近年來(lái),以薄膜為主要材料的膜結(jié)構(gòu)得到了很大的發(fā)展。湖南膜結(jié)構(gòu)而這一發(fā)展在很大程度上取決于薄膜材料技術(shù)的進(jìn)步。用于膜結(jié)構(gòu)的薄膜材料可分為織物類膜材和非織物類膜材兩大類。其中織物類膜材常用的有PVC 涂層覆蓋聚酯纖維織物( 以下簡(jiǎn)稱PVC 膜材) 以及PTFE 涂層覆蓋玻璃纖維織物(以下簡(jiǎn)稱PTFE 膜材) 。PVC 膜材的價(jià)格比較便宜, 加工也比較方便,目前國(guó)內(nèi)的膜結(jié)構(gòu)工程絕大部分采用PVC 膜材。以上海8 萬(wàn)人體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋為代表的幾個(gè)PTFE 膜材工程,其設(shè)計(jì)、加工及安裝指導(dǎo)均由國(guó)外公司承擔(dān)。在非織物類膜材中, 以ETFE 薄膜最具代表性和競(jìng)爭(zhēng)性。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)ETFE 膜材工程,也鮮有介紹ETFE 膜材的文獻(xiàn)。

ETFE 是英文Ethylene Tetra Fluoro Ethylene 的縮寫, 中文名稱為乙烯-四氟乙烯共聚物。湖南膜結(jié)構(gòu)ETFE 是一種無(wú)色、透明的顆粒狀結(jié)晶體,具有極好的耐擦傷性和耐磨性,耐高溫、耐腐蝕,絕緣性能好, 可用作電纜護(hù)套或管道護(hù)襯。

用于建筑工程上的ETFE 膜材是由其生料加工而成的薄膜,厚度通常為0105～0125 mm, 非常堅(jiān)固、耐用,并具有極高的透光性。欣聞2008 年北京奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育館等場(chǎng)館中將采用這種膜材料, 因此,本文就ETFE 薄膜的材料性能、在膜結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用形式、ETFE 氣墊的工作原理、膜材連接方法、國(guó)外典型工程等作一介紹。

1 　ETFE 薄膜的材料性能

111 　ETFE 膜材的基本力學(xué)性能

1) 厚度和質(zhì)量

ETFE 膜材的厚度通常在0.105～0.125 mm 。隨著厚度的增加,膜材將更硬更脆,難以加工。

ETFE 的密度約為1175 g/ cm3 。以0120 mm 厚的ETFE 膜材為例,其質(zhì)量約350 g/ m2 。

2) 抗拉強(qiáng)度

ETFE 膜材的抗拉強(qiáng)度大于40 MPa 。

3) 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

常溫下張拉應(yīng)力在20 MPa 以下時(shí),ETFE 膜材呈完全彈性性質(zhì),張拉模量達(dá)800～1 000 MPa ; 當(dāng)張拉應(yīng)力在25 MPa 附近會(huì)出現(xiàn)屈服點(diǎn),此后進(jìn)入塑性強(qiáng)化階段,直至破斷。

4) 破斷伸長(zhǎng)率

ETFE 膜材的破斷伸長(zhǎng)率達(dá)300 % 以上。