仅仅是一类油性涂料而已。
按涂料中各组分所起的作用,可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。如图8-1所示。
一、主要成膜物质
主要成膜物质也称胶粘剂或固着剂。其作用是将涂料中的其他组分粘结成一体,并使涂料附着在被涂基层的表面形成坚韧的保护膜。主要成膜物质一般为高分子化合物或成膜后能形成高分子化合物的有机物质。如合成树脂或天然树脂以及动植物油等。
(一)油料
在涂料工业中,油料(主要为植物油)是一种主要的原料,用来制造各种油类加工产品、清漆、色漆、油改性合成树脂以及作为增塑剂使用。在目前的涂料生产中,含有植物油的品种仍占较大比重。
涂料工业中应用的油类分为干性油、半干性油和不干性油三类。
(二)树脂
涂料用树脂有天然树脂、人造树脂和合成树脂三类。天然树脂是指天然材料经处理制成的树脂,主要有松香、虫胶和沥青等;人造树脂系由有机高分子化合物经加工而制成的树脂,如松香甘油酯(酯胶)、硝化纤维等;合成树脂系由单体经聚合或缩聚而制得的,如醇酸树脂、氨基树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等。其中合成树脂涂料是现代涂料工业中产量最大、品种最多、应用最广的涂料。
二、次要成膜物质
次要成膜物质的主要组分是颜料和填料(有的称为着色颜料和体质颜料)。但它不能离开主要成膜物质而单独构成涂膜。
(一)颜料
颜料是一种不溶于水、溶剂或涂料基料的一种微细粉末状的有色物质,能均匀地分散在涂料介质中,涂于物体表面形成色层。颜料在建筑涂料中不仅能使涂层具有一定的遮盖能力,增加涂层色彩,而且还能增强涂膜本身的强度。颜料还有防止紫外线穿透的作用,从而可以提高涂层的耐老化性及耐候性。
颜料的品种很多,按它们的化学组成可分为有机颜料和无机颜料两大类;按它们的来源可分为天然颜料和合成颜料;按它们所起的作用可分为白色颜料、着色颜料和体质颜料等。
(二)填料
填料又称为体质颜料。它们不具有遮盖力和着色力。这类产品大部分是天然产品和工业上的副产品,价格便宜。
在建筑涂料中常用的填料有粉料和粒料两大类。
三、辅助成膜物质
(一)溶剂和水
溶剂与水是液态建筑涂料的主要成分,涂料涂刷到基层上后,溶剂和水蒸发,涂料逐渐干燥硬化,最终形成均匀、连续的涂膜。它们最后并不留在涂膜中,因此称为辅助成膜物质。溶剂和水与涂膜的形成及其质量、成本等有密切的关系。
配制溶剂型合成树脂涂料选择有机溶剂时,首先应考虑有机溶剂对基料树脂的溶解力,此外,还应考虑有机溶剂本身的挥发性、易燃性和毒性等对配制涂料的适应性。
(二)助剂
建筑涂料使用的助剂品种繁多,常用的有以下几种类型:催干剂、固化剂、催化剂、引发剂、增塑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、防老剂等。某些功能性涂料还需采用具有特殊功能的助剂,如防火涂料用难燃助剂,膨胀型防火涂料用发泡剂等。
第二节 常用的建筑涂料
建筑涂料的品种繁多,性能各异,下面按涂料的使用部位分别介绍外墙涂料、内墙涂料及地面涂料。
一、外墙涂料
外墙涂料主要功能是装饰和保护建筑物的外墙面,使建筑物外貌整洁美观,从而达到美化城市环境的目的。同时能够起到保护建筑物外墙的作用,延长其使用时间。为了获得良好的装饰与保护效果,外墙涂料一般应具有以下特点:
(1)装饰性好。要求外墙涂料色彩丰富多样,保色性好,能较长时间保持良好的装饰性;
(2)耐水性好。外墙面暴露在大气中,要经常受到雨水的冲刷,因而作为外墙涂料应具有很好的耐水性能。某些防水型外墙涂料其抗水性能更佳,当基层墙而发生小裂缝时,涂层仍有防水的功能;
(3)耐玷污性好。大气中的灰尘及其他物质玷污涂层后,涂层会失去装饰效能,因而要求外墙装饰层不易被这些物质玷污或玷污后容易清除;
(4)耐候性好。暴露在大气中的涂层,要经受日光、雨水、风砂、冷热变化等作用。在这类因素反复作用下,一般的涂层会发生开裂、剥落、脱粉、变色等现象,使涂层失去原有的装饰和保护功能。因此作为外墙装饰的涂层要求在规定的年限内不发生上述破坏现象,即有良好的耐候性。此外,外墙涂料还应有施工及维修方便、价格合理等特点。
建筑外墙涂料的主要类型及品种如图8-2。
图8-2 建筑外墙涂料的主要类型及品种
(一)溶剂型涂料
溶剂型涂料是以高分子合成树脂为主要成膜物质,有机溶剂为稀释剂,加入一定量的颜料、填料及助剂,经混合、搅拌溶解、研磨而配制成的一种挥发性涂料。涂刷在外墙面以后,随着涂料中所含溶剂的挥发,成膜物质与其他不挥发组分共同形成均匀连续的薄膜,即涂层。由于涂膜较紧密,通常具有较好的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性和良好的耐候性、耐污染性等特点。但由于施工时有大量易耐的有机溶剂挥发,容易污染环境。漆膜透气性差,又有疏水性,如在潮湿基层上施工,易产生起皮、脱落等现象。由于这些原因,国内外这类外墙涂料的用量低于乳液型外墙涂料。近年来发展起来的溶剂型丙烯酸外墙涂料,其耐候性及装饰性都很突出,耐用年限在10年以上,施工周期也较短,且可以在较低温度下使用。国外有耐候性、防水性都很好,且具有高弹性的聚氨酯外墙涂料,耐用期可达15年以上。
溶剂型涂料的主要品种为过氯乙烯外墙涂料,它是我国将合成树脂涂料用作建筑外墙装饰的最早品种之一。过氯乙烯外墙涂料以过氯乙烯树脂为主要成膜物质,并用少量其他树脂,再加入增塑剂、稳定剂、填料、颜料等物质,经捏和、混炼、塑化、切粒溶解、过滤等过程而制成的一种溶剂型外墙涂料。
过氯乙烯外墙涂料具有干燥快、施工方便、耐候性好、耐化学腐蚀性强、耐水、耐霉性好等特点,但它的附着力较差,在配制时应选用适当的合成树脂,以增强其附着力。过氯乙烯树脂溶剂释放性差,因而涂膜虽然表干很快,但完全干透很慢,只有到完全干透之后才变硬并很难剥离。
主要成膜物质为过氯乙烯树脂,在涂料中用量为10%左右。常加入醇酸树脂、酚醛树脂、丙燃酸树脂、顺丁烯二酸酐树脂等合成树脂,以改善过氯乙然外墙涂料的附着力、光泽、丰满度、耐久性等性能。
在过氯乙烯外墙涂料中常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯,其加入量约为30%-40%。过氯乙烯树脂在光和热的作用下容易引起树脂分解,加入稳定剂的目的是为了阻止树脂分解,延长涂膜的寿命。常用的稳定剂是二盐基亚磷酸铅,用量为2%左右,其他稳定剂还有蓖麻油酸钡、低碳酸钡、紫外线吸收剂UV-9等。
常用的颜料及填料有氧化锌、钛白粉、滑石粉等。
(二)乳液型涂料
以高分子合成树脂乳液为主要成膜物质的外墙涂料称为乳液型外墙涂料。按乳液制造方法不同可以分为两类:一是由单体通过乳液聚合工艺直接合成的乳液;二是由高分子合成树脂通过乳化方法制成的乳液。按涂料的质感又可分为乳胶漆(薄型乳液涂料)、厚质涂料及彩色砂壁状涂料等。
目前,大部分乳液型外墙涂料是由乳液聚合方法生产的乳液作为主要成膜物质的。乳液型外墙涂料的主要特点如下:
(1)以水为分散介质,涂料中无易燃的有机溶剂,因而不会污染周围环境,不易发生火灾,对人体的毒性小;
(2)施工方便,可刷涂,也可滚涂或喷涂,施工工具可以用水清洗;
(3)涂料透气性好,且含有大量水分,因而可在稍湿的基层上施工,非常适宜于建筑工地的应用;
(4)外用乳液型涂料的耐候性良好,尤其是高质量的丙烯酸酯外墙乳液涂料其光亮度、耐候性、耐水性及耐久性等各种性能可以与溶剂型丙烯酸酯类外墙涂料媲美;
(5)乳液型外墙涂料存在的主要问题是其在太低的温度下不能形成优质的涂膜,通常必须在10℃以上施工才能保证质量,因而冬季一般不宜应用。
图8-3 乳液型外墙涂料的品种
我国乳液型外墙涂料的品种如图8-3。
1、苯-丙乳液涂料
苯-丙乳液涂料是以苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液(简称苯-丙乳液)为主要成膜物质,加入颜料、填料及助剂等,经分散、混合配制而成的乳液型外墙涂料。
纯丙烯酸酯乳液配制的涂料,具有优良的耐候性和保光、保色性,适于外墙涂装。但价格较贵,限制了它的使用。以一部分或全部苯乙烯代替纯丙乳液中的甲基丙烯酸甲酯制成的苯-丙乳液涂料,仍然具有良好的耐候性和保光保色性,而价格却有较大的降低。苯-丙涂料还具有优良的耐碱、耐水性,外观细腻,色彩艳丽,质感好,很适于外墙涂装。从资源、造价分析,是适合我国国情的外墙乳液涂料,目前,国内生产量较大。用苯-丙乳液配制的各种类型外墙乳液涂料,性能优于乙-丙乳液涂料。用于配制有光涂料,光泽度高于乙-丙涂料,而且由于苯-丙乳液的颜料结合力好,可以配制高颜(填)料体积浓度的内用涂料,性能较好,经济上也是有利的。
苯-丙乳液涂料主要技术性能指标见表8-1。
表8-1 苯-丙乳液涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
干燥时间,表干 实干固体含量耐水性,23±2℃,96h耐碱性,饱和Ca(OH)2,48h耐洗刷性,0.5%皂液,1 000次耐沾污性(白色及浅色),5次循环 反射系数下降率冻融稳定性,-5±1℃,16h,23±2℃8h,3次循环 2h12h45%不起泡,不脱落,允许稍有变色同上不露底<10%不变质
2、乙-丙乳液涂料
乙-丙乳液厚涂料是以醋酸乙烯-丙烯酸共聚物乳液为主要成膜物质,掺入一定量的粗集料组成的一种厚质外墙涂料。该涂料的装饰效果较好,属于中档建筑外墙涂料,使用年限为8-10年。乙-丙乳液厚涂料具有涂膜厚实、质感好、耐候、耐水、冻融稳定性好、保色性好、附着力强以及施工速度快、操作简便等优点。
