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复合材料模具助力装配式混凝土外墙技术发展
发布时间:2020/7/22 15:12:04   浏览次数:269

外墙作为建筑物的“门面”,可以有不同的形状和颜色。其需要提供窗户安装支持,并具备防水、防损伤和防噪音等功能,是建筑设计和建造过程中需关注的一项重要环节。建筑外墙可以由包括复合材料、石材、钢材和玻璃在内的不同材料构建。

混凝土凭借其优良的成型性能可制造出形式多样、高度立体和具有高视觉冲击力外观的外墙。据悉,因采用美国Additive Engineering Solutions公司(AES)设计的全复合材料模具,纽约布鲁克林One South First楼成功实现了大尺寸装配式组装混凝土外墙建造。

 

图1 利用复合材料大尺寸模具建造的纽约布鲁克林One South First楼混凝土外墙

AES公司采用由SABIC公司提供的一种基于ABS塑料的短切碳纤维增强复合材料来制造用于混凝土窗户框架生产的模具,该复合材料中含有20%的短切碳纤维,具有高模量、低翘角等优点。与传统木制模具相比,该复合材料模具可实现更复杂和有更高精度要求的外墙制造。

图2 AES公司设计的制造大尺寸高精度复合材料混凝土浇铸体的模具


与传统木质模具相比,AES公司的复合材料模具很快显示出了优势。一个木模具只能浇筑15-20次混凝土,然后必须被拆除、翻新或更换。相反,AES模具允许200次的混凝土浇筑。如果模具保养得当,其可使用上千次,并且使用效率高,可以节省劳动力成本。

根据AES公司的经验,在制造一个具备同样尺寸模具的过程中,传统木质模具需要40个工时和10余个零件,而复合材料模具需要很少的零件,并能够快速成型。复合材料模具具有良好的市场前景,有望在巨大的建筑模具市场中得到快速推广应用。
 

图3 全复合材料模具和传统木质模具对比


图4 含窗户的混凝土预制框架外墙的吊装


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