新型建筑材料-纸

1、新型(xnxng)建筑材料纸湖南大学建筑(jinzh)学院陈雨嘉 201202010301崔志健 201202010302贺锦灿 201202010304黄泽民 201202010307余雨灿 201202010311共四十五页 纸，是古代汉族(Hnz)劳动人民一个重要的发明 。上古时代，祖先主要依靠结绳纪事，以后逐渐发明了文字，开始用甲骨作为书写材料，后来又发现和利用竹片和木片以及缣帛作为书写材料。但由于缣帛太昂贵，竹片太笨重，于是便产生了纸。中国古代四大发明之一，造纸术与指南针，火药，印刷术一起，给中国古代文化的繁荣提供了物质技术的基础。纸的发明结束了古代简牍繁复的历史，大大地促进了文化的

2、传播与发展。造纸术是汉族(Hnz)劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，用于书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。纸共四十五页 一般刷纸的生产分为制浆和造纸两个基本过程，制浆就是用机械的方法、化学的方法或者两者相结合的方法把植物纤维原料(yunlio)离解变成本色纸浆或漂白纸浆。造纸则是把悬浮在水中的纸浆纤维，经过各种加工结合成合乎各种要求的纸。造纸厂一般需贮存足够用46个月的原料，使原料在贮存中经过自然发酵，以利于制浆，同时保证纸厂的连续生产。经备料工段把芦苇、麦草和木材等原料切削成料片（供生产化学浆）或木断（供生产磨木浆），再把小片原料放到蒸煮器内加化学药液，用蒸汽进行蒸煮，把原料煮成纸浆

3、，或把木断送到磨木机上磨成纸浆，也可经过一定程度的蒸煮再磨成纸浆。然后用大量清水对纸浆进行洗涤，并通过筛选和净化把浆中的粗片、节子、石块及沙子等除去。再根据纸种的要求，用漂白剂把纸浆漂到所要求的白度，接着利用打浆设备进行打浆。然后在纸浆中加入改善纸张性能的填料、胶料、施胶剂等各种辅料，并再次进行净化和筛选，最后送上造纸机经过网部滤水、压榨脱水、烘缸干燥、压光卷取，并进行分切复卷或裁切生产出卷筒纸和平板纸。如果生产要生产涂布印刷纸，则需要干燥中部或生产成卷筒纸后经涂布加工而实现。造纸(zo zh)方法共四十五页纸张(zhzhng)分类书纸:一般我们(w men)常见的小说内页用纸,比较薄, 常见

4、的为60-120g, 吸墨快, 但因纸张粗糙,印刷的东西有些粗糙,不过这也可以说一种创意 。铜版纸:又叫粉纸,两面比较光,常用于画册海报等,印刷精致,常见的105-300g,但因所有的画册都在用, 用的有些烂,现在很多设计师不喜欢用这种纸了 。哑粉纸:相对于铜版纸而言,两面不反光,可用于画册海报,常见的105-300g,自认为还是比较有档次的,但现在也用得较多了,常见来说,画册基本都是在用铜版纸和哑粉纸。灰卡纸:常用于包装盒,因为背面是灰色,而俗称灰卡纸, 常见的为250-400g, 也经常用于裱坑纸,做成俗称纸板的东东,这样做成的包装盒对产品更有保护性。白卡纸:相对于灰卡纸而言,背面是白色,

5、 但侧面的纸心是灰色的常见250-400g 正面白色反面白色心是白色,纸质比白卡好,够硬,常见250-400g。特种纸:一般指特殊的纸张,如牛油纸钢古纸, 纸质好,价格贵,建筑用纸一般就是这种共四十五页特种纸是将不同的纤维利用抄纸机抄制成具有特殊机能的纸张，例如单独使用合成纤维，合成纸浆(zhjing)或混合木浆等原料，配合不同材料进行修饰或加工，赋予纸张不同的机能及用途，例如：生活用、建材用、电气制品用、工业过滤器用、机械工业用、农业用、信息用、光学用、文化艺术用、生化尖端技术用等等，只要是用于特殊用途的纸材，全部统称为特种纸。特种纸共四十五页1）建筑纸在建筑上应用的特种纸，可以举悉尼奥运会

