章亮 唐著 任霞 王學翔











[摘? 要]:景觀戶外鋪裝產品是生態宜居城市和旅游區建設常見的產品之一,文章調研總結了傳統景觀戶外鋪裝材料在產品質量和施工安裝中存在的問題,并提出了以我國重點發展的四大纖維之一的玄武巖纖維來制備景觀戶外鋪裝產品,根據其受力特點,設計了其最優斷面形式,并提出了合理的施工安裝方式。玄武巖纖維復合材料景觀戶外鋪裝產品具有輕質高強、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防火性能好、防潮防水性能好、絕緣性能好的優勢,玄武巖纖維復合材料產品的研發、推廣使用能進一步降低社會能耗、推動建筑業高質量的綠色可持續發展。
[關鍵詞]:景觀工程; 玄武巖纖維; 鋪裝材料
TU522.3+9A
在生態宜居城市和旅游景區建設中,有大量的景觀棧道、步行道、觀景臺路面鋪裝,座椅、格柵、小品等裝飾鋪裝等景觀鋪裝工程,景觀鋪裝工程的質量與景觀產品息息相關。在大力建設過程中,也暴露了部分材料問題,大量使用的各種板材常有易腐爛、易變形、易發霉、防滑性能差等缺點,維護年限通常為3~5年。造成了大量資源和人力的浪費。本文調研分析了目前景觀戶外鋪裝項目,總結了鋪裝材料應用中存在的問題,并提出了一種新型戶外鋪裝材料。
1 景觀戶外鋪裝材料應用情況
目前使用的鋪裝材料多為木塑板、菠蘿格、重組竹等竹木材料。在使用3年以上后,各種板材通常會出現腐爛、變形、發霉等質量通病,嚴重影響了現場的景觀效果和使用。存在的問題主要分為2類,即產品質量問題和施工安裝不規范。
1.1 產品質量問題
1.1.1 表面磨損
部分路面鋪裝材料硬度不足,在使用一兩年后表面出現一定程度的磨損,如圖1所示。
1.1.2 褪色
部分鋪裝材料的顏色采用的是表面染色,在戶外日曬雨淋、表面摩擦等作用下,出現了褪色問題,如圖2所示。
1.1.3 腐爛霉變
部分竹木類鋪裝材料其工藝不達標,耐久性性能較差,出現不同程度的發霉、腐爛的現象,在樹篦子、臨水等濕度較大地區的鋪裝材料尤為明顯(圖3)。
1.1.4 變形翹曲
部分路面鋪裝材料收縮率較大或吸水膨脹較明顯,出現了變形翹曲等情況,在大面積鋪裝的時候尤為明顯(圖4)。
1.2 施工安裝不規范
1.2.1 板長方向拼接不規范
板長方向拼接留縫過寬,會影響美觀,如圖5所示,若密拼不留縫,板材膨脹變形時會擠壓翹曲。
1.2.2 配件問題
卡件預留的螺釘孔與螺釘不配套,導致無法起到穩固的作用,如圖 6(a)所示;卡件的卡槽高度和板厚不配套,導致無法起到穩固作用,有起翹現象,如圖 6(b)所示;龍骨為角鋼或矩形鋼管時,采用螺釘直接釘入角鋼中,錨固不夠,側鋪時尤為明顯,在重力作用下易掉落,如圖 6(c)所示。
綜上,目前鋪裝材料使用量大,但是傳統材料多數存在易腐爛、易變形、易發霉、防滑性能差等缺點,一般3~5年均需更新維護,造成了大量的資源浪費,而且安裝不規范也影響使用,也給人民生活帶來諸多不便。傳統材料的缺陷和安裝不規范必定會拖慢生態宜居城市和旅游業的建設步伐,所以目前市場上急需一批具有輕質高強、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防火性能好、防潮防水性能好等特點的新型材料,以及合理的安裝方式來進行更新換代。
2 玄武巖纖維復合材料景觀戶外鋪裝板