乙-丙乳液厚涂料主要技术性能指标见表8-2。
3、彩色砂壁状外墙涂料
彩色砂壁状外墙涂料又称彩砂涂料,是以合成树脂乳液和着色骨料为主体,外加增稠剂及各种助剂配制而成。由于采用高温烧结的彩色砂粒、彩色陶瓷或天
然带色石屑作为骨料,使制成的涂层具有丰富的色彩及质感,其保色性及耐候性比其他类型的涂料有较大的提高。耐久性约为10年以上。
彩色砂壁状外墙涂料主要技术性能指标见表8-3。
表8-2 乙-苯厚涂料的主要技术性能指标
性能 指标
干燥时间固体含量耐水性,浸水500h耐碱性,饱和Ca(OH)2,500h冻融试验,50次循环 ≤30min≥50%无异常无异常无异常
表8-3 彩色砂壁状外墙涂料的主要技术性能指标
性能 指标
骨料沉降率干燥时间低温安定性,-5℃耐热性,60℃恒温8h冻融循环,30次常温贮存稳定性,3个月粘结力耐水性,500h耐碱性,300h耐酸性,300h耐老化,250h <10%≤2h不变稠无异常无异常不变质5kg/cm2无异常无异常无异常无异常
(三)无机高分子涂料
无机高分子建筑涂料是近年来发展起来的一大类新型建筑涂料。建筑上广泛应用的有碱金属硅酸盐和硅溶胶两类。
有机高分子建筑涂料一般都有耐老化性能较差、耐热性差、表面硬度小等缺点。无机分子涂料恰好在这些方面性能较好,耐老化性、耐高温、耐腐蚀、耐久性等性能好,涂膜硬度大、耐磨性好,若选材合理,耐水性能也好,而且原材料来源广泛,价格便宜,因而近年来受到国内外普遍重视,发展较快。下面介绍硅溶胶涂料的情况。
硅溶胶外墙涂料是以胶体二氧化硅(硅溶胶)为主要成膜物质、有机高分子乳液为辅助成膜物质,加入颜料、填料和助剂等,经搅拌、研磨、调制而成的水分散性涂料,是近年来新开发的性能优良的涂料品种,其主要性能特点如下:
(1)以水为分散介质,无毒、无臭,不污染环境。
(2)施工性能好,宜于刷涂,也可以喷涂、滚涂和弹涂,工具可用水清洗。
(3)涂料对基层渗透力强,附着性好。
(4)遮盖力强,涂刷面积大。
(5)涂膜细腻,颜色均匀明快,装饰效果好。涂膜致密、坚硬,耐磨性好,可用水磨砂纸打磨抛光。
(6)涂膜不产生静电,不易吸附灰尘,耐污染性好。
(7)涂膜以硅溶胶为主要成膜物质,具有耐酸、耐碱、耐沸水、耐高温等性能,且不易老化,耐久性好。
(8)原材料资源丰富,价格较低。
硅溶胶涂料性能优良,价格较低,广泛用于外墙涂装,也可作为耐擦洗内墙涂料。若加入粗填料,则可配制成薄质、厚质、粘砂等多种质感和各种花纹的建筑涂料,具有广阔的应用前景。
硅溶胶涂料主要技术性能指标见表8-4。
表8-4 硅溶胶无机外墙涂料的主要技术性能指标
性能 指标
最低成膜温度耐水性,500h耐碱性,饱和Ca(OH)2,500h冻融试验,30次循环人工老化,1000h贮存稳定性,6个月 5℃无异常无异常无异常涂膜不开裂、不起泡、允许较微粉化和变色不变质
二、内墙涂料
内墙涂料的主要功能是装饰及保护室内墙面,使其美观整洁,让人们处于舒适的居住环境中。为了获得良好的装饰效果,内墙涂料应具有以下特点:
(1)色彩丰富,细腻,调和
众所周知,内墙的装饰效果主要由质感、线条和色彩三个因素构成。采用涂料装饰以色彩为主。内墙涂料的颜色一般应突出浅淡和明亮,由于众多居住者对颜色的喜爱不同,因此要求建筑内墙涂料的色彩丰富多彩。
(2)耐碱性、耐水性、耐粉化性良好,且透气性好
由于墙面基层是碱性的,因而涂料的耐碱性要好。室内湿度一般比室外高,同时为了清洁方便,要求涂层有一定的耐水性及刷洗性。透气性不好的墙面材料易结露或挂水,使人产生不适感,因而内墙涂料应有一定的透气性。
(3)涂刷容易,价格合理。
内墙涂料的分类如图8-4。
图8-4 内墙涂料的分类
刷浆材料石灰浆、大白粉和可赛银等是我国传统的内墙装饰材料,因常采用排笔涂刷而得名。石灰浆又称石灰水,具有刷白作用,是一种最简便的内墙涂料,其主要缺点是颜色单调,容易泛黄及脱粉;大白粉亦称白垩粉、老粉或白土等,为具有一定细度的碳酸钙粉,在配制浆料时应加入胶粘剂,以防止脱粉。大白浆遮盖力较高,价格便宜,施工及维修方便,是一种常用的低档内墙涂料。可赛银是以碳酸钙和滑石粉等为填料,以酪素为胶粘剂,掺入颜料混合而制成的一种粉末状材料,也称酪素涂料。
(一)乳胶漆
前面介绍的乳液型外墙涂料均可作为内墙装饰使用。但常用的建筑内墙乳胶漆以平光漆为主,其主要产品为醋酸乙烯乳胶漆。近年来醋酸乙烯-丙烯酸酯有光内墙乳胶漆也开始应用,但价格较醋酸乙烯乳胶漆贵。
1、醋酸乙烯乳胶漆
醋酸乙烯乳胶漆是由醋酸乙烯均聚乳液加入颜料、填料及各种助剂,经研磨或分散处理而制成的一种乳液涂料。该涂料具有无毒、不燃、涂膜细腻、平滑、透气性好、价格适中等优点,但它的耐水性、耐碱性及耐候性不及其他共聚乳液,故仅适宜涂刷内墙,而不宜作为外墙涂料使用。
醋酸乙烯乳胶漆主要技术性能指标表8-5。
表8-5 醋酸乙烯乳胶漆的主要技术性能指标
性 能 指 标
颜色及外观粘度,涂-4,25±1℃干燥时间25±1℃,相对湿度65%±5%,实干固体含量遮盖力,白色及浅色附着力抗冲击硬度光泽符合标准样本色及其色差范围,平整无光加20%水测,15~45s不大于2h不小于45%不大于250g/m2≥2级≥40kg·cm≥0.3不大于10%
2、乙-丙有光乳胶漆
乙-丙有光乳胶漆是以乙-丙共聚乳液为主要成膜物质,掺入适当的颜料、填料及助剂,经过研磨或分散后配制而成半光或有光内墙涂料。用于建筑内墙装饰,其耐水性、耐碱性、耐久性优于醋酸乙烯乳胶漆,并具有光泽,是一种中高档内墙装饰涂料。
乙-丙有光乳胶漆的特点是:(1)在共聚乳液中引入了丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸等单体,从而提高了乳液的光稳定性,使配制的涂料耐候性好,宜用于室外。(2)在共聚物中引进丙烯酸丁酯,能起到内增塑作用,提高了涂膜的柔韧性。(3)主要原料为醋酸乙烯,国内资源丰富,涂料的价格适中。
乙-丙有光乳胶漆主要技术性能指标见表8-6。
表8-6 乙-丙有光乳胶漆的主要技术性能指标
性 能 指 标
粘度,涂-4,25℃光泽硬度韧性冲击强度耐水性,96h附着力遮盖力最低施工温度 20——30s≥70%≥0.31mm≥40kg·cm无变化≤3级≤140g/m210℃
(二)聚乙烯醇类水溶性内墙涂料
1、聚乙烯醇水玻璃涂料
这是一种在国内普通建筑中广泛使用的内墙涂料,其商品名为“106”。它是以聚乙烯醇树脂的水溶液和水玻璃为胶粘剂,加入一定数量的体质颜料和少量助剂,经搅拌、研磨而成的水溶性涂料。产品质量应符合表8-7要求。
表8-7 聚乙烯醇水玻璃质量标准
序 号 性 能 指 标
123456789 容器中状态粘度细度遮盖力白度⑴涂膜的外观附着力耐水性耐干擦性 经搅拌无结块、沉淀或絮凝现象35——37s不大于90靘不大于300g/m2不大于80度涂膜平整光滑,色泽均匀划格试验无方格脱落浸水24h无脱落、起不泡和皱皮现象不大于1级
注:⑴该项实验项目仅对白色涂料而言。
聚乙烯醇水玻璃涂料的品种有白色、奶白色、湖蓝色、果绿色、蛋青色、天蓝色等。适用于住宅、商店、医院、学校等建筑物的内墙装饰。
2、聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料
聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料是以聚乙烯醇与甲醛进行不完全缩醛化反应生成的聚乙烯醇缩甲醛水溶液为基料,加入颜料、填料及其他助剂经混合、搅拌、研磨、过滤等工序制成的一种内墙涂料。聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料的生产工艺与聚乙烯醇水玻璃内墙涂料的相类似,成本相仿,而耐水洗擦性略优于聚乙烯醇水玻璃内墙涂料。
聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料主要技术性能指标表8-8。
表8-8 聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
粘度,涂-4,25℃耐水性,浸水24h耐水洗刷性,100次附着力,划格法,%干燥时间,20℃ 50——70s无起泡,不脱落无变化1001h
三、地面涂料
地面涂料的主要功能是装饰与保护室内地面,使地面清洁美观,与其他装饰材料一同创造优雅的室内环境。为了获得良好的装饰效果,地面涂料应具有以下特点:耐碱性好、粘结力强、耐水性好、耐磨性好、抗冲击力强、涂刷施工方便及价格合理等。地面涂料的大致分类及品种如图8-5。
以下主要介绍适用于水泥砂浆地面的有关涂料品种。
(一)过氯乙烯水泥地面涂料
过氯乙烯水泥地面涂料属于溶剂型地面涂料。溶剂型地面涂料系以合成树脂为基料,掺入颜料、填料,各种助剂及有机溶剂配制而成的一种地面涂料。该类涂料涂刷在地面上以后,随着有机溶剂挥发而成膜硬结。
过氯乙烯水泥地面涂料是我国将合成树脂用作建筑物室内水泥地面装饰的早期材料之一。它是以过氯乙烯树脂为主要成膜物质,掺用少量其他树脂,并加入一定量的增塑剂、填料、颜料、稳定剂等物质,经捏和、混炼、切粒、溶解、过滤等工艺过程而配制成的一种溶剂型地面涂料。
过氯乙烯水泥地面涂料具有干燥快、施工方便、耐水性好、耐磨性较好、耐化学腐蚀性强等特点。由于含有大量易挥发、易燃的有机溶剂,因而在配制涂料及涂刷施工时应注意防火、防毒。
图8-5 地面涂料分类及品种
过氯乙烯水泥地面涂料主要技术性能指标见表8-9。
