可以根据使用要求设计透光复合材料的技术性能。在透光复合材料中,由于树脂和纤维的种类、质量和用量比例不同,对其性能影响很大。
选择不同牌号的玻璃纤维和树脂,调整两者的用量比例,可以在很大范围内改变透光复合材料的光学性能和物理力学性能。一般来讲,用玻璃布制造的透光复合材料强度较高,比用玻璃纤维毡制造的透光复合材料强度高1~2倍。选用耐热型透明树脂,可使透光复合材料使用温度提高到100℃以上,选用阻燃型树脂或透光PVC树脂,能使透光复合材料的耐火性能达到阻燃自熄效果。丙烯酸类树脂能使透光复合材料的紫外光透过能力比玻璃还要好。
透光复合材料的优越性能,主要表现为如下几点。
(1)抗冲击性能优越。透光复合材料的抗冲击韧性大大地优于传统的玻璃采光材料。它不怕冰雹和碰撞,不会发生像玻璃那样因温差变化而产生的自爆现象。因此,使用透光复合材料采光比使用玻璃安全,如北京西站的顶部采光,采用透光复合材料,就不会发生像20世纪90年代后期出现的玻璃损坏伤人事故。故透光复合材料适用于玻璃不能胜任的采光工程,如工业厂房的平天窗采光,产生易燃易爆的火花的工厂采光和有雹害及温差急剧变化的农、渔业温室采光等。
(2)透光复合材料的透光率可达85%以上,最高能达到90%,与玻璃的透光率相似。但它有足够的强度和刚度,兼有采光和结构材料的性能特点。是一种能透光又能承受结构荷载的多功能材料。用它代替玻璃采光,可以简化设计,减少采光工程的结构材料(窗框、窗扇等)。大大地提高采光效果和降低采光工程造价。
(3)热导率小。玻璃的热导率为1.392W/(m·K),而透光复合材料的热导率只有0.232W/(m·K),比玻璃小5倍以上。因此,用透光复合材料设计工厂和住房采光,不论是在寒冷地区冬季取暖,或是在南方地区夏日降温,都能有效地节约能源。
(4)透光均匀。透光复合材料可以制造成非均质材料,光线透过它时,会产生散射,因而会使室内光照均匀、无光斑、不炫目,特别适用于精加工车间、运动场馆和商场的天井采光等。
(5)轻质高强。透光复合材料的相对密度为1.5~1.9,约为玻璃相对密度的60%~70%,玻璃的最小厚度为3mm,而透光复合材料的厚度只有lmm。因此,每平方米复合材料采光面积的质量只相当于玻璃质量的20%。透光复合材料的拉伸强度、弯曲强度比玻璃高1~8倍。因此,使用透光复合材料能大大地降低采光制品的自重,增大采光制品的构件尺寸,提高采光工程的安装效率,降低工程造价。
(6)优异的性能可设计性。透光复合材料的最大优点,是可以根据使用条件要求,对其物理力学性能进行设计,如强度设计、透光率及透过光质量设计、耐热及耐燃烧性设计等。还可以根据装饰工程要求,任意着色,使制品色泽鲜艳,有利于市政建设中的亮化工程。
(7)成型容易。除各种波形板外,一次能够制造形状复杂的大尺寸采光制品。如大型采光罩、拱形板等,对方便施工及降低工程造价极为有利。
(8)施工运输方便。透光复合材料制品质量小,抗冲击韧性大,在施工和运输过程中不会损坏,而一般玻璃在施工和运输过程中要损坏5%左右,采用透光复合材料可以减少损耗,降低工程造价。
透光复合材料的缺点及防止措施如下。
(l)耐久性差,一般未经防护处理的透光复合材料制品,使用3一4年后,强度和透光率会有所降低,但是采取防老化处理后,其使用寿命可达20年以上,即使用20年后透光率仍能保持在70%左右。
(2)透光复合材料的透明度较低(指玻璃纤维增强不饱和聚醋复合材料),最高可达90%,比玻璃透明度99%低很多。一般来讲,透明度低是缺点,但也是优点,当用于工业建筑或公用建筑的采光设计时,透明度低会成为优点,它能使室用采光均匀、无光斑。但在住宅建筑或办公楼采光设计中,则宜采用聚碳酸或聚氯乙烯透光复合材料,扩大人们视野的清晰度。