6、上选用的“纸建筑”为例。过去使用的石膏纸板、柏油纸、壁纸板等，不论是强度、刚度，还是防水性能等都不能与当今的新建筑用纸相比。新建筑纸除了植物纤维纸之外，还动用了高分子化合物等。2）复合地板耐磨层纸近年大量引进复合地板生产线，对复合地板面层耐磨纸的需求量越来越大，耐磨纸定量在30-60g/m2，卷纸幅宽约1300mm，纸张抗张强度高、润湿性好。原料为长纤维，在复合时与其他材料树脂层压时，体吸性好。复合地板现已逐渐成为地板产品中的新品种，需专业材料配套厂家协作(xizu)生产。随着复合地板用量的增加，耐磨纸的附加值和利润空间较大。目前是研制开发耐磨纸的好时机。3）彩轴绵砖衬纸彩轴绵砖是使各种建筑物

7、显得更加富丽堂皇的一种新型建筑装饰材料。粘接彩轴绵砖的装饰衬纸可提高绵砖的生产效率，还能方便建筑工地施工。这种衬纸从外观看和普通纸一样，但物理指标比较特殊，既要求具有一定的干、温强度，又必须具有较好的吸水性能。纸在建筑(jinzh)上的运用共四十五页4）纸钢.纸钢是当代高科技成果，它是将极细的金属丝和纤维混合在纸浆中，用抄纸方法制成的新型建材，又称金属纤维纸。薄的仅零点几毫米，如纸一样薄，但强度与钢材相当；厚的可由几层薄纸钢片用合成树脂粘合而成，厚度达2-3厘米。纸钢可制成板材，亦可冲压轧制成槽型、波型和各种异形材。5）各种新型壁纸A.暖气(nunq)壁纸英国研制成功一种能够散发热量的壁纸。这

8、种壁纸上涂有一层特殊的油漆涂料，通电后涂料能将电能转化为热能，散发出热量，适宜冬天贴用。B.吸湿壁纸日本发明了一种吸湿壁纸。这种壁纸表面布满了无数的微小毛孔，每平方米可吸收100毫升的水份，是洗脸间墙壁的理想装饰品。C.防霉菌繁殖壁纸.D.杀虫壁纸E.吸味壁纸F.报火警壁纸G.防窃听壁纸H.高屏蔽壁纸I.不燃纸.共四十五页纸制家具最早出现在20世纪20年代。纸制家具以纸为主要原料，首先对纸进行防水加工，再用缠纱的方式，缠成一条条的细线状，然后将这些“纸线”用纺织机织成“纸布”。在织布时，关键的一环就是在织纬线时，要织进去不锈钢丝，使其可以承受较大的压力。织成的“纸布”，经过剪裁，给它们搭配不同

9、材质的框架，用完美的编织手法收好边，加上烤漆，再进行上胶处理，即成为一件既美观又实用的家具。纸制家具的材料取自特殊的纸纤维，这种纸纤维材质轻盈，韧性强，不怕受潮，不藏污垢，有防水、防虫、防晒、防腐、防霉、不脆化等优点。给人的视觉感是色彩华丽丰满，触感光滑细腻，无论高热或严寒，潮湿或干燥，不褪色，不龟裂，不怕露天的各种室外环境。纸制椅子的透气性良好，加上纸的热传导性与木材相似，使得(sh de)它在夏天使用时凉爽而不闷热；冬天使用时，身体感觉不冰冷，同时也可配合椅垫使用，更为方便。纸制家具色彩多样，可以与不同的家居空间进行搭配组合，创造出千姿百态的家居环境。此外，对纸制家具，可以经常改变一下它们

10、的布套，使得它们富于变化，让人常看常新。家具(ji j)纸和纸制家具(ji j)共四十五页用纸做建筑结构材料不仅可以减小建筑的重量，加快施工速度，降低成本，而且建筑拆除后，纸可以重复(chngf)利用，对节约资源和保护环境都有好处，用纸做建筑不仅可以环保，而且为人类建筑建设提供了一种捷径。共四十五页纸的结构(jigu)形式纸筒做梁承受竖向荷载，纸箱作为(zuwi)墙体支撑纸梁。例如李兴钢的纸箱房。共四十五页纸的结构(jigu)形式 这种结构形式的好处是施工相对简单，将纸做成不同的形式充分利用性能。纸箱无法满足跨度(kud)的要求，但是更适合砌筑墙体，由于其外形相对规整，放置梁板的节点相对简单。