(二)氯-偏乳液涂料
氯-偏乳液涂料属于水乳型涂料。它是以氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液为主要成膜物质,添加少量其他合成树脂水溶液胶(如聚乙烯醇水溶液等)共聚液体为基料,掺入适量的不同品种的颜料、填料及助剂等配制而成的涂料。氯-偏乳液涂料品种很多,除了地面涂料外,还有内墙涂料、顶棚涂料、门窗涂料等。氯-偏乳液涂料具有无味、无毒、不燃、快干、施工方便、粘结力强;涂层坚牢光洁、不脱粉;有良好的耐水、防潮、耐磨、耐酸、耐碱、耐一般化学药品侵蚀,涂层寿命较长等特点,且产量大,在乳液类中价格较低,故在建筑内外装饰中有着广泛的应用前景。
表8-9 过氯乙烯水泥地面涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
色泽外观粘度,B3-4,粘度计干燥时间,20±2℃,实干表干流平性耐磨性,Taber型硬度冲击强度附着力,白铁皮,1mm格遮盖力稍有光,漆膜平整,无刷痕,无粗粒150~200s30~60min70~180min无刷痕<0.03g≥350>35kg·cm100%<130g/m2
氯-偏乳液涂料主要技术性能指标见表8-10。
表8-10 氯-偏乳液涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
外观表干时间,15℃耐热性,100℃冻融循环25次粘结力(8字模抗粒)耐水性,20±2℃,1000h附着力最低成膜温度耐磨性,往复式磨耗(往返1000次) 涂膜光洁,色泽均匀、柔和≥1h无变化无起壳、脱落现象>0.7MPa无变化≤3级≥5℃≤0.006g/cm2
(三)环氧树脂涂料
环氧树脂涂料是以环氧树脂为主要成膜物质的双组分常温固化型涂料。环氧树脂涂料与基层粘结性能优良,涂膜坚韧、耐磨,具有良好的耐化学腐蚀、耐油、耐水等性能,以及优良的耐老化和耐候性,装饰效果良好,是近几年来国内开发的耐腐蚀地面和高档外墙涂料新品种。
环氧树脂涂料主要技术性能指标见表8-11。
表8-11 环氧树脂厚质地面涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
清漆 色漆
色泽外观粘度,涂-4,25℃细度干燥时间,25±2℃,相对湿度≤65%表干实干全干硬度冲击强度附着力,画圈法柔韧性浅黄色14——26s2——4h24h7d≥0.550kg·m1级1mm 各色,漆膜平整16——40s≤30靘2——4h24h7d≥0.550kg·cm1级1mm
(四)聚醋酸乙烯水泥地面涂料
聚醋酸乙烯水泥地面涂料是由聚醋酸乙烯水乳液、普通硅酸盐水泥及颜料、填料配制而成的一种地面涂料。可用于新旧水泥地面的装饰,是一种新颖的水性地面涂布材料。
聚醋酸乙烯水泥地面涂料是一种有机、无机复合的水性涂料,其质地细腻,对人体无毒害,施工性能良好,早期强度高,与水泥地面基层的粘结牢固。形成的涂层具有优良的耐磨性、抗冲击性,色彩美观大方,表面有弹性,外观类似塑料地板。原材料来源丰富,价格便宜,涂料配制工艺简单。该涂料适用于民用住宅室内地面的装饰,亦可取代塑料地板或水磨石地坪,用于某些实验室、仪器装配车间等地面,涂层耐久性约为10年。
聚醋酸乙烯水泥地面涂料主要技术性能指标见表8-12。
表8-12 聚醋酸乙烯水泥地面涂料的主要技术性能指标
性 能 指 标
外观耐热性,100℃±2℃,4h粘结力(8字试件粘结)耐水性,浸水72h耐磨性,加载1000g×2,每100转磨耗损失量抗冲击性耐灼烧性(烟头灼烧)涂膜光洁、平整,色泽均匀不起泡,不脱皮>20kg/cm2不起泡,不脱皮<12g>40kg·cm不起泡,不变形,不变色
四、特种涂料
特种涂料对被涂物不仅具有保护和装饰的作用,还有其特殊作用。例如,对蚊、蝇等害虫有速杀作用的卫生涂料,具有阻止霉菌生长的防霉涂料,能消除静电作用的防静电涂料,能在夜间发光起指示作用的发光涂料等等,这些特种涂料在我国才问世不久,品种较少,但其独特的功能打开了建筑涂料的新天地,表现了建筑涂料工业无限的生命力。
(一)防火涂料
防火涂料可以有效延长可燃材料(如木材)的引燃时间,阻止非可燃结构材料(如钢材)表面温度升高而引起强度急剧丧失,阻止或延缓火焰的蔓延和扩展,使人们争取到灭火和疏散的宝贵时间。
根据防火原理把防火涂料分为非膨胀型涂料和膨胀型防火涂料两种。非膨胀型防火涂料是由不燃性或难燃性合成树脂,难燃剂和防火填料组成,其涂层不易燃烧。膨胀型防火涂料是在上述配方基础上加入成碳剂、脱水成碳催化剂、发泡剂等成分制成,在高温和火焰作用下,这些成分迅速膨胀形成比原涂料厚几十倍的泡沫状碳化层,从而阻止高温对基材的传导作用,使基材表面温度降低。
防火涂料可用于钢材、木材、混凝土等材料,常用的阻燃剂有:含磷化合物和含卤素化合物等,如氯化石蜡、十溴联苯醚、磷酸三氯乙醛酯等。
裸露的钢结构耐火极限仅为0.25h,在火灾中钢结构温升超过500℃时,其强度明显降低,导致建筑物迅速垮塌。钢结构必须采用防火涂料进行涂饰,才能使其达到《建筑设计防火规范》的要求。
根据涂层厚度及特点将钢结构防火涂料分为两类:
B类:薄涂型钢结构防火涂料——涂层厚度为2——7mm,有一定装饰效果,高温时涂层膨胀增厚耐火隔热,耐火极限可达0.5——1.5h,又称为钢结构膨胀防火涂料。
H类:厚涂型钢结构防火涂料——涂层厚度一般在8——50mm,粒状表面,密度较小,导热率低,耐火极限可达0.5——3.0h,又称为钢结构防火隔热涂料。除钢结构防火涂料外,其它基材也有专用防火涂料品种。
(二)发光涂料
发光涂料是指在夜间能指示标志的一类涂料。发光涂料一般有两种:蓄发性发光涂料和自发性发光涂料。它由成膜物质、填充剂和荧光颜色等组成,之所以能发光是因为含有荧光颜料的缘故。当荧光颜料(主要是硫化锌等无机氧料)的分子受光的照射后而被激发、释放能量,夜间或白昼都能发光,明显可见。
自发性发光涂料除了蓄发性发光涂料的组成外,还加有极少量的放射性元素。当荧光颜料的蓄光消失后,因放射物质放出的射线的刺激,涂料会继续发光。
发光涂料具有耐候、耐油、透明、抗老化等优点。适用于桥梁、隧道、机场、工厂、剧院、礼堂的太平门标志,广告招牌及交通指示器、门窗把手、钥匙孔、电灯开关等需要发出各种色彩和明亮反光的场合。
(三)防水涂料
防水涂料用于地下工程、卫生间、厨房等场合。早期的防水涂料以熔融沥青及其它沥青加工类产物为主,现在仍在广泛使用。近年来以各种合成树脂为原料的防水涂料逐渐发展,按其状态可分为溶剂型、乳液型和反应固化型三类。
溶剂型防水涂料是以各种高分子合成树脂溶于溶剂中制成的防水涂料,快速干燥,可低温操作施工。常用的树脂种类有:氯丁橡胶沥青、丁基橡胶沥青、SBS改性沥青、再生橡胶改性沥青等。
乳液型防水涂料是应用最多的涂料,它以水为稀释剂,有效降低了施工污染、毒性和易燃性。主要品种有:改性沥青系防水涂料(各种橡胶改性沥青)、氯偏共聚乳液、丙烯酸乳液防水涂料、改性煤焦油防水涂料、涤纶防水涂料和膨润土沥青防水涂料等。
反应固化型防水涂料是以化学反应型合成树脂(如聚氨酯、环氧树脂等)配以专用固化剂制成的双组分涂料,是具有优异防水性、变形性和耐老化性能的高档防水涂料。
(四)防霉涂料及灭虫涂料
在我国南方夏季和地下室、卫生间等潮湿场所,在霉菌作用下,木材、纸张、皮革等有机高分子材料的基材会发霉,有些涂层(如聚醋酸乙烯酯乳胶漆)也会发霉,在涂膜表面生成斑点或凸起,严重时产生穿孔和针眼。底层霉变逐渐向中间和表层发展,会破坏整个涂层直至粉末化。
防霉涂料以不易发霉材料(如硅酸钾水玻璃涂料和氧乙烯-偏氯乙烯共聚乳液)为主要成膜物质,加入两种或两种以上的防霉剂(多数为专用杀菌剂)制成。涂层中含有一定量的防霉剂就可以达到预期防霉效果。它适用于食品厂、卷烟厂、酒厂及地下室等易产生霉变的内墙墙面。
防虫涂料是在以合成树脂为主要成膜物质的基料中,加入各种专用杀虫剂、驱虫剂制成的功能性涂料。它具有良好的装饰效果,对蚊、蝇、蟑螂等害虫有速杀和驱除功能,适用于城乡住宅、部位营房、医院、宾馆等的居室、厨房、卫生间、食品贮存室等处。
第九章 无机矿物制品
无机矿物制品是指用水泥、石灰、石膏、菱苦土、珍珠岩、矿棉、岩棉、石棉及其它矿物材料为主要原料制成的产品。
无机矿物制品是建筑工程中应用最早和最多的材料,尤其是水泥和石灰,是现代建筑工程不可缺少的原料。
利用无机矿物原料生产的室内装饰制品主要为各种形式的板材,如石膏装饰板、矿棉装饰吸音板、珍珠岩装饰吸音板等。
无机矿物制品的特点是造价低、原料来源广及防火、防水、防潮、隔热、吸音等性能较好,同时生产工艺简单,因此国内外无机矿物装饰材料的发展很快,产量很高,新的品种也在不断出现。
第一节 无机矿物制品的基本知识
一、无机矿物原料简介
用于室内装饰制品的无机矿物原料按其作用可分为两大类:矿物胶结材料和矿物声热材料。矿物胶结材料可将制品胶结成整体,矿物声热材料用于改善制品的热学性能与声学性能。
矿物胶结材料根据硬化条件又有水硬性和气硬性之分。气硬性胶结材料只有在空气中硬化,在空气中能长久保持强度或继续提高强度,如石灰、石膏等。水硬性胶结材料不仅能在空气中,而且能在水中硬化,保持并继续提高其强度,如各种水泥。
无机矿物制品原料见下图10-1。
(一)矿物胶结材料
任何矿物材料当其与水或适当的盐类水溶液混合后,在常温下经过一定的物理化学变化过程能由浆状或可塑状而变为坚硬固体,并因而能将松散材料胶结为整体者,即称为矿物胶结材料。
