绿色建筑铝合金结构挤压材的特点和技术要求简述如下:
(1)产品品种多,规格范围广,外廓尺寸和断面积大,形状复杂,壁厚相差悬殊,难度系数大,大部分为特殊的异形空心型材,也有宽厚比大的实心型材,舌比大的半空心型材以及异形的管材和棒材。表1为某厂生产的部分绿色建筑铝合金结构挤压材的断面信息表。
(2)为了提高建筑物的整体强度和刚度,和便于现代化大跨度和薄壳结构设计多采用整体组合结构型材,即由多块形状各异的中、小型型材拼组成一块大型整体结构型材,有的宽度大于600mm,断面积大于400cm2,壁厚差大于20mm,舌比大于8,需要采用7000t以上的大型挤压机,设计制造特殊结构的模具才能成形,技术难度大,批量生产困难。
(3)材料要求高的强度和刚性及优良的综合性能,因此需要选用各种性能的合金和状态,一部分采用中强可焊、可冷弯成形、耐腐蚀的6xxx和5xxx合金(如6005T6、6061T6、6082T6、5083H112、5052H112等),但强度必须大于3300MPa,因此应对合金成分进行调整或开发新型合金;另一部分要求高强度、高韧性合金(如2024T4、7075T6、5A06H112等)并具有可焊性和冷成型性能,因此也应对合金成分进行优化。此外,为了保证结构材料的优良综合性能,需要对熔铸、挤压、热处理等工艺进行优化,设计制造特殊结构的工模具等,技术含量高、生产难度大、成品率和生产效率很难提高。
(4)为了运输、施工、维护、装卸方便,要求产品的尺寸公差和形位公差达到高精级或超高精级水平,这对模具质量和精密淬火工艺提出了很高的要求。
(5)要求产业化批量生产,因此对设备、铸锭质量、模具技术和质量,挤压和热处理工艺等提出很高的要求,特别是对模具结构与使用寿命提出了更高要求,较一般模具的使用寿命要求提高2倍以上,这对大型的特殊型材模来说是很难做到的。
3. 绿色建筑铝合金结构挤压材的广泛应用及产业化生产的重大意义
(1)铝合金是目前世界上最理想的绿色建筑结构材料,产业化与广泛应用,对推广绿色建筑业的发展,促进我国城市化和工业化的进程,进而促进国民经济的高速持续发展和社会文明进步具有重大意义。同时对扩大铝合金材料的应用领域,加速铝合金加工产业和技术的发展将起促进作用。
(2)建筑结构中以铝代木,使铝合金成为一种真正的“绿色建筑”材料,因为以铝代木可以大大减少砍伐保护绿色地球的森林,保护地球的绿色和低碳。何况铝结构与木结构相比,还是有强度、刚度高,减少结构断面,增加建筑物使用面积,节约土地和能源;耐水、防水、水密性、气密性好,杜绝渗漏水;耐腐蚀性能好,可表面处理,美观耐用;运输、施工、维护和装卸方便,成本低,特别适于高层和大跨度薄壳结构建筑;可回收率大于90%,回收成本和能耗低,而木材使用寿命短,只能作为垃圾回收。可见,铝合金结构材是一种真正的低碳、绿色、可循环使用的建筑材料。
(3)在建筑结构中,特别是现代高层民用建筑及大跨度和薄壳结构的大型公用建筑中铝合金结构与钢结构相比具有明显优势:
下,即可满足任意建筑结构的要求。这是钢材热轧、冷轧、挤压或焊接都无法达到的。