新型复合材料让幕墙施工更高效！
新型复合材料让幕墙施工更高效！
新型复合材料以其轻质高强、耐腐蚀和耐候性的特点，在幕墙工程中展现出巨大潜力。这些材料不仅减轻了幕墙结构重量，提高了整体稳定性，还丰富了外观设计的选择。通过深入分析其在支撑结构、面板材料及密封材料的应用现状和技术细节，揭示了它们在提升幕墙性能、节能环保和降低成本方面的显著优势。你对这些新型材料在实际施工中的应用有何看法？欢迎分享你的经验或疑问！
新型复合材料的定义与分类
新型复合材料是由两种或多种不同性质的材料通过物理、化学或机械方法复合而成的新型建筑材料。在幕墙工程中，常见的复合材料包括金属复合板、混凝土复合板、陶瓷复合板等。这些材料通过优化组合，不仅保留了原有材料的优点，还克服了各自的缺点，展现出更优异的综合性能。
具体应用案例分析
不燃级铝复合板：防火性能达到A级
铝塑复合板具有轻质高强、装饰多样、加工方便、耐久环保等优异性能，在金属幕墙装饰材料中占据着重要地位，目前我国已经成为世界最大的铝塑复合板生产国和出口国。铝塑复合板芯材主要为PE材料，其燃烧性能等级较低，耐火性能制约并限制了铝塑板的发展和应用。
通过材料和工艺创新，陆续研制开发了无卤阻燃改性聚乙烯芯料、无机矿物质类不燃芯料，生产出B1级铝复合板和建筑装饰用不燃级铝复合板。建筑装饰用不燃级铝复合板突出的特性是燃烧性能达到GB8624-2012规定的A级要求。
不燃级铝复合板放弃传统无卤阻燃改性聚乙烯料取代纯低密度聚乙烯作为芯材的方法，采用碳酸钙、硅微粉、石英砂、珍珠岩、丙纶短纤维、氢氧化铝、钼酸锌、丙烯酸胶等原料组成的无机混合物作为芯材，芯材热值达到GB8624-2012要求的不大于3MJ/kg，产品满足标准A级的防火要求，可以不受建筑高度的限制地应用于建筑幕墙等外墙装饰装修工程。
当前，世界各国对建筑安全性的要求越来越严格，而防火性能是安全性的一项重要指标。近年来多起高层建筑物特大火灾的发生引起相关部门高度重视，公安部、建设部联合颁布了多项法规，对建筑装饰材料的防火要求制定了强制性的标准。
最新版的《建筑设计防火规范》中明确规定了在应用中材料防火等级的要求，其中6.7.12 写到，“建筑外墙的装饰层应采用燃烧性能为A 级的材料，但建筑高度不大于50m 时，可采用B1 级材料”，因此当建筑高度大于50 米时，建筑外墙必须使用A 级不燃材料。很多国内重点工程的防火要求越发严格，防火性能差的铝复合板必然逐步被市场淘汰，不燃级铝复合板更能成为业内共识。
超高性能混凝土（UHPC）：已成功应用于多个大型项目
超高性能混凝土，英文简称UHPC，也称作活性粉末混凝土，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。
超高性能混凝土通过提高组织成分的细度与活性，使材料内部的孔隙与微裂缝减到最少，从而获得超高强度与高耐久性。这使材料在极端环境下如潮湿、冰冷、冰雹、海边、化学厂区有着良好的性能。
同时超高性能混凝土还具有一定的自愈能力，通过独立实验室的试验验证，当板材出现微裂缝时，可利用空气中的湿度进行水化反应从而对微裂缝进行自我弥合。
由于超高性能混凝土的良好力学性能、耐久性能和装饰效果，受到国内外建筑师的青睐，开始在建筑幕墙工程项目上广泛应用。来自法国拉法基豪瑞的Ducta UHPC已成功应用到深业上城、深圳粤海城、余杭大剧院、上音歌剧院、中海左岸澜庭艺术中心、温州瓯江杨府山码头景观带建筑等项目，多个项目体量超过10000平方米。
挤出成型水泥板（ECP）：在日本广泛应用，抗震性能好
挤出成型水泥板，英文简称ECP，是以水泥、硅酸盐以及纤维质为主要原料，在挤塑成型工艺下成为中空型的条板状制件，然后通过高温高压的蒸汽养护而最终成型的中空型水泥预制构件。
挤出成型水泥板的优势在于其强度高、重量相对较轻、尺度大，另外它的抗震性是经过日本阪神大地震实践证明的，材料本身不会发生断裂或脱落等异常现象。其次它的耐候性、耐火性、隔声性也非常好。作为墙体材料使用时，不需要刻意的进行防水处理。