矿物胶结材料有气硬性胶结材料与水硬性胶结材料之分,区分这一点,对胶结材料的实际应用有很大的意义。水硬性胶结材料,既可用于地上较干燥的地方,也可用于水下、地下、地上潮湿之处。而气硬性胶结材料一般只宜用于地上,不宜用于过分潮湿之处和水下。
1、石膏
用于建筑材料生产的石膏,包括天然石膏和化学石膏。天然石膏有天然二水石膏(CaSO4·2H2O)和天然无水石膏(CaSO4)。天然二水石膏质地较软,天然无水石膏质地较硬,故又称为硬石膏。工业生产中常用的是天然二水石膏,一般提到“石膏”大多数情况下指的是天然二水石膏。
纯净的二水石膏是透明的或无色的,有纤维状、针状、片状等晶体形态。天然二水石膏矿往往含有较多杂质,从产状看,有透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、片状石膏、泥质石膏或土石膏。石膏中二水石膏所占的含量,常称为品位,以此来对石膏分级。一级石膏,含二水石膏95%以上,二级含二水石膏85%以上,三级含75%以上。生产建筑石膏板材大都要用三级以上的石膏。
化学石膏,一般是指的各种工业生产中的副产品,是工业废渣,其中含有一定数量的二水石膏,还含有较多杂质,称呼这些石膏时习惯在其前面加上原主要产品类型或石膏来源类型的名称,如磷石膏、氟石膏、排烟脱硫石膏、芒硝石膏等。
石膏有多种存在形态,石膏加热以后会由二水石膏逐步转化为另一种形态,吸湿以后,又会发生相反的变化。生产石膏建筑制品就是依据石膏的这种性质。
石膏加热脱水变成半水石膏(或其它型式脱水石膏),半水石膏加水拌合成石膏浆,石膏浆中的半水石膏等脱水石膏水化硬化又生成二水石膏,石膏浆入模就制成硬化的石膏制品了。
半水石膏凝结时间短,建筑石膏4-8分钟初凝,10-13分钟终凝;高强石膏3-8分钟初凝,15~30分钟终凝。生产石膏建材制品的生产周期短,就是充分利用了石膏材料凝结硬化快的特性。
2、石灰
石灰是使用历史最久,也是目前建筑工程中应用最广泛的胶凝材料。它不仅可以作为单独的胶结材料使用,也可与其它矿物粉末材料混合制成建筑材料。
依硬化条件不同,石灰也有气硬石灰与水硬石灰之分。建筑工程中常用的为气硬性石灰。它是用主要成分为碳酸钙或含一部分碳酸钙,并含有较少粘土杂质(8%以下)的石灰岩煅烧而制成的以氧化钙为主要成分的气硬性胶结材料,通称石灰。
石灰的硬化是由于氧化钙在水中生成氢氧化钙,它由胶体转为结晶,或氢氧化钙与空气接触被空气中的二氧化碳碳化成碳酸钙。
3、水玻璃
水玻璃是将硅酸钠溶于水而制成,在建材生产中常以液态应用,故又名液体玻璃。它与普通玻璃的区别是能溶于水,以后又能在空气中硬化。
水玻璃为一种矿物胶,与有机胶相比,水玻璃不燃烧,也不腐朽。
水玻璃在空气中CO2的作用下,由于干燥和析出无定形含水氧化硅而硬化。与其它胶质材料相比,水玻璃具有较高的耐酸性。但它不能抵抗强酸及碱作用,也不能抵抗水的长期作用。
4、菱镁土
菱镁土为用菱镁矿或白云岩经煅烧、磨细而成的气硬性胶结材料。它的主要成分为MgO或MgO与CaCO3的混合物。
菱镁土如用水搅和,所得浆体凝结极慢,硬化后强度极低,所以应当用各种盐类的水溶液拌和。常用的盐溶液有氯化镁、硫酸镁、硫酸亚铁等。菱镁土与这些盐溶液拌合后生成复杂的混合物。生成物从过饱和溶液中凝成胶体以后又生成结晶,即产生了菱镁土的硬化。当温度提高时,硬化过程会加快进行。
(二)矿物声热材料
在矿物装饰制品中,常加入一些具有绝热、吸声或其它性能的材料使制品具有一些特殊功能。常用的几种材料介绍如下。
1、石棉
石棉是一种非金属矿物,呈白、灰、褐及绿等色。常用的是温石棉,纤维柔软,状如棉花。石棉具有绝热、吸声、耐火、耐酸碱、电绝缘等特性。
2、矿渣棉
矿渣棉是将熔融状态的冶金矿渣用喷吹法或离心法制成絮状,具有绝热、吸声、耐腐蚀、不燃以及价廉、利废等特点。可以呈松散状态或制成毡状使用。
3、岩棉
将白云岩、花岗岩、玄武岩等天然岩石熔化后用喷射法或离心法可制成岩棉,其性能与矿渣棉相同。
4、膨胀珍珠岩
将珍珠岩矿物晾干、破碎、筛分、预热、焙烧,体积骤然膨胀(约20倍)而成灰色或灰色松散粒状,结构呈蜂窝状,是一种高效能绝热材料。
5、膨胀蛭石
将蛭石晾干、破碎、筛分、焙烧,体积膨胀20倍以上,成为许多薄片组成的层状碎片。也是一种高效能绝热材料。
二、无机矿物制品的基本制造方法简介
无机矿物制品的成型主要靠矿物胶结材料的凝结硬化,有着基本类似的生产方法,无机矿物制品的基本生产工艺见图10-2。
图10-2 无机矿物制品的基本生产工艺
其中I号流程主要生产以水泥为胶结材料的制品,Ⅱ号流程主要生产以石膏为胶结材料的制品,Ⅲ号流程主要生产以添加部分有机树脂为胶结材料以及以水淬高炉矿渣为胶结材料的制品。
三、装饰无机矿物制品的种类与特点
(一)种类
矿物装饰制品的分类比较复杂,制品的原料、结构、功能、工艺等等方面互相组合或交叉,按单一某方面分类较困难。由于制品大部分以石膏胶结材料可粗略分为石膏装饰板、装饰绝热吸声板、复合装饰板等三大类。第一类石膏装饰板是以装饰性为主的石膏板材;第二类装饰吸声板是兼具吸声与绝热性能的装饰板材;第三类复合装饰板是多种材料掺合制成的装饰板材。无机矿物装饰制品分类见图10-3。
建筑工程中还有许多结构性板材。这些板材除了主要用作隔断、承重等功能性用途外,往往也带有一定装饰性或特种功能如吸音、隔热等,如水泥木丝板、纸浆水泥板、石膏刨花板等等。它们也常作为装饰板的基材,经特种加工后成结构性装饰材料。
(二)基本结构特点与应用
矿物装饰材料一般均为板材,规格(mm)常用的有300×300×9,500×500×9,600×600×11,900×900×(12~12)等。有各种表面结构如平面型、压花型、浮雕型、嵌缝型、半穿孔型、全穿孔型、盲孔型等;表面的装饰有油漆、贴砂、喷饰、印花、彩画等;内部处理有防水、防潮、防火、吸音、折波等等。
穿孔吸声处理是矿物装饰板的一大特点。穿孔方式和花样也很多,这样声波通过微孔时,声能会部分转化为热能,从而达到吸声效果。
这类装饰材料有许多优良性能。如石膏装饰板具有轻质、高强、防潮、不变形、防火、滞燃、可调节室内温度等特点,并且施工方便,加工性能好,可锯、可钉、可刨、可粘结等优点。添加珍珠岩、岩棉、矿棉等吸声隔热材料的装饰吸音板,对高、中频有良好的吸收效果。在穿孔结构合适时,对低频噪声也有良好的吸收作用。此外,对热传递也有阻滞作用。
由于矿物装饰板有上述装饰与特殊功能,故广泛应用于影剧院、会堂、音乐厅、播音室、录音室等用以控制和调整室内混响时间,消除回声,改善室内的音质,提高语言清晰度。用于旅馆、医院、办公室、商场以及吵闹场所,如工厂车间用以降低室内噪声,改善生活环境和劳动条件。
第二节 纸面石膏板
纸面石膏板作为一种墙体材料,在建筑上占有重要地位。纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料,掺入纤维、外加剂(发泡剂、缓凝剂等)和适量轻质填料,加水拌和成料浆,浇注在进行中的纸面上,成型后再覆以上层面纸。料浆经过凝固形成芯板,经切断、烘干,则使芯板与护面纸牢固地结合在一起。纸面石膏板具有质轻、保温隔热性能好,防火性能好,可钉、可锯、可刨、施工安装方便,主要用作建筑物内隔墙和室内吊顶材料。
一、纸面石膏板的性能与特点
纸面石膏板主要用于建筑物内隔墙,有普通纸面石膏板、耐水纸面石膏板和耐火纸面石膏板三类。普通纸面石膏板是以重磅纸为护面纸。耐水纸面石膏板采用耐水的护面纸,并在建筑石膏料浆中掺入适量耐水外加剂制成耐水芯材。耐火纸面石膏板的芯材是在建筑石膏料浆中掺入适量无机耐火纤维增强材料后制作而成。耐火纸面石膏板的主要技术要求是在高温明火下燃烧时,能在一定时间内保持不断裂。国家标准GB11979-89规定:耐火纸面石膏板遇火稳定时间,优等品不小于30min,一等品不小于25min,合格品不小于20min。
普通、耐水、耐火三类纸面石膏板,按棱边形状均有矩形、45°倒角形、楔形、半圆形和圆型五种产品。产品规格有:长1800、2100、2400、2700、3000、3300和3600mm7种规格;宽900mm和1200 mm2种规格;厚9、12和15 mm。此外,纸面石膏板还有厚度为18 mm的产品,耐火纸面石膏板还有18、21和25 mm厚的产品。
(一)施工安装方便,节省占地面积
纸面石膏板的可加工性很好,可锯、可刨、可钻、可贴,施工灵活方便。用石膏板作内隔墙还可便于室内管线敷设及检修。采用石膏板作墙体材料,可节省墙体占地面积。增加建筑空间利用率。以120 mm厚的内隔墙为倒,相当于增加了17.5%的建筑空间。
(二)耐火性能良好
纸面石膏板的芯材由建筑石膏水化而成,所以石膏板中石膏是以CaSO4·2H2O的结晶形态存在。一旦发生火灾,石膏板中的二水石膏就会吸收热量进行脱水反应。当石膏芯材所含结晶水并未完全脱出和蒸发完毕之前,纸面石膏板板面温度不会超过140℃,这一良好的防火特性可以为人口疏散赢得宝贵时间,同时也延长了防火时间。
与其它材料相比,纸面石膏板在发生火灾时只释放出水并转化为水蒸汽,不会释放出对人体有害的成分,而有些材料遇火灾时,往往会散发出对人体有害的成分,如有毒的浓烟。
(三)隔热保温性能
纸面石膏板的导热系数只有普通水泥混凝土的9.5%,是空心粘土砖的38.5%。如果在生产过程中加入发泡剂,石膏板的密度会进一步降低,其导热系数将变得更小,保温隔热性能就会更好。
(四)膨胀收缩性能
纸面石膏板的线膨胀系数很小,加上石膏板又在室温下使用,所以它的线膨胀系数可以忽略不计。但纸面石膏板的干缩湿胀现象相对而言比较大。把纸面石膏板放置于100℃的湿饱和蒸汽中1h,其长度伸胀率为0.09%。当然,石膏板很少用于这种环境条件。