11、纸筒能够满足跨度(kud)的需求，并且能够负弯矩，所以将纸筒排列做成楼盖。共四十五页纸的结构(jigu)形式以纸筒作为柱等竖向支撑结构。例如位于台湾的由板茂设计的纸教堂（Paper Dome）。该教堂最早建于日本(r bn)后来分解搬到台湾。共四十五页纸的结构(jigu)形式坂茂的纸教堂是这样构想的：运用成本较低的玻璃纤维浪板，构筑长方形的外墙；内部用58根长5米、直径33厘米、厚1.5厘米的纸管、构建一个可容纳80个座位的椭圆形空间(kngjin)；纸管构成的椭圆形与外墙之间形成一道回廊，椭圆内部的纸管排列紧密，作为舞台及祭坛的背景。纸教堂内立柱和长椅均为高密度牛皮纸一次成型，每根的抗压强度

12、达到6936公斤，抗弯强度是每平方厘米85.2公斤。回台湾后，为确定已使用十年的纸管是否健康，“新故乡”送了一根样本到朝阳科技大学营建工程系的实验室。经过完整的物理性状试验后，结果显示：这些用高密度牛皮纸一次成型的纸管，每根的抗压强度达到6936公斤，抗弯强度是每平方厘米85.2公斤，纸教堂状况良好，安全无虞。可见纸筒的竖向抗压能力非常之强。共四十五页纸的结构(jigu)形式纸也可以做成拱结构(jigu)与类似于三维网格结构(jigu)（I proposed a grid shell using lengthy paper tubing ）。例如板茂设计的汉诺威世博会日本馆。共四十五页纸的结构

13、(jigu)形式内部骨架照片。纸筒的受压能力强，所以(suy)将纸筒作为拱结构能够充分发挥其受力优势。共四十五页纸筒的力学性能 对于纸的结构，抗拉性较强，抗压性较弱，所以要充分利用纸的抗拉性能，如果(rgu)用到受压构件，则需要想办法提高纸的抗压性能，比如将卡纸卷成厚实的纸筒、纸柱，纸柱越短越粗，其受压性能就越好。在结构方面承载力和坚固性的影响，对于构件的形状有、形、形、形。通过尝试得出：形载重量形形W形。另外纸构件较密集的组合载重力大于构件较稀疏的组合，单一形状构件的载重力大于分散并排构件，比如一个三角形两个并排的三角形。对于构件厚度对载重的影响，得知构件越厚，其载重力就越大，近实心纸筒载重

14、力空心纸筒。共四十五页纸筒的力学性能大量(dling)的纸建筑中都使用纸筒作为竖向承重构件共四十五页1、由多相复杂的结构要素组成(z chn)的非均质 的薄页2、纸的结构间具有结合力纸的结构(jigu)概述纸的结构间的结合力化学主价键力范德华力表面交织力氢键结合（最主要）共四十五页Z向横向纵向纵向：纸机的运行方向(fngxing)，也称MD向，纤维轴向沿该方向多；3、纸的三维结构(jigu)横向：与纸机运行方向垂直的方向，也称CD向，纤维轴向沿该方向少；Z向：垂直与纸面的方向，呈层状结构。Z向由于纤维在纸中的分布不同，造成纸张的各向异性，即纸张的各个方向的性能不同。纸的结构概述共四十五页绿色的

