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1、第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1 1 第十章第十章 膜材膜材 第一节第一节 膜材的概念和性质膜材的概念和性质 一、膜材的概念一、膜材的概念 膜材是由织物基材和涂层复合而成的一种复合材料。膜材是由织物基材和涂层复合而成的一种复合材料。膜材是由织物基材和涂层复合而成的一种复合材料。膜材是由织物基材和涂层复合而成的一种复合材料。强度高、柔韧性好、弹性模量较低，有利于膜材形成强度高、柔韧性好、弹性模量较低，有利于膜材形成强度高、柔韧性好、弹性模量较低，有利于膜材形成强度高、柔韧性好、弹性模量较低，有利于膜材形成复杂的曲面造型。复杂的曲面造型。复杂的曲面造型。复杂的曲面
2、造型。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 2 2第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 3 3 二、膜结构对膜材的性能要求二、膜结构对膜材的性能要求二、膜结构对膜材的性能要求二、膜结构对膜材的性能要求 1)1)1)1)高抗张拉强度；高抗张拉强度；高抗张拉强度；高抗张拉强度；2)2)2)2)高抗撕裂强度；高抗撕裂强度；高抗撕裂强度；高抗撕裂强度；3)3)3)3)材料尺寸的稳定性（伸长率）；材料尺寸的稳定性（伸长率）；材料尺寸的稳定性（伸长率）；材料尺寸的稳定性（伸长率）；4)4)4)4)抗弯折性（柔软度）；抗弯折性（柔软度）；抗弯折性（柔软度）
3、；抗弯折性（柔软度）；5)5)5)5)有较高的透明度和放射太阳光的能力；有较高的透明度和放射太阳光的能力；有较高的透明度和放射太阳光的能力；有较高的透明度和放射太阳光的能力；6)6)6)6)耐久性（防水、耐热、抗腐、白洁性）；耐久性（防水、耐热、抗腐、白洁性）；耐久性（防水、耐热、抗腐、白洁性）；耐久性（防水、耐热、抗腐、白洁性）；7)7)7)7)防火性能；防火性能；防火性能；防火性能；8)8)8)8)可加工性，便于裁剪和拼接。可加工性，便于裁剪和拼接。可加工性，便于裁剪和拼接。可加工性，便于裁剪和拼接。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 4 4 第二节第二节 膜材
4、的种类膜材的种类 一、纤维一、纤维一、纤维一、纤维 膜材是一种织布，织材由纤维构成。膜材是一种织布，织材由纤维构成。膜材是一种织布，织材由纤维构成。膜材是一种织布，织材由纤维构成。纤纤纤纤维维维维分分分分为为为为:尼尼尼尼龙龙龙龙(Nylon)Nylon)、聚聚聚聚酯酯酯酯类类类类(PolyesterPolyester)、玻玻玻玻璃璃璃璃纤维纤维纤维纤维(Fibetr1 GlassFibetr1 Glass)、人造纤维、人造纤维、人造纤维、人造纤维(KevlarKevlar)。二、涂层材料二、涂层材料二、涂层材料二、涂层材料 涂层材料：涂层材料：涂层材料：涂层材料：聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯
5、乙烯(PVCPVC)、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFEPTFE)、硅树脂、硅树脂、硅树脂、硅树脂(SiliconeSilicone)、涂层处理。、涂层处理。、涂层处理。、涂层处理。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 5 5 三、建筑膜材三、建筑膜材 建筑膜材由建筑膜材由基层基层和和涂层涂层组合而成。组合而成。1.1.PTFE玻玻璃璃纤纤维维膜膜材材：由由聚聚四四氟氟乙乙烯烯(PTFE)涂涂层层和玻璃纤维基层复合而成。和玻璃纤维基层复合而成。2.2.PVC聚聚酯酯纤纤维维膜膜材材：在在聚聚酯酯纤纤维维(PES)基基布布上上涂涂层聚氯乙烯层聚氯乙
6、烯(PVC)的膜材。的膜材。3.3.硅硅树树脂脂玻玻璃璃纤纤维维膜膜材材：在在玻玻璃璃纤纤维维基基布布上上涂涂层层硅硅树脂的膜材。树脂的膜材。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 6 6 4.4.PTFE芳纶膜材：在芳纶基布上涂层芳纶膜材：在芳纶基布上涂层PTFE的膜材。的膜材。5.5.加加面面层层的的PVC膜膜材材：在在PVC膜膜材材表表面面上上，再再涂涂覆覆聚聚偏偏氟氟乙乙烯烯或或聚聚氟氟乙乙烯烯，性性能能优优于于纯纯PVC膜膜材材，价价格格相相应略高于纯应略高于纯PVC膜材。膜材。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 7 7膜材的主要性
7、能比较表膜材的主要性能比较表膜材的主要性能比较表膜材的主要性能比较表 主要性能PVC聚酯纤维PTFE玻璃纤维PTFE芳纶硅树脂玻璃纤维使用年限515年25年25年25年伸长情况152031227312透光率8255155101015基布颜色白色白色淡黄色白色稳定性低高高中抗撕裂性很强强非常强强抗UV性一般很强强强耐腐蚀性一般很强很强强柔软程度柔软不柔软柔软柔软可折叠性可不可可可白沽性好非常好非常好好防火性能B级A级A级A级加工安装容易特殊方法容易容易拼接方法高频拼接高温熔接高温熔接高温熔接使用温度-30+70-80+250-80+160-80+250毒性燃烧后有毒气燃烧后有毒气燃烧后有毒气无毒