(五)特殊的“呼吸”功能
这里所说的纸面石膏板的“呼吸”功能,并非是指它像动物一样需要呼吸空气才能生存,而是对它的吸湿解潮行为的一种形象描述。由于纸面石膏板是一种存在大量微孔结构的板材,放在自然环境中,由于其多孔体的不断吸湿与解潮的变化,即“呼吸”作用,维持着动态平衡。它的质量随环境温湿度的变化而变化,这种“呼吸”功能的最大特点,是能够调节居住及工作环境的湿度,创造一个舒适的小气候。
第三节 装饰石膏制品
装饰石膏制品是以建筑石膏为主要原料,掺入适量纤维增强材料和外加剂,与水一同搅拌成均匀料浆,经浇注成型、干燥而得到的制品。这类制品包括各种装饰石膏板,如普通平板、孔板、浮雕板、防潮平板、防潮孔板、吸声板、嵌装式装饰板以及浮雕艺术的石膏角线、线板、角花、灯圈、壁炉、罗马柱、灯座和雕塑等。装饰石膏制品主要用于室内墙壁和吊顶装饰,具有防火、隔音、吸声、美化、高雅的装饰艺术效果,是宾馆、饭店、公共建筑设施以及居室内常用的装饰材料。
一、装饰石膏板
(一)定义
以建筑石膏为主要原料,掺入适量纤维增强材料和外加剂,与水一起搅拌成均匀料浆,经浇注成型,干燥而成的不带护面纸的装饰板材,称为装饰石膏板。
(二)用途与特点
装饰石膏板主要用于工业与民用建筑室内墙壁装饰和吊顶装饰,以及非承重内隔墙。具有轻质、高强、耐火、隔声、韧性高等性能,可进行锯、刨、钉、钻、粘等加工,施工安装方便。
(三)分类和规格尺寸
装饰石膏板形状为正方形,其棱边断面形式有直角型和45°倒角型两种。根据板材正面形状和防潮性能的不同,其分类及代号见表10-5。
表10-5 板材分类及代号
分类 普通板 防潮板
平板 孔板 浮雕板 平板 孔板 浮雕板
代号 P K D FP FK FD
石膏装饰板的规格尺寸有:500mm×500 mm×9 mm;600 mm×600 mm×11 mm。
产品标记顺序为:产品名称、板材分类代号、板的边长及标准号。
例如:边长为600mm的防潮孔板,其标记为:装饰石膏板FK500 GB9777。
二、吸声用穿孔石膏板
(一)定义
以装饰石膏板和纸面石膏板为基础材料,由穿孔石膏板、背覆材料、吸声材料及板后空气层等组合而成的石膏板材称为吸声用穿孔石膏板。
(二)用途和特点
吸声用穿孔石膏板主要用于室内吊顶和墙体的吸声结构中。在潮湿环境中使用或对耐火性能有较高要求时,则应采用相应的防潮、耐水或耐火基板。
吸声用穿孔石膏板具有轻质、防火、隔声、隔热、抗振性能好,可用于调节室内湿度等特点,并有施工简便、施工效率高、劳动强度小、干法作业及加工性能好等特点。
(三)产品分类、规格
1、棱边形状
板材棱边形状分直角型和倒角型两种。
2、规格尺寸
(1)边长:规格为500 mm×500 mm;600 mm×600 mm。
(2)厚度:规格为9 mm和12 mm。
三、艺术装饰石膏制品
艺术装饰石膏制品主要是根据室内装饰设计的要求而加工制作的。制品主要包括浮雕艺术石膏线角、线板、花角、灯圈、壁炉、罗马柱、圆柱、方柱、麻花柱、灯座、花饰等。在色彩上,可利用优质建筑石膏本身洁白高雅的色彩,造型上可洋为中用,古为今用,大可将石膏这一传统材料赋予新的装饰内涵。
艺术装饰石膏制品以优质建筑石膏粉为基料,配以纤维增强材料、胶粘剂等,与水拌制制成均匀的料浆,浇注在具有各种造型、图案、花纹的模具内,经硬化、干燥、脱模而成。
(一)浮雕艺术石膏线角、线板、花角
浮雕艺术石膏线角、线板和花角具有表面光洁、颜色洁白高雅、花型和线条清晰、立体感强、尺寸稳定、强度高、无毒、防火、施工方便等优点,广泛用于高档宾馆、饭店、写字楼和居民住宅的吊顶装饰,是一种造价低廉、装饰效果好、调节室内湿度和防火的理想装饰装修材料,可直接用粘贴石膏腻子和螺钉进行固定安装。
浮雕艺术石膏线角图案花型多样,其断面形状一般呈钝角形,也可不制成角状而制成平面板状,则称为浮雕艺术石膏线板或直线。石膏线角两边(或称翼缘)宽度有相等和不等的两种,翼宽尺寸多种,一般为120-300mm左右,翼厚为10-30mm左右,通常制成条状,每条长约2300mm。石膏线板的花纹图案较线角简单,其花式品种也有多种。石膏线板的宽度一般为50-150mm,厚度为15-25mm左右,每条长约1500mm。
(二)浮雕艺术石膏灯圈
作为一种良好的吊顶装饰材料,浮雕艺术石膏灯圈与灯饰作为一个整体,表现出相互烘托,相得益彰的装饰气氛。石膏灯圈外形一般加工成圆形板材,也可根据室内装饰设计要求和用户的喜好制作成椭圆形或花瓣型,其直径有500~1800mm等多种,板厚一般为10~30mm。室内吊顶装饰的各种吊挂灯或吸顶灯,配以浮雕艺术石膏灯圈,使人进入一种高雅美妙的装饰意境。
(三)装饰石膏柱、石膏壁炉
装饰石膏柱有罗马柱、麻花柱、圆柱、方柱等多种,柱上、下端分别配以浮雕艺术石膏柱头和柱基,柱高和周边尺寸由室内层高和面积大小而定。柱身上纵向浮雕条纹,可显得室内空间更加高大。在室内门厅、走道、墙壁等处设置装饰石膏柱,既丰富了室内的装饰层次,更给人一种欧式装饰艺术和风格的享受。
装饰石膏壁炉更是增添了室内墙体的观赏性,使人置身于一种中西方文化和谐统一的艺术氛围之中,揉合精湛华丽的雕饰,达到美观、舒适与实用的效果。
(四)石膏花饰、壁挂
石膏花饰是按设计图案先制作阴模(软模),然后浇入石膏麻丝料浆成型,再经硬化、脱模、干燥而成的一种装饰板材,板厚一般为15-30mm。石膏花饰的花型图案、品种规格很多,表面可为石膏天然白色,也可以制成描金或象牙白色、暗红色、淡黄色等多种。用于建筑物室内顶棚或墙面装饰。建筑石膏还可以制作成浮雕壁挂,表面可涂饰不同色彩的涂料,也是室内装饰的新型艺术制品。
第四节 装饰绝热、吸音板
装饰绝热、吸音板的品种较多,这里主要介绍具有代表性的珍珠岩装饰吸音板和矿棉装饰吸音板。
一、膨胀珍珠岩装饰吸音板
(一)原料
1、建筑石膏
品位为92%,白色,900孔筛筛余量3.5%。
2、膨胀珍珠岩
起填料及改善板材声热性能。性能要求:
容重80-90kg/m3,粒度>2.5mm的颗粒占11%,<0.16mm的颗粒占2%,含水率0.5%。
3、缓凝剂
可用硼砂、柠檬酸等。
4、防水剂
采用无机工业废料。
5、表面处理材料
表面涂层由不饱和聚酯树脂及适量固化剂、促进剂等调制而成。此外,还有调色布纹用的颜料。
(二)生产工艺
生产的前一段与一般石膏板材相类似,脱模成基板后,再用聚酯树脂进行表面处理,处理方法与一般不饱和聚酯树脂的涂饰工艺相同。
压制工序是比较特殊的工序,也是基材生产的关键,压力的大小,初压时间的迟早,保压时间的长短,直接关系到产品的质量。一般压力控制在8MPa左右,初压与恒压时间视材料的凝结情况而定。
(三)装饰板的性能
装饰板的主要物理力学性能为:容重0.98g/cm3,光洁度87度,抗弯强度9.3MPa,表面硬度(HB)34,含水率2.4%,导热系数0.17W/m·K。
装饰板具有轻质、高强、隔音、防火等优良性能。由于采取了防水措施,也可作外墙装饰之用。
二、矿棉装饰吸声板
矿棉装饰吸声板是一种高级装饰材料。按其工艺不同有半干法矿棉吸声板与湿法矿棉吸声板,按表面加工方法不同有普通型、沟槽型、印刷型、浮雕型等四种类型的装饰板。
(一)原料
1、矿棉
是吸声板的基材,要求颜色为黄色或白色,太深则影响着色,渣球量应低于2%,容重小于0.24g/cm3。
2、粘接剂
使用玉米淀粉或木薯淀粉,其糊化温度不同,白色无杂质。
3、防水剂
用石蜡制成的乳化液,浓度40%。
4、增强剂
石棉,有效纤维大于73%,纤维长度与直径比为200;聚丙烯酰胺,分子量30万单位,浓度15%。
此外,必要时可加入防腐剂、固着剂等。
(二)生产工艺
生产分两步进行,先将各种原料混合加工成基材板,再进行装饰加工。
1、基材的加工
将一定量的矿棉放入容器中加水搅拌,使棉与渣球分离,渣球沉于底部,捞出矿棉,再洗涤一次后将棉干水分并称量。有时矿棉也用造粒机分解成粒状棉后再使用,将粘胶剂、防水剂等添加剂按配比混合搅拌成料浆,成型在长网抄取机上进行,料浆经滤水、真空吸水、挤压成为一定厚度毛坯,切割后烘干即成矿棉基板。
2、装饰加工
盲孔加工:用半成品经滚压轧出大小形状不同的不透孔,增加吸音效果,再进行板边精加工,着色,烘干即为成品。
沟槽型板的加工:盲孔板经专门的铣削机分别加工出纵横两方向的沟槽,或铣出圆形,着色,烘干即成。
印刷型板的加工:半成品通过印刷机上的模板,涂上预先配好的涂料,印出各种花纹图案,在花纹上也可撒上细砂,再经烘干而成。
浮雕型板的加工:半成品着色后,通过装有浮雕型板的压力机压出各种花纹,然后再经切割开榫制成。浮雕型板是专业厂制造的,加工费用高。
(三)矿棉装饰吸声板的性能
矿棉装饰吸音板具有吸音、防火、隔热的综合性能,而且可制成各种色彩的图案与立体形表面,是一种室内高级装饰材料。其性能见表10-2。
表10-2 矿棉装饰吸声板的性能
性 能 板尺寸(长×宽×厚)(mm)
600×300×9 600×300×9 1200~3000×375~400×15
容重(g/cm3)含水率(%)弯曲破断荷载(N)导热系数(W/m·K)吸声率(NRC)导火等级 0.412120.0460.46(粘贴法)难燃1级 0.412120.0460.51(粘贴法)难燃1级 0.412120.0460.57(吊装法)难燃1级
第五节 复合装饰板
复合装饰板有轻质硅酸吊顶板、菱镁装饰板、珍珠岩植物复合板、矿渣石膏装饰板。本节介绍后两种。
一、珍珠岩植物复合板
(一)原料
1、一年生植物的秸、秆、草
稻草、稻壳、麦秸、玉米棒、高粱秸、麻秆、麻屑、葵花秆、葵花壳、花生壳、棉秆、芦苇、毛竹、甘蔗渣、茅草等一年生植物的秸、秆、草。
