新型建筑材料——纸
一般性能 机械性能
渗透性能 光学性能 表面性能
其他特殊性能
纸的性能
外观质量、定量、厚度、紧度、尺寸稳定性等 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 透气度、透湿度、透油度、抗水性、憎水性等 白度、光泽度、色泽、(不)透明度等 平滑度、表面摩擦系数、粗糙度、粘合性能、掉毛 掉粉性能等 化学性能、电学性能、水溶性等
纸在建筑上的运用
1)建筑纸 在建筑上应用的特种纸,可以举悉尼奥运会上选用的“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。
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。纸 筒能够满足跨度的需求, 并且能够负弯矩,所以 将纸筒排列做成楼盖。
纸的结构形式
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后来分解搬到台湾。
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。
• 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105300g,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。
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.暖气壁纸 英国研制成功一种能够散发热量的壁纸。这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.
家具纸和纸制家具
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的布 套,使得它们富于变化,让人常看常新。
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。
正反面间存在两面差,影响着纸
的性能和使用。
正面
反面
纸的结构概述
6、纸的多孔性 纸的结构不具有连续性,是一种多孔 性物质。 纸孔的三种形式: 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%
新型建筑材料
——纸
湖南大学建筑学院
陈雨嘉 201202010301 崔志健 201202010302 贺锦灿 201202010304 黄泽民 201202010307 余雨灿 201202010311
纸
纸,是古代汉族劳动人民一个重要 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传播与发展。 造纸术是汉族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。
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。
纸张分类
• 书纸:一般我们常见的小说内页用纸,比较薄, 常见的为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 。
(2)纤维间的散开或拧紧。
放湿
吸湿
纸的性能
5、抗张强度
抗张强度:指一定宽度的试样 应 所能承受的最大张力,单位为 力 kN/m,衡量纸张抵抗外力拉伸 的能力。
弹性模量 E=tga
纸页在拉力作 用下的变化
OA段:弹性阶段 AB段:屈服阶段 BC段:断裂阶段 纸是一种弹塑性体
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。
纸的结构概述
4、纸的匀度
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 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。
5、纸的两面性
大多数纸张具有两面性,有正面和反面之分。
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;
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 实心纸筒载重力>空心纸筒。
纸筒的力学性能
大量的纸建筑中都使用纸筒作为竖向承重构件
纸的结构概述
1、由多相复杂的结构要素组成的非均质 的薄页
2、纸的结构间具有结合力
氢键结合(最主要)
纸的结构间的结合 力
化学主价键力 范德华力
表面交织力
纸的结构概述
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。
纸筒做梁 承受竖向 荷载,纸 箱作为墙 体支撑纸 梁。例如 李兴钢的 纸箱房。
纸的结构形式
纸的结构形式
纸的结构形式
纸也可以做成拱结构与类似于三维网格结构(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。
纸的结构形式
内部骨架照 片。纸筒的 受压能力强, 所以将纸筒 作为拱结构 能够充分发 挥其受力优 势。
• 白卡纸:相对于灰卡纸而言,背面是白色, 但侧面的纸心是灰色的常见 250-400g <单粉卡>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
特种纸
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。
纸的性能
1、定量:单位面积纸或纸板的重量,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。
定量和厚度是纸和纸板的最基本的性能, 对纸的性能有很大的影响。
3、紧度:单位体积纸的重量,即定量和 厚度的比值。
纸的性能