15、，示意(shy)是一张纸的边。红色和蓝色，示意是从那个边、沿着红、蓝线的方向撕。如果沿蓝线方向容易撕开，则说明沿着蓝线的方向，就是纸张的纵向。（反之，则红线方向是这张纸的纵向）。纸张纵向的抗张强度、抗拉强度较大，可以顺着这个方向，扭成纸绳。纸的结构(jigu)概述共四十五页正反面间存在两面差，影响着纸的性能(xngnng)和使用。5、纸的两面性大多数纸张具有两面性，有正面(zhngmin)和反面之分。反面：贴向网子的一面，比较粗糙，细小纤维含量少，结构比较疏松。正面：背离网子的一面，比较平滑，细小纤维含量多，结构比较紧密; 正面 反面匀度表示纸的结构的均匀性，即纸的各结构要素分布的均匀性。匀度

16、对纸的性能有直接的影响，匀度好，则纸的性能就好。磨砂玻璃状，匀度好；云彩斑点状，匀度差。4、纸的匀度纸的结构概述共四十五页6、纸的多孔性纸的结构不具有(jyu)连续性，是一种多孔性物质。1、穿透纸张的开孔：约占 1.6%；2、凹穴，纸张一面开口的小孔；3、纤维内部的空隙：和凹穴一起约占 98.4%纸孔的三种(sn zhn)形式：纸的结构概述共四十五页纸的性能(xngnng)一般性能 外观质量、定量、厚度、紧度、尺寸稳定性等机械性能 抗张强度、耐破度、耐折度、撕裂度、伸长率、环 压强度、挺度、抗张能量吸收渗透(shntu)性能 透气度、透湿度、透油度、抗水性、憎水性等光学性能 白度、光泽度、色泽

17、、（不）透明度等表面性能 平滑度、表面摩擦系数、粗糙度、粘合性能、掉毛 掉粉性能等其他特殊性能 化学性能、电学性能、水溶性等共四十五页定量和厚度是纸和纸板(zh bn)的最基本的性能，对纸的性能有很大的影响。1、定量：单位面积纸或纸板(zh bn)的重量，以 g/m2 表示2、厚度：指在一定的单位面积的压力下，纸的两个表面间的垂直距离。3、紧度：单位体积纸的重量，即定量和厚度的比值。纸的性能共四十五页4、尺寸(ch cun)稳定性：指纸或纸板在水分发生变化时，保持(boch)其尺寸和形状不变的能力。 吸湿放湿产生原因：（1）单根纤维的润胀或收缩; （2）纤维间的散开或拧紧。纸的性能共四十五页5

18、、抗张强度抗张强度：指一定宽度的试样所能承受的最大张力(zhngl)，单位为 kN/m，衡量纸张抵抗外力拉伸的能力。纸页在拉力(ll)作用下的变化OA段：弹性阶段纸是一种弹塑性体AB段：屈服阶段BC段：断裂阶段aO应变应力弹性模量 E=tgaA B C 纸的性能共四十五页衡量抗张强度的物理量裂断长：表示一定宽度的纸条(zh tio)被本身的重量所拉断时的长度，是抗张强度和定量的比值。抗张强度的影响(yngxing)因素（1） 纤维结合强度（最重要）（2） 纤维本身的强度（3） 纤维平均长度（4） 纤维交错系数纸的性能共四十五页定义：在一定的速度(sd)下，使环形试样平行受压，压力逐渐增加至使试

19、样压潰时的压力。P6、环压强度(qingd)意义：是纸板的一项重要指标，和纸盒、纸箱的抗压强度有密切关系。纸板的纵向环压强度大于横向环压强度纸的性能共四十五页 纤维(xinwi)本身的强度； 纤维(xinwi)结合强度； 纸板厚度； 纸板定量； 纸板平衡含水率。抗压强度的影响因素纸的性能共四十五页7、湿强度(qingd).定义：指纸页在润湿的状态下所表现出来的强度(qingd)。它比干强度(qingd)低的多，一般只有干强度(qingd)的 410%。.提高湿强度的措施：为了改善湿强度，须向纸浆中添加湿强剂。.表征湿强度的物理量：纸的湿强度一般是指抗张强度或耐破度，以润湿后的实际强度或以湿强度