2、珍珠岩尾矿
珍珠岩矿石经破碎筛分后80目以上的废弃物。一般占原矿量的30%。
3、胶结料
有机、无机两大类。可采用树脂、废旧塑料、水玻璃、氧化镁、石膏、石灰、水泥、粉煤灰等。
4、其它添加剂
可加增水剂、阻燃剂、防霉剂、防老化剂,根据不同需要加入。
(二)性能与应用
珍珠岩植物复合板的性能与规格见表。
10-3 珍珠岩植物复合板的性能与规格
性 能 性 能 指 标 规格(mm)
有机树脂热压板 冷压成型板
容重(g/cm3)抗压强度(MPa)抗弯强度(MPa)吸水厚度,膨胀率(24,%)膨胀收缩(气干吸水饱和,%)导热系数(W/m·K)含水率(%) 0.5-1.0114-188-11-0.88-0.14- 0.6-1.353-2055-12-0.2-0.50.125-0.1810-12 2400×1200×6-252000×1000×6-25
珍珠岩植物复合板具有防火、防水、防霉、防蛀、吸音、隔热、装饰性强、可锯、可钉等性能,可用作内外墙板、天花板、地板、门板、框架建筑挂板、组合式轻体多能商品房、车船用板等。
二、矿渣石膏装饰板
石膏是气硬性胶凝材料,抗水性差,掺和一定比例的矿渣,可以大大提高石膏硬化体的抗水性,使制品的一些物理性能得到改善。
(一)原料
1、半水石膏
氟石膏煅烧产品,细度900孔/cm2筛余量小于15%。
2、石灰
用磨细生石灰,细度4900孔/cm2筛余量小于15%,有效氧化钙大于80%。
3、矿渣
水淬粒状高炉渣。
4、水泥
425号硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
5、璃玻纤维
中碱玻璃纤维,5-10mm。
6、纸浆纤维
水泥包装纸或其它木浆纤维,水浸湿清除绳线、杂草等,打成浆体后使用。
7、添加剂
缓凝剂和矿渣活性激发剂。
(二)矿渣石膏装饰板与其它两种石膏板材性能比较
表10-4 矿棉石膏装饰板与其它两种石膏板材性能比较
类别 品种 含水率(%) 断裂荷载(N) 受湿挠度(mm)
平面板 矿渣石膏装饰板石膏装饰板防潮石膏装饰板 0.60.36- 202.86201.88- 1.02.55.8
盲孔板(孔面积7.8%) 矿渣石膏装饰板石膏装饰板 1.150.35 197.96146.02 1.53.7
凹形雕花板 矿渣石膏装饰板 0.57 183.26 1.8
矿渣石膏装饰板的特点是防水性较好,受潮受湿状态下的强度较好,故可用于比较潮湿的装饰部位。
第六节 建筑装饰基材板
这类板材广泛用于建筑装修,有些板材本身既具有一定装饰性,有些则只需作表面装饰处理如油漆、贴面等即成为装饰板材,在此作简单介绍。它们可分为石膏类、水泥类、菱镁类。应用最多的是前两类。
一、石膏纤维板
以石膏为基材,加入适量有机或无机纤维为增强材料,经打浆、铺装、脱水、成型、烘干而制成的一种无面纸纤维石膏板。它具有质轻、高强、耐火、隔声、韧性高的性能,可进行锯、钉、刨、粘等,其用途与纸面石膏板同。
二、纤维增强石膏压力板
纤维增强石膏压力板(又称AP板)是以天然硬石膏(无水石膏)为基料,加入防水剂、激发剂、混合纤维增强,用圆网抄取工艺成型压制而成的轻型建筑薄板。它具有硬度高、平整度好、抗翘曲变形能力强等特点,可用于各种室内隔墙、墙体复面和吊顶。
三、石膏刨花板
石膏刨花板是以石膏为粘结剂,木质刨花为增强原料,添加其它辅助材料经拌合、铺装、压制而成的板材。它有较高的力学性能,优良的耐火性和不燃性,产品可以砂光、锯割、打钉和拧螺钉,也可用墙纸、装饰纸、薄膜、单板等复贴而增加其装饰性,是一种新型的室内建筑与装饰材料。可用于隔墙板、天花板、壁橱、地板拼块等。
四、纤维水泥平板
以矿物纤维、纤维素、纤维分散剂和水泥为主要原料,经抄坯、成型、养护而成的薄型建筑平板。这种板材加工性能良好,表面易装饰,可喷涂和贴壁纸。广东省埃特尼特有限公司采用不同原材料及配比,生产出不燃平板、埃特墙板和防火板三个品种。这些板材可用于工业与民用建筑物的内、外墙板、天花板、壁柜、门扇及需要防火的部位。
五、无机纤维增强平板
简称TK板,是以低碱水泥、中碱玻璃纤维和短石棉为原料、经圆网成型机抄制成型,再蒸养硬化而成的薄型平板。这种板材抗冲击性好、加工方便,用于隔墙、吊顶和墙裙板。
六、纤维水泥加压板
简称FC加压板。它是以各种纤维和水泥为主要原料,经抄取成型、加压蒸养而成的高强度薄板。这种板材的密度较大,表面光洁,强度高于同类产品,用于内墙板、卫生间墙板、吊顶板、楼梯和免拆型混凝土模板。
七、水泥刨花板
水泥刨花板是以水泥、木材刨花为主要原料,加入适当水和化学助剂,经搅拌成型、加压、养护等工序制成的薄型建筑平板。它具有自重轻、强度高、防火、防水、保温、隔音、防蛀等性能,可进行锯、粘、钉、装饰等加工,主要用一建筑物内外墙板、天花板、壁橱板等。
八、水泥木丝板(万利板)
水泥木丝板是以木材下脚料经机械刨切成均匀木丝,加入水泥、水玻璃等经成型、铺模、冷压、干燥、养护而成的一种吸声、保温、隔热材料。
其性能与应用同水泥刨花板,但因其骨架为木丝,故强度与吸声性能较好。
九、硅酸钙板材
硅酸钙板材是用粉煤灰、电石泥等工业废料为主制成的建筑用板材。常用品种有纤维增强板和轻质吊顶板两种。
纤维增强硅酸钙板是以粉煤灰、电石泥为主,用矿物纤维和少量其它纤维增强制成的轻质板材。这种板材纤维分布均匀、排布有序、密实性好,具有防火隔热、防潮防霉等特点,可以任意涂饰、印刷花纹、粘贴各种贴面材料,可以用常规工具锯、刨、钉、钻等加工,用于吊顶、隔墙板、墙裙板等,适合于地下工程等潮湿环境使用。
轻质硅酸钙吊顶板是在硅酸钙板材原料中掺入轻质骨料制成的轻质高强吊顶板材,其容重为400kg/m3-800kg/m3。轻质硅酸钙吊顶板轻质高强、耐水防潮、声学及热学性能优良,可用于礼堂、影剧院、餐厅、会议室吊顶及内墙面。
第十章 金属装饰材料
金属材料在建筑上的应用,从古到今,具有悠久的历史。在现代建筑中,金属材料品种繁多,尤其是钢、铁、铝、铜及其合金材料,它们耐久、轻盈,易加工、表现力强,这些特质是其它材料所无法比拟的。金属材料还具有精美、高雅、高科技并成为一种新型的所谓“机器美学”的象征。因此,在现代建筑装饰中,被广泛地采用,如柱子外包不锈钢板或铜板,墙面和顶棚镶贴铝合金板,楼梯扶手采用不锈钢管或铜管,隔墙、幕墙用不锈钢板等。
金属材料中,作为装饰应用最多的是铝材,近年来,不锈钢的应用大大增加,同时,随着防蚀技术的发展,各种普通钢材的应用也逐渐增加。铜材在历史上曾一度在装饰材料中占重要地位,但近代新型金属装饰材料的质高价廉已使它失去了竞争力。
第一节 金属装饰材料的种类与结构
一、种类
金属装饰材料有各种金属及合金制品如铜和铜合金制品、铝和铝合金制品、锌和锌合金制品、锡和锡合金制品等等,但应用最多的还是铝与铝合金以及钢材及其复合制品。
二、结构
金属装饰材料主要结构为各种板材,如花纹板、波纹板、压型板、冲孔板。其中波纹板可增加强度,降低板材厚度以节省材料,也有其特殊装饰风格。冲孔板主要为增加其吸声性能,大多用作吊顶材料。孔型有圆孔、方孔、长圆孔、长方孔、三角孔、菱形孔、大小组合孔等等。
金属装饰箔是一种极薄的装饰材料。幅面常在100mm以下,常用于古建筑的装修。
第二节 铝及铝合金装饰板
铝作为化学元素,在地壳组成中占第三位,约占7.45%,仅次于氧和硅。随着炼铝技术的提高,铝及铝合金成为一种被广泛应用的金属材料。
一、铝的特性
铝属于有色金属中的轻金属,质轻,密度为2.7g/cm3,为钢的1/3,是各类轻结构的基本材料之一。铝的熔点低,为660℃。铝呈银白色,反射能力很强,因此常用来制造反射镜、冷气设备的屋顶等。铝有很好的导电性和导热性,仅次于铜,所以,铝也被广泛用来制造导电材料、导热材料和蒸煮器具等。
铝是活泼的金属元素,它和氧的亲和力很强,暴露在空气中,表面易生一层致密而坚固的氧化铝(Al2O3)薄膜,可以阻止铝继续氧化,从而起到保护作用,所以铝在大气中的耐腐蚀性较强。但氧化铝薄膜的厚度一般小于0.1靘,因而它的耐腐蚀性亦是有限的,如钝铝不能与盐酸、浓硫酸、氢氟酸、强碱及氯、溴、碘等接触,否则将会产生化学反应而被腐蚀。
铝具有良好的延展性,有良好的塑性,易加工成板、管、线及箔(厚度6——25靘)等。铝的强度和硬度较低,所以,常可用冷压法加工成制品。铝在低温环境中塑性、韧性和强度不下降,因此,铝常作为低温材料用于航空和航天工工程及制造冷冻食品的储运设备等。铝的力学性质见表11-1。
表11-1 铝的力学性质
铝的纯度 状态 抗拉强度(Mpa) 条件屈服点_0.2(Mpa) 伸长率(%) 硬度(H
高纯度 退火75%加工 48115 13105 505.5 1727
一般纯度 退火半硬硬 90120170 3590150 3595 233244
二、铝合金及其性质和应用
钝铝强度较低,为提高其实用价值,常在铝中加入适量的铜、镁、锰、硅、锌等元素组成铝合金,如Al-Cu系合金、Al-Cu-Mg系硬铝合金(杜拉铝)、Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金(超杜拉铝)等。
(一)铝合金的一般性质
铝中有入合金元素后,其机械性能明显提高,并仍能保持铝质量轻的固有特性,使用也更加广泛,不仅用于建筑装修,还能用于建筑结构。铝合金装饰材料具有重量轻、不燃烧、耐腐蚀、经久耐用、不易生锈、施工方便、装饰华丽等优点。
铝合金与碳素钢相比较,显示出其所特有的良好性能,见表11-2。
表11—2 铝合金与碳素钢性能比较
性能 指 标