由于以上的优异材料特性，这种板材在日本一经推出就被广泛的应用于写字楼、住宅、商业设施、工厂仓库等建筑物的外墙及内隔墙中。并以其产品系列化配套化的特点极大提高了施工效率，成为不断推进日本建筑生产工业化发展的不可缺少的建筑产品。目前已大量应用于我国的装配式建筑当中。
预应力混凝土预制挂板：使用寿命长达50年
预应力混凝土预制挂板是采用高强度超微砂浆作为原材料，内置双向预应力钢丝预制而成的轻质高强混凝土板材。其通体着色，表面肌理、颜色、形状和尺寸都可以个性化定制。
板材内含10*10CM网状式的双向预应力钢丝，可做特别的开孔设计。使用寿命长达50年以上，并且基本无需后期维护，在设计和特性方面都可作为有效的隔音隔热材料，是现代建筑的理想选择。
预应力混凝土预制挂板是一种新型的绿色环保内外墙装饰材料，应用范围十分广泛，除了一般用作建筑幕墙以外，还可以用于建筑围栏、遮阳板、地板，甚至推拉门等创意应用。
钛/铜/不锈钢复合板：提供多种选择，性价比高
钛、铜、不锈钢有着独特的金属质感和不同的耐候特性，一直受到建筑师的喜爱，特别是在欧洲建筑上使用和流传较早。近年来在我国也开始大量的采用钛锌板、铜板和不锈钢板作为建筑外维护结构的材料，以突出建筑的特性及满足耐候的要求。
钛、铜、不锈钢虽不属于贵金属，但相比铝合金材料在建筑上的应用，就显现了昂贵的一面。所以在建筑外墙面上采用钛、铜、不锈钢板时，很少采用实心单板，通常采用小于1mm的薄板。由于面板较薄， 使得建筑表面平整度无法得到有效的控制和保证，同时受限于较小的承载能力，面板尺寸一般较小，影响了建筑立面的装饰效果。
由此而产生的钛锌复合板、铜复合板和不锈钢复合板等，可为建筑的外墙提供更多的新型材料和选择途径。钛、铜、不锈钢复合板可制成PU芯材复合板、耐火性芯材复合板和铝蜂窝芯复合板，其生产和产品的性能及加工安装工艺都非常成熟。
轻质高强陶瓷板：采用3D打印技术，可实现个性化设计
轻质高强陶瓷板是一种具有轻质、高强、保温、高仿真等优异功能的新型建筑装饰材料。产品通过在原料配方里面添加碳化硅材料和陶瓷废固物，使新型陶瓷板在烧制过程中不像普通陶瓷一样产生收缩，反而是膨胀的，从而使新型陶瓷板在同等板厚的条件下，具有更小的质强比，在尺寸和厚度上比传统陶瓷板更加容易做到大板面和大厚度。
新型陶瓷板材料容重虽然降低了，但仍然保持了较高的抗弯强度值，远高于花岗岩的强度值。通过降低板材容重、增加板材厚度、保持较高的抗弯强度，使得新型陶瓷板降低了玻化程度和脆性，在韧性和抗震等安全性能有极大的提高，为扩大产品的适用范围提供了可靠的性能和质量保证。同时新型陶瓷板还能减轻建筑负载，方便了施工，节约安装成本等优点。
由于产品配方中引入的大量陶瓷废固物(废固物占比15%-50%),从而使新型陶瓷板具有绿色环保的特点。通过采用3D打印技术，可实现个性化设计，满足不同建筑风格的需求。
新型复合材料带来的革新
节能环保：新型复合材料具有优异的保温隔热性能，能有效降低建筑能耗。例如，不燃级铝复合板的导热系数低至0.3W/(m·K)，远低于传统幕墙材料。
施工效率提升：轻质高强的特性使得安装更加便捷。以GRC材料为例，其重量仅为传统混凝土的60%-70%，大大减轻了施工难度。
设计灵活性增强：新型复合材料可塑性强，能够实现复杂的建筑造型。通过3D打印等新技术，设计师可以创造出更具创意的建筑外观。
安全性提高：新型材料具有更好的防火、抗震性能。如挤出成型水泥板在阪神大地震中表现出色，未出现断裂或脱落现象。
维护成本降低：耐候性强、耐腐蚀性好，减少了后期维护需求。预应力混凝土预制挂板使用寿命可达50年以上，基本无需维护。
发展趋势与展望
随着绿色建筑理念的普及和技术进步，新型复合材料在幕墙工程中的应用将越来越广泛。未来，这些材料将朝着更轻质、更高强、更环保的方向发展，同时智能化、集成化也将成为重要趋势。例如，智能调光玻璃、光伏一体化幕墙等新技术正在逐步应用，为建筑行业带来新的变革。
新型复合材料以其独特的优势，正在重塑幕墙工程的未来。它们不仅提升了建筑的美观性和功能性，更推动了建筑行业的可持续发展。随着技术的不断进步和成本的逐步降低，这些新材料将在更多建筑项目中得到应用，为城市面貌带来新的变化。