綠色建筑鋁合金結構擠壓材的特點和技術要求簡述如下:
(1)產品品種多,規格范圍廣,外廓尺寸和斷面積大,形狀復雜,壁厚相差懸殊,難度系數大,大部分為特殊的異形空心型材,也有寬厚比大的實心型材,舌比大的半空心型材以及異形的管材和棒材。表1為某廠生產的部分綠色建筑鋁合金結構擠壓材的斷面信息表。
(2)為了提高建筑物的整體強度和剛度,和便于現代化大跨度和薄殼結構設計多采用整體組合結構型材,即由多塊形狀各異的中、小型型材拼組成一塊大型整體結構型材,有的寬度大于600mm,斷面積大于400cm2,壁厚差大于20mm,舌比大于8,需要采用7000t以上的大型擠壓機,設計制造特殊結構的模具才能成形,技術難度大,批量生產困難。
(3)材料要求高的強度和剛性及優良的綜合性能,因此需要選用各種性能的合金和狀態,一部分采用中強可焊、可冷彎成形、耐腐蝕的6xxx和5xxx合金(如6005T6、6061T6、6082T6、5083H112、5052H112等),但強度必須大于3300MPa,因此應對合金成分進行調整或開發新型合金;另一部分要求高強度、高韌性合金(如2024T4、7075T6、5A06H112等)并具有可焊性和冷成型性能,因此也應對合金成分進行優化。此外,為了保證結構材料的優良綜合性能,需要對熔鑄、擠壓、熱處理等工藝進行優化,設計制造特殊結構的工模具等,技術含量高、生產難度大、成品率和生產效率很難提高。
(4)為了運輸、施工、維護、裝卸方便,要求產品的尺寸公差和形位公差達到高精級或超高精級水平,這對模具質量和精密淬火工藝提出了很高的要求。
(5)要求產業化批量生產,因此對設備、鑄錠質量、模具技術和質量,擠壓和熱處理工藝等提出很高的要求,特別是對模具結構與使用壽命提出了更高要求,較一般模具的使用壽命要求提高2倍以上,這對大型的特殊型材模來說是很難做到的。
3. 綠色建筑鋁合金結構擠壓材的廣泛應用及產業化生產的重大意義
(1)鋁合金是目前世界上最理想的綠色建筑結構材料,產業化與廣泛應用,對推廣綠色建筑業的發展,促進我國城市化和工業化的進程,進而促進國民經濟的高速持續發展和社會文明進步具有重大意義。同時對擴大鋁合金材料的應用領域,加速鋁合金加工產業和技術的發展將起促進作用。
(2)建筑結構中以鋁代木,使鋁合金成為一種真正的“綠色建筑”材料,因為以鋁代木可以大大減少砍伐保護綠色地球的森林,保護地球的綠色和低碳。何況鋁結構與木結構相比,還是有強度、剛度高,減少結構斷面,增加建筑物使用面積,節約土地和能源;耐水、防水、水密性、氣密性好,杜絕滲漏水;耐腐蝕性能好,可表面處理,美觀耐用;運輸、施工、維護和裝卸方便,成本低,特別適于高層和大跨度薄殼結構建筑;可回收率大于90%,回收成本和能耗低,而木材使用壽命短,只能作為垃圾回收??梢?,鋁合金結構材是一種真正的低碳、綠色、可循環使用的建筑材料。
(3)在建筑結構中,特別是現代高層民用建筑及大跨度和薄殼結構的大型公用建筑中鋁合金結構與鋼結構相比具有明顯優勢:
下,即可滿足任意建筑結構的要求。這是鋼材熱軋、冷軋、擠壓或焊接都無法達到的。