铝合金 碳素钢
密度_(g/cm3) 2.7——2.9 7.8
弹性模量E(Mpa) 63000——80000 210000——220000
屈服点鋝(Mpa) 210——500 210——600
抗拉强度鋌(Mpa) 380——550 320——800
比强度(鋝/瘢_(Mpa) 73——190 27——77
(鋌/瘢_(Mpa) 140——220 41——98
(二)铝合金的应用
目前铝合金广泛用于建筑工程结构和建筑装饰,如屋架、屋面板、幕墙、门窗框、活动式隔墙、顶棚、暖气片、阳台和楼梯扶手以及其他室内装修及建筑五金等。如日本的高层建筑98%采用了铝合金门窗。美国已用铝合金制造了跨度为66m的飞机库,其全部建筑物的重量仅为钢结构的1/7。
我国航天工业部第四规划设计研究院在首都机场72m大跨度波音747飞机库设计中,采用彩色压型铝板作两端山墙,壮观美丽,效果显著。另外,在山西太原34m悬臂钢结构机库设计中,屋面与吊顶均采用压型铝板,吊顶上铺岩棉做保温层,降低了屋盖和下部承重结构的耗钢量。铝屋面本身荷载轻,耐久性也好。
经氧极氧化处理后的铝可以着色,做成装饰制品。近年来,日本制成铝-聚乙烯(Al-PE)复合板,可做建筑室内装饰材料。复合板的两面是0.1——0.3mm厚的铝板,中间的夹心材料主要采用中低压聚乙烯(高密度聚乙烯)。铝板的表面进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,这种复合板的特点是质量轻,有适当的刚性,能耐振和隔声。德国在工业建筑上使用两层铝板之间填充泡沫材料的保温板材,可以用螺栓固定,质量仅为8kg/m2,其构件长度可达15.4m。掺入有玻璃棉的沥青,外贴铝箔(厚度仅为0.05——0.08mm)而成的复合材料,用于防水屋面可使用平屋面完全不透水,且耐久性好,还可反射夏季日照的热量,对顶层房间具有良好的隔热效果,又能防止沥青受到热冲击作用。贴有铝箔的三聚氰胺,具有良好的耐久性和耐热性,可代替装饰用纸,它具有金属的外观,耐磨,不开裂。
三、铝质型材的加工与装饰加工
(一)型材加工
建筑铝质型材主要指铝合金型材,其加工方法可分为挤压法和轧制法两大类。在国内外生产中,绝大多数采用挤压方法,仅在批量较大,尺寸和表面要求较低的中、小规格的棒材和断面形状简单的型材时,才采用轧制方法。
挤压法有正挤压、反挤压、正反向联合挤压之分。铝合金型材主要采用正挤压法。它是将铝合金锭放入挤压筒中,在挤压轴的作用下,强行使金属通过挤压筒端部的模孔流出,得到与模孔尺寸形状相同的挤压制品。
挤压型材的生产工艺,常因材料的品种、规格、供应状态、质量要求、工艺方法及设备条件等因素而不同,应按具体条件综合选择与制定。一般的过程如下:铸淀→加热→挤压→型材空气或水淬火→张力矫直→锯切定尺→时效处理→型材。
(二)表面处理与装饰加工
1、阳极氧化处理
阳极氧化处理的目的是使铝型材表面形成比自然氧化膜厚得多的人工氧化膜层,并进行“封孔”处理,使处理后型材表面显银白色,提高表硬度、耐磨性、耐蚀性等。同时,光滑、致密的膜层也为进一步着色创造了条件。
处理方法是将铝村徐为阳极,在酸溶液中,水电解时在阴极上放出氢气,在阳极上产生氧,该原生氧和铝阳极上形成的三价铝离子结合形成氧化铝膜层。Al2O3膜层本身是致密的,但在其结晶中存在缺陷,电解液中的正负离子会浸入皮膜,使氧化皮膜局部溶解,在型材表面上形成大量小孔,直流电得以通过,使氧化膜层继续向纵深发展。这样就使氧化膜在厚度增长的同时形成一种定向的针孔结构,断面呈六棱体蜂窝状态。
2、表面着色处理
经中和水洗或阳极氧化后的铝型材,可以进行表面着色处理。着色方法有自然着色法、电解着色法、化学浸渍着色法、涂漆法等。常用的是自然着色法和电解着色法。前者是在进行阳极氧化的同时产生着色,后者在含金属的电解液中对氧化膜进一步进行电解,实际上就是电镀,是把金属盐溶液中的金属离子通过电解沉积到铝阳极氧化膜针孔底部,光线在这些金属离子上漫射,使氧化膜呈现颜色。
四、建筑装饰铝合金制品
建筑上常用的铝合金制品有铝合金门窗,铝合金装饰板,铝箔,铝粉以及铝合金吊顶龙骨等。另外,家具设备及各种室内装饰配件也大量采用铝合金。
(一)铝合金门窗
铝合金门窗是将已表面处理过的型材,经过下料、打孔、铣槽、攻丝、制配等加工工艺而制造的门窗框料构件,再加连接件,密封件,开闭五金件一起组合装配而成。门窗框料之间的连接采用直角榫头,不锈钢螺丝钉结合。现代建筑装修工程,尽管铝合金门窗比普通钢门窗的造价高3——4倍,但因其长期维修费用少,性能好,美观,节约能源等,所以,在国内外得到广泛应用。
1、铝合金门窗的特点
铝合金门窗与普通门窗相比,具有以下特点:
(1)质量轻。铝合金门窗用材省,质量轻,每平方米门窗耗用铝型材质量平均8——12kg,而每平方米钢门窗耗钢量平均达17——20kg。
(2)密封性好。气密性、水密性、隔声性均好。
(3)色泽美观。表面光洁,外观美丽。可着成银白色、古铜色、暗灰色、黑色等多种颜色。
(4)耐腐蚀,使用维修方便。铝合金门窗不锈蚀、不褪色、不需要油漆,维修费用少。
(5)铝合金门窗强度高,刚度好,坚固耐用。
(6)便于工业化生产。有利于实行设计标准化,生产工厂化,产品商品化。
(二)铝合金装饰板
1、铝合金花纹板
铝合金花纹板是采用防锈铝合金等坯料,用特制的花纹轧制而成的,花纹美观大方,不易磨损,防滑性能好,防腐蚀性强,便于冲洗。通过表面处理可以得到不同的颜色。花纹板材平整,裁剪尺寸精确,便于安装,广泛用于墙面装饰及楼梯及楼梯踏板处。铝合金花纹板的性能、花色与规格见表11-3。
2、铝质浅花纹板
铝合金浅花纹板是优良的建筑装饰材料之一。它花纹精巧别致,色泽美观大方,除具有普通铝板共有的优点外,刚度提高20%,抗污垢、抗划伤、抗擦伤能力均有提高,尤其是增加了立体图案和美丽的色彩,更使建筑物生辉。它是我国所特有的建筑装修产品。
表11-3 铝合金花纹板的性能、花色与规格
花纹图案 机械性能 花纹板规格(mm)
供应状态 抗拉强度(MPa) 伸长率(%)
1.针状花纹,筋高≥0.82.条筋扁豆形花纹,筋高≥0.73.方格形花纹,筋高≥0.5 Y(硬) 120 3 厚:1.5——7.0宽:1000——1600长:2000——10000
M(软)Y2(半硬) 150200 143.5
M(软)Y2(半硬) 100120 154
M(退火)CZ(时效) ≤2540 128
铝合金花纹板对白光反射率达75%——90%,热反射率达85%——95%。在氨、硫、硫酸、磷酸、亚磷酸、浓硝酸、浓醋酸中耐蚀性好。通过电解、电泳涂漆等表面处理可得到不同色彩的浅花纹板。
表11-4是铝质浅花纹板的规格及花色名称
表11-4 铝质浅花纹板的规格及花色名称
花色名称 产品规格(mm)
底板厚度 宽 度 平片板 花纹高度 卷材重(kg)
小桔皮大菱形小豆点小菱形蜂窝形月季花飞天图案 0.3——1.20.3——1.50.25——0.90.25——1.20.20——0.60.30——0.900.30——1.2 200——400200——400200——400200——400150——350200——400200——400 1500150015001500150020002000 0.05——0.120.10——0.200.10——0.150.05——0.120.20——0.700.05——0.120.10——0.25 5——805——805——805——805——805——805——80
3.铝及铝合金波纹板
铝及铝合金波纹板是世界上广泛应用的装饰材料,它主要用于墙面装饰,也可用于屋面,表面经化学处理可以有各种颜色,有较好的装饰效果,又有很强的反射最光能力,十分经久耐用,在大气中使用20年不需要换,搬迁拆卸下的波纹板仍可重新使用,其规格见表11—5。
表11—5 铝合金波纹板(装饰板)的规格
名称 规 格(mm×mm×mm) 生产单位
铝及铝合金波纹板 波 形 长度(mm) 波纹板宽度(mm) 厚度(mm) 西南铝加工厂
W33—131 17003200 1008 0.70.80.91.01.2
V60—187.5 32006200 826
铝装饰板 436×610×0.8 化学着色 不抛光436×610×0.8 本 色 抛 光275×410×0.8 褐 色 不抛光275×410×0.8 褐 色 抛 光415×600×0.8 本 色 抛 光415×600×0.8 化学着色 抛 光480×270×0.8 本 色抛 光420×240×0.8 褐 色 抛 光 天津津翔机械厂
铝合金波纹板的特点是自重轻(仅为钢的3/10),有银白色等多种颜色,既有装饰效果,又有很强的反射阳光能力。它能防火、防潮、耐腐蚀,在大气中可使用20年以上。搬迁拆卸下来的波纹板仍可重复使用。铝合金波纹板在建筑装修中得到广泛应用。它适合于旅馆、饭店、商场等建筑墙面和屋面的装饰。
4.铝合金穿孔吸声板
铝合金穿孔板采用各种铝合金平板经机械穿孔而成。孔型根据需要有圆孔、方孔、长圆孔、长方孔、三角孔,三小组合孔等。这是一种降低噪音并兼有装饰作用的新产品。
铝合金穿孔板材质轻、耐高温、耐腐蚀、防火、防潮、防震、化学稳定性好,造型美观,色泽幽雅,立体感强,装饰效果好,且组装简便,可用于宾馆、饭店、影院、播音室等公共建筑和中高档民用建筑改善音质条件,也可用于各类车间厂房、人防地下室等作为降噪措施。铝合金穿孔板及装饰板的主要规格,性能及生产厂见表11-6。
表11-6 铝合金穿孔板及装饰板主要规格、性能及生产厂
产品名 生产厂 性能和特点 规格(mm×mm×mm)