玄武巖纖維是以玄武巖(火山巖)為原料,經1 450~1 500 ℃熔融后、快速拉制而成的連續纖維,具有優越的力學性能、穩定的化學性能、突出的耐高溫特性、優異的環保特性;同時,玄武巖纖維具有優良的相容性,可與樹脂基、水泥基等傳統材料良好相容,其復合材料亦具有良好的物理力學性能。此外,玄武巖纖維的生產工藝決定了產生的廢棄物少,對環境污染小,且產品廢棄后可直接在環境中降解,無任何危害,被譽為21世紀無污染的“綠色工業原材料”,被國家列入戰略新興產業重點支持的四大高性能纖維材料之一。玄武巖纖維產業也是我國高新技術纖維中最有發展前途、對破解資源與環境制約有代表性的可持續發展的新資源產業和綠色產業。玄武巖纖維加工成各類纖維制品和增強復合材料制品,能滿足國防軍工、建筑工程、交通運輸、石油化工、航天航空等領域的需求,有著廣闊的應用前景[1]。
以玄武巖纖維為增強材料,以樹脂基為基體復合而成的纖維復合材料具有輕質高強、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防火性能好、防潮防水性能好、絕緣性能好、成型豐富等傳統木材、混凝土、鋼材無法比擬的優異性能。由于景觀產品位于戶外,對耐候性能要求較高,而纖維復合材料具有傳統木材無法比擬的的耐候性能,其也具有較好的可塑性,可充分實現景觀產品的創意性設計。非常適合室外景觀產品的要求。
玄武巖纖維復合板材與目前市面上常用的重竹、塑木比具有明顯的力學和物理性能優勢。各材料性能指標見表1。
2.1 截面設計
本文提出了一種玄武巖纖維復合材料制備景觀戶外地面鋪裝板,根據景觀項目設計,棧道板寬度基本上為2 000~3 000 mm的范圍,龍骨間距常用600 mm,即需布置3~5根龍骨,形成3跨或4跨或5跨連續梁。進行棧道板強度驗算和撓度驗算時,應考慮恒載滿布和活荷載最不利布置,分別按活荷載標準值5.0 kN/m2和1.5 kN的豎向集中荷載作用在一塊板上進行承載力和變形驗算。
(1)鋪裝用板材的受力變形情況是選用的控制條件。
(2)考慮最不利情況的變形控制,結合市面常見產品、安裝方式、感官等因素,多個截面形式比選后,確定設計截面如圖7所示。
(3)此種截面形式能夠最大限度發揮玄武巖纖維的性能優勢,并且還可以根據景觀的使用要求在截面形式、龍骨間距間綜合設計,可以使產品在性能、截面、鋪裝等方式上找到平衡點,充分發揮纖維產品的高性能,并有效降低產品成本。
2.2 應用場景
本產品具有通用性,可廣泛應用于戶外鋪裝工程,如地面鋪裝、桌椅面,也可代替鋼制或塑料樹篦子,如圖8所示。
2.3 施工安裝
板長方向拼接宜留細縫,如圖9所示,即能滿足美觀需要,也能滿足變形要求。
與矩管和角鋼等類型龍骨連接時,宜采用鉚螺母、花瓣型螺母等自緊型緊固件(圖10)。
應采用連接件與龍骨連接,連接件厚度不應小于1 mm,沿板長方向的寬度不應小于40 mm,卡件的尺寸應與鋪裝板
配套。在轉彎、梯步等特殊位置處,可局部采用螺釘、錨栓等進行可靠連接。
3 結束語
在生態城市和旅游業建設的背景下,需求大量的景觀戶外鋪裝產品,傳統的竹木類產品,存在易腐爛、易變形、易發霉、防滑性能差等缺點,施工安裝也存在不規范等問題。以玄武巖纖維為增強材料,以樹脂基為基體復合而成的纖維復合材料觀戶外鋪裝產品具有輕質高強、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、防火性能好、防潮防水性能好、絕緣性能好、成型豐富等優點,是我國重點發展的四大纖維之一,在我國有大量的資源儲備,且產業發展日趨完善。玄武巖纖維復合材料產品的研發、推廣使用能進一步降低社會能耗、推動建筑業高質量的綠色可持續發展。
參考文獻
[1] 孟欣, 田學勤, 白云峰. 我國玄武巖纖維產業發展現狀和發展前景分析[J]. 建材發展導向, 2019, 17(20):4-6.