8、气材料成本低很高非常高高二次张拉需要不需要不需要不需要第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 8 8国外新型膜材：国外新型膜材：国外新型膜材：国外新型膜材：1 1 1 1）PTFEPTFEPVCPVC聚酯纤维膜材：一面涂层聚酯纤维膜材：一面涂层聚酯纤维膜材：一面涂层聚酯纤维膜材：一面涂层PTFEPTFE,另另另另一面涂层一面涂层一面涂层一面涂层PVCPVC的聚酯纤维膜材。的聚酯纤维膜材。的聚酯纤维膜材。的聚酯纤维膜材。2 2 2 2）纯）纯）纯）纯PTFEPTFE膜材：在膜材：在膜材：在膜材：在PTFEPTFE基布上涂层基布上涂层基布上涂层基布上涂层PTFEPTFE。3
9、 3 3 3）ETFEETFE膜材：分全透明和半透明。膜材：分全透明和半透明。膜材：分全透明和半透明。膜材：分全透明和半透明。4 4 4 4）PTFEPTFE膜贴合玻璃纤维膜材：将两层膜贴合玻璃纤维膜材：将两层膜贴合玻璃纤维膜材：将两层膜贴合玻璃纤维膜材：将两层PTFEPTFE膜通过膜通过膜通过膜通过高温高压将其贴合在玻璃纤维网布上的膜材。高温高压将其贴合在玻璃纤维网布上的膜材。高温高压将其贴合在玻璃纤维网布上的膜材。高温高压将其贴合在玻璃纤维网布上的膜材。5 5 5 5）吸音膜材：采用特殊的织布工艺和涂层处理的）吸音膜材：采用特殊的织布工艺和涂层处理的）吸音膜材：采用特殊的织布工艺和涂层处理
10、的）吸音膜材：采用特殊的织布工艺和涂层处理的玻璃纤维网格布，起吸音和隔音的作用。玻璃纤维网格布，起吸音和隔音的作用。玻璃纤维网格布，起吸音和隔音的作用。玻璃纤维网格布，起吸音和隔音的作用。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1313膜材的应力膜材的应力膜材的应力膜材的应力应变关系具有非线性性质，在初始阶应变关系具有非线性性质，在初始阶应变关系具有非线性性质，在初始阶应变关系具有非线性性质，在初始阶段较大，当拉力达到一定值后，非线性程度将降低。段较大，当拉力达到一定值后，非线性程度将降低。段较大，当拉力达到一定值后，非线性程度将降低。段较大，当拉力达到一定值后，非线性
11、程度将降低。薄膜结构不论是单向还是双向加载，在卸载应力至薄膜结构不论是单向还是双向加载，在卸载应力至薄膜结构不论是单向还是双向加载，在卸载应力至薄膜结构不论是单向还是双向加载，在卸载应力至零时，应变未回到零点，有残余变形。因此，除考虑零时，应变未回到零点，有残余变形。因此，除考虑零时，应变未回到零点，有残余变形。因此，除考虑零时，应变未回到零点，有残余变形。因此，除考虑单调加载过程的应力单调加载过程的应力单调加载过程的应力单调加载过程的应力应变关系外，还应考虑往复加应变关系外，还应考虑往复加应变关系外，还应考虑往复加应变关系外，还应考虑往复加载过程的应力载过程的应力载过程的应力载过程的应力应变
12、关系。应变关系。应变关系。应变关系。膜材的抗拉强度标准值膜材的抗拉强度标准值膜材的抗拉强度标准值膜材的抗拉强度标准值强度强度强度强度(标准值标准值标准值标准值)正常正常正常正常 潮湿潮湿潮湿潮湿 高温高温高温高温 抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度Fk(NFk(N/cm)/cm)200 160 140 200 160 140 200 160 140 200 160 140第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1414二、膜材的抗撕裂强度二、膜材的抗撕裂强度膜膜材材的的抗抗撕撕裂裂强强度度就就是是在在最最大大设设计计压压力力下下，控控制制膜膜面撕裂传播的度量指标。面撕裂传
13、播的度量指标。膜膜材材的的撕撕裂裂一一般般是是从从膜膜材材空空洞洞或或边边缘缘开开始始的的，在在结结构设计中应使膜材的两个主轴方向上的拉力相差不大。构设计中应使膜材的两个主轴方向上的拉力相差不大。膜膜材材产产品品在在运运输输、裁裁剪剪和和施施工工过过程程中中应应采采取取保保护护措措施，防止损伤。施，防止损伤。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1515三、膜材的柔韧性三、膜材的柔韧性为为了了使使膜膜材材与与钢钢索索、边边缘缘夹夹具具等等刚刚性性构构件件连连接接，并并使使膜膜材材产产品品的的强强度度在在卷卷、弯弯、折折过过程程中中不不致致降降低低太太多多，需膜材本身具
14、有一定的柔韧性。需膜材本身具有一定的柔韧性。测测试试方方法法如如图图所所示示，用用其其强强度度随随弯弯折折次次数数降降低低的的比比率来度量。率来度量。第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1616第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第十章第十章 膜材膜材 1717四、各向异性四、各向异性由由于于膜膜材材的的基基材材为为合合成成纤纤维维或或玻玻璃璃纤纤维维纺纺织织而而成成的的织物，所以膜材为非弹性体，其性质为各向异性。织物，所以膜材为非弹性体，其性质为各向异性。膜膜材材除除具具备备较较高高的的抗抗张张拉拉、抗抗撕撕裂裂强强度度外外，对对膜膜材材的的徐徐变变、疲疲劳劳、抗抗弯弯曲曲、抗抗磨磨损损、抗抗腐腐蚀蚀、吸吸水水、耐耐久、防火、防水等特性也有一定要求。久、防火、防水等特性也有一定要求。