穿孔平面吸声板 无锡市铝制品厂 材质:防锈铝(LF21)板厚:1mm孔径:¢6,孔距:10降噪系数:1.16工作使用降噪效果:4——8dB吸声系数:(Hz/吸声系数),厚度75mm125/0.13,250/184,500/1.18,1000/1.37,2000/1.04,4000/0.97 495×495×(50——100)
穿孔块体式吸声体 无锡市铝制品厂 材质:防锈铝(LF21)板厚:1mm孔径:¢6,孔距:10降噪系数:2.17工作使用降噪效果:4——8dB(A)吸声系数:(Hz/吸声系数),厚度75mm125/0.22,250/1.25,500/2.34,1000/2.63,2000/2.54,4000/2.25 750×500×100
(三)吊顶龙骨
铝合金吊顶龙骨具有不锈、质轻、防火、抗震、安装方便等特点,适用于室内吊顶装饰。吊顶龙骨可与板材组成450mm×450mm,500mm×500mm,600mm×600mm的方格,不需要大幅面的吊顶板材,可灵活选用小规格吊顶材料。铝合金材料经过电氧化处理,光亮、不锈、色调柔和,吊顶龙骨呈方格状外露,美观大方。
铝合金吊顶龙骨的规格和性能见表11-7。
表11—7 铝合金吊顶龙骨规格和性能
另外,铝合金还可压制五金零件,如把手、铰锁,以及标志、商标、提把、提攀、嵌条、包角等装饰制品,既美观,金属感强,又耐久不腐。
第三节 建筑装饰用钢材制品
目前,建筑装饰工程中常用的钢材制品主要有不锈钢板与钢管,彩色不锈钢板,彩色涂层钢板和彩色压型钢板以及塑料复合钢板及轻钢龙骨等。
一、不锈钢及其制品
(一)不锈钢的一般特性
不锈钢是加铬元素为主并加其他元素的合金钢,铬含量越高,钢的抗腐蚀性越好。除铬外,不锈钢中还含有镍、锰、钛、硅等元素,这些元素都能影响不锈钢的强度、塑性、韧性和耐蚀性。
不锈钢的耐腐蚀原理,是由于铬的性质比铁活泼,在不锈钢中,铬首先与环境中的氧化合,生成一层与钢基材牢固结合的致密氧化膜层,称作钝化膜,它能使合金钢得到保护,不致锈蚀。
不锈钢按其化学成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和高锰低铬不锈钢等几类。按不同耐腐蚀特点,又可分为普通不锈钢(简称不锈钢)和耐酸钢两类,前者具有耐大气和水蒸气侵蚀的能力,后者除对大气和水气有抗蚀能力外,还对某些化学侵蚀介质(如酸、碱、盐溶液)具有良好的抗蚀性。常用的不锈钢有40多个品种,其中,建筑装饰用不锈钢主要是Cr18Ni8,OCr17Ti,Cr17Mn2Ti等几种。
(二)普通不锈钢装饰制品
建筑装饰用不锈钢制品包括薄钢板、管材、型材及各种异型材。主要的是薄钢板,其中,厚度小于2mm的薄钢板用得最多。
不锈钢的主要特点是:(1)耐腐蚀性好;(2)经不同表面加工可形成不同的光泽度和反射能力;(3)安装方便;(4)装饰效果好,具有时代感。
不锈钢制品在建筑上可用做屋面、幕墙、门、窗、内外墙饰面、栏杆扶手等。目前,不锈钢包柱被广泛用于大型商场、宾馆和餐馆的入口、门厅、中厅等处,在通高大厅和四季厅之中,也常被采用。这是由于不锈钢包柱不仅是一种新颖的具有很高观赏价值的建筑装饰手段,而且,由于其镜面反射作用,可取得与周围环境中的各种色彩、景物交相辉映的效果。同时,在灯光的配合下,还可形成晶莹明亮的高光部分,从而有助于在这些共享空间中,形成空间环境中的兴趣中心,对空间环境的效果起到强化、点缀和烘托的作用。
(三)彩色不锈钢板
彩色不锈钢板系在不锈钢板上进行技术性和艺术性加工,使其表面成为具有各种绚丽色彩的不锈钢装饰板,其颜色有蓝、灰、紫、红、青、绿、金黄、橙、茶色等多种。
彩色不锈钢板具有抗腐蚀性强、机械性能较高、彩色面层经久不褪色、色泽随光照角度不同会产生色调变幻等特点,而且彩色面层能耐200℃的温度,耐盐雾腐蚀性能比一般不锈钢好,耐磨和耐刻划性能相当于箔层涂金的性能。当弯曲90℃时,彩色层不会损坏。
彩色不锈钢板可用作厅堂墙板、天花板、电梯厢板、车箱板、建筑装潢、招牌等装饰之用。采用彩色不锈钢板装饰墙面,不仅坚固耐用,美观新颖,而且具有强烈的时代感。
二、彩色涂层钢板
为提高普通钢板的防腐和装饰性能,70年代开始,一些先进国家开发出了一种新型带钢预涂产品——彩色涂层钢板。我国也在上海宝山钢铁厂兴建了第一条现代化彩色涂层钢板生产线。这种钢板涂层可分为有机涂层、无机涂层和复合涂层,以有机涂层钢板发展最快。有机涂层可以配制各种不同色彩和花纹,故称之为彩色涂层钢板。彩色涂层钢板具有优异的装饰性,涂层附着力强,可长期保持新颖的色泽,并且具有良好的耐污染性能、耐高低温性能和耐沸水浸泡性能,另外加工性能也好,可进行切断、弯曲、钻孔、铆接、卷边等。
彩色涂层钢板可用作建筑外墙板、屋面板、护壁板、拱覆系统等。如作商业亭、候车亭的瓦楞板,工业厂房大型车间的壁板与屋顶等。另外,还可用作防水气渗透板,排气管道、通风管道、耐腐蚀管道、电气设备罩等。
三、塑料复合钢板
塑料复合钢板是在Q215,Q235钢板上,覆以厚0.2——0.4mm的软质或半软质聚氯乙烯膜而成,被广泛用于交通运输及生活用品方面,如汽车外壳、家具等。但在建筑方面的应用仍占50%左右,主要用作墙板、顶棚及屋面板。
四、轻钢龙骨
轻钢龙骨是以镀锌钢带或薄钢板由特制轧机以多道工艺轧制而成的。它具有强度大、通用性强、耐火性好、安装简易等优点,可装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸音板等。用做墙体隔断和吊顶的龙骨支架,美观大方。它广泛用于各种民用建筑工程以及轻纺工业厂房等场所,对室内装饰造型、隔音等功能起到良好效果。
轻钢龙骨断面有U型、C型、T型及L型。吊顶龙骨代号D,隔断龙骨代号Q。吊顶龙骨分主龙骨(又叫大龙骨、承重龙骨),交龙骨(又叫覆面龙骨,包括中龙骨和小龙骨)。隔断龙骨则分竖龙骨、横龙骨和通贯龙骨等。
轻钢龙骨的断面形状如图11-8
图11—1 轻钢龙骨的断面形状
轻钢龙骨的外形要平整、棱角清晰,切口不允许有影响使用的毛刺和变形。龙骨表面应镀锌防锈,不允许有起皮、脱落等现象。对于腐蚀、损伤、麻点等缺陷也需按规定要检测。
轻钢龙骨的产品规格、技术要求、试验方法和检验规则在国家标准《建筑用轻钢龙骨》GB11981-89中有具体规定。
产品规格系列有以下一些:
隔断龙骨主要规格有Q50,Q75和Q100。
吊顶龙骨主要规格有D38,D45,***0和D60。
产品标记顺序如下:
产品名称、代号、断面宽度、高度、钢板厚度和标准号。
如断面形状为C型,宽度45mm,高度12mm,钢板厚度1.5mm的吊顶龙骨,可标记为:
建筑用轻钢龙骨DC45×12×1.5CB11981。
五、彩色压型钢板
彩色压型钢板是以镀锌钢板为基材,经成型机轧制,并涂敷各种耐腐蚀涂层与彩色烤漆而制成的轻型围护结构材料。这种钢板具有质量轻、抗震性好、耐久性强、色彩鲜艳、易加工以及施工方便等特点。适用于作工业与民用及公共建筑的屋盖、墙板及墙壁装贴等。压型钢板的规格见表11—9,
表11—8 压型钢板的规格
压型钢板 板宽(mm) 板厚(mm) 波高(mm) 波距(mm)
W550 550 0.8 130 275
V115N 677 0.5——0.6 35 115
KP-1 650 1.2 25 90
第四节 铜和铜合金
一、铜及其应用
铜是我国历史上使用最早,用途较广的一种有色金属。铜在地壳中储藏量不大,约占0.01%,且在自然界中很少以游离状态存在,多是以化合物状态存在的。炼铜的矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)、班铜矿(Cu3FeS2)、赤铜矿(Cu2O)和孔雀石(CuCO3·Ca(OH)2)等。铜是一种容易精炼的金属材料。铜合金最初是用手制造武器而发展起来的,它也可以用做生活用品,如宗教祭具、货币和装饰品等。铜也是一种古老的建筑材料,并广泛应用作建筑装饰及各种零部件。在古建筑中,铜材是一种高档的装饰材料,用于宫庭、寺庙、纪念性建筑以及商店铜字招牌等。在现代建筑装饰方面,铜材集古朴和华贵于一身。可用于外墙板、执手或把手、门锁、纱窗(紫铜纱窗)、西式高级建筑的壁炉。在卫生器具、五金配件方面,铜材具有广泛的用途:洗面器配件、浴盆配件、妇洗器配件、坐便器配件、蹲便器配件、小便器配件、洗涤盆配件、淋浴器配件等一般都选用铜材。经铸造、机械加工成型,表面处理用镀镍、镀铬工艺,具有抗腐蚀、色泽光亮、抗氧化性强的特点,可用于宾馆、旅社、学校、机关、医院等多种民用建筑中,铜材还可用于楼梯扶手栏杆、楼梯防滑条等。有的西方建筑用铜包柱,光彩照人,美观雅致,光亮耐久,多在本色基础上抛光。高级宾馆、饭店、古建筑、楼、堂、殿、阁中采用此装饰方式,可体现出一种华丽、高雅的气氛。另外,在一些高级宾馆中,选用紫铜编织成网,网孔为方形,幅面宽度一致,数目不同,可用作纱门、纱窗、防护罩等。
二、铜合金及其应用
纯铜表面氧化而生成氧化铜薄膜后呈紫红色,故称紫铜,具有高的导电性、导热性、耐蚀性及良好的延展性、易加工性,可压延成薄片(紫铜片)和线材,是良好的止水材料和导电材料。纯铜强度低,不宜直接用作结构材料。
在铜中掺加锌、锡等元素可制成铜合金,铜合金主要有黄铜、白铜和青铜,其强度、硬度等机械性能得到提高,且价格比纯铜低。
铜和锌的合金叫普通黄铜。普通黄铜呈金黄色或黄色,色泽随含锌的增加而逐渐变淡。黄铜不易生锈腐蚀,延展性较好,易于加工成各种建筑五金,装饰制品、水暖器材。黄铜粉俗称“金粉”,常用于调制装饰涂料,代替“贴金”。
此外,铜的合金还有锡青铜、铝青铜、特殊黄铜等。