20、对润湿前试样强度的百分率表示。.意义：提高湿强度对包装纸和纸板具有特别重要的意义。纸的性能共四十五页8、纸被光照射(zhosh)后的反映镜面反射透射(tu sh)漫反射吸收折射纸的性能共四十五页9、白度意义：表示纸和纸板(zh bn)的洁白程度。概念：白度表示白色或接近白色的纸和纸板表面对波长为457nm的蓝光的反射度与氧化镁标准板在同样(tngyng)光照射下的反射度的百分比，也称为亮度。反射散射纸的性能共四十五页环境条件对纸页性能(xngnng)的影响1、纸页的吸湿(x sh)和放湿相对湿度含水率放湿吸湿吸湿滞后共四十五页相对湿度纸页性能的变化耐破度抗张力撕裂(s li)度耐折度挺度原因(

21、yunyn)：纸页含水率发生变化，影响了纤维的结合。环境条件对纸页性能的影响共四十五页3、温度(wnd)对纸页性能的影响当温度发生变化时，即使相对湿度保持不变，纸页的平衡含水率也会发生改变，从而引起纸页强度(qingd)发生改变，因此，把温度对纸页性能的影响归结为纸页的平衡含水率的影响。温度（）20.026.732.8相对湿度（%）656565含水率（%）7.80.27.10.26.50.2温度与纸页平衡含水率的关系环境条件对纸页性能的影响共四十五页纸制建筑材料及其运用(ynyng)法国施奈尔国际工艺公司近日向市场推出两种用纹理纸制造的最新产品，可以做成展开式的自稳蜂窝状隔板，以及用缆绳固定(

22、gdng)的蜂窝状天花板。这两种产品都具有M1级的耐火品质，完全可以在公共场所作为建筑材料使用，比如商店、展示厅、办公室、展览馆、博物馆等等。而且这种建筑材料采用纹理纸，通过纹理纸制造中使用的玻璃纤维，可以有助于柔和光线的传播。这种纸制钢结构防火构件材料有十五种标准的颜色，可以做成彩色的天花板（有三种厚度可供客户选择），也可以做成一米或两米高的纸板墙。这说明纸不再是易燃，易变形的，它可以用作建筑材料，做到承重以及装饰的作用共四十五页纸砖房李兴钢采用装载设计图纸的纸箱作为“纸砖”，砌筑“纸墙”，以打印机纸轴作为“纸梁”搭建门窗过梁和楼板、屋顶。从而用纸材料建造(jinzo)起一所可供坐卧起居，游

23、戏会客，阅读静思等日常生活的房子。共四十五页纸筒房日本设计师使用纸筒，将总管48根纸管插入混凝土现浇的圆形基础中。形成一个(y )圆筒型建筑以及周围的围墙，屋顶由帐篷布挂在张力线设置在轮辐式结构。在晚上，屋内灯光通过纸筒散发而出，形成一条条向四周延伸的射线，这也是纸制材料有助于柔和光线和光线传播的体现。共四十五页小田园(tinyun)殿为了纪念的小田原市第五十周年，当地政府委托的一个临时的多功能厅。市长想木建筑在第一，但是，在预算和时间的限制下，建议应建立纸管和管本身被视为一个“进化了的木头。” 然而，没有足够的施工时间，所以通过纸管来充当外墙和内墙并抵挡风压，由钢柱支撑屋顶(w dn)。约1

24、300平方米的室内空间是由330个纸管（525毫米直径，15mm厚，和8m长）。管之间的空间充满了可过滤的自然光乙烯管。一个直径1.2米的大纸管休息室。共四十五页纸构架(u ji)该项目是由小田原亭的影响，而业主所看到的。他觉得一个纸制的建筑最适合这个图书馆。在图书馆中使用的管的直径和12mm厚100mm。稍小于在小田原的那些，但同样，承担后张力的铁丝用于生成(shn chn)部分角钢。书架与主结构桁架系统是独立的，吸收水平荷载。共四十五页纸制永久性建筑(jinzh)坂茂在1995年设计的“纸屋”成为第一例将纸管结构用于永久性建筑。10根纸管支撑竖向的荷载，80根室内纸管承担侧向力，在基础部分的木制十字接头通过螺丝钉鉚固在地基上。当周边扇被打开，是视觉和空间的连续性，屋顶，由纸管廊的支持，强调的是周围(zhuwi)的画廊空间和室外