本文作者：杜繼予 包毅 竇鐵波 周萱
1 產品結構及特點
石材蜂窩板是由
天然石材薄板與蜂窩板經
膠粘劑粘接復合而成的高科技產品。其
飾面石材薄板幾乎可以是任何品種的石材，如花崗巖、大理石、砂巖和石灰石等。蜂窩板主要包括了采用鋁蜂窩作為芯材的
鋁蜂窩板、鋼蜂窩板、玻纖蜂窩板等。
石材蜂窩板的結構見圖1和圖2：
量的減輕可以極大的減少建筑物的重量
荷載，降低勞動
強度，節省建設成本。
2. 強度高：平面抗拉、層間抗剪、彎曲剛度等力學性能指標值高，抗變形、抗沖擊，20mm的石材蜂窩板的抗
沖擊強度約為30mm厚石材的10倍以上。
3. 安全性好：受強力沖擊或超荷載的彎曲變形后，石材表面只是局部破裂，不會產生輻射性裂紋，更不會整體破裂、脫落。
4. 加工簡便：可使用普通加工工具在現場對需要修整的成型產品進行切割、安裝。能制成各種不同類型的造型，線條流暢、美觀大方。
5．經濟美觀:可以根據建筑需要，選擇國內、外任意的石材面料，特別是強度低、品種稀缺的石材進行復合，既能保持天然石材的主要性能指標，提高耐用年限，又可大大提高石材的利用率，節約天然資源。
6．節能環保：普通實心石材
導熱系數為（3.5～1.3）w/m•k，而
石材鋁蜂窩板導熱系數為（0.104～0.130）w/m•k，其數值已在熱
絕緣材料的范圍中。由此可見，石材鋁蜂窩板是一種
隔熱節能的材料，同時還具有隔音降噪的性能。
2 工程應用實例
石材蜂窩板起源于上世紀的歐洲，由于它克服了傳統石材重量重、強度低、脆性大的缺點，經過在歐洲和北美的發展，已成為一種重要的綠色、新型復合
建筑裝飾材料。自上世紀九十年代傳入我國后．經過不懈的努力，我國的石材蜂窩板產品質量已有極大提高，應用技術也得到飛速發展，目前已用于內外建筑裝飾，同時也應用到家具、電梯、車輛和輪船等領域，每年還有部分產品出口到歐美等地。
石材蜂窩板在我國
建筑幕墻上的應用已有十年以上的歷史。陜西電信網管大廈是我國首座采用石材蜂窩板作為幕墻外
裝飾材料的的
超高層建筑，完工于2001年，樓高160米，石材蜂窩板幕墻面積約20000㎡，蜂窩板為鋁蜂窩板（見圖3）。佛山52層的環球國際廣場，樓高208米，石材蜂窩板幕墻面積約為12000㎡，完工時間為2006年（見圖4）。其它還有常州市市民中心、杭州東部國際商務中心、杭州市市民中心、無錫市市民中心、杭州天工藝苑等一大片幕墻工程項目。
巴克利大廈（Barclay Tower）位于美國紐約曼哈頓金融中心區，是美國遭受911破壞后，于2008年春天重建完工的豪華、高端、現代化的57層商住大廈。建筑幕墻采用石材環氧玻纖蜂窩
復合板，面積約為5100㎡，板塊尺寸為1.5m×1.5m和0.3m×0.3m（見圖5）。
3 工程應用中存在的問題
石材蜂窩板雖然在我國以及世界各地的建筑外墻上得到應用，但作為一種新型的
建筑材料，其在應用中還有很多問題需要去探討和關注。如膠粘劑老化性能對產品耐久性的影響、不同材料間熱
膨脹系數對
板材變形的影響、安裝連接方法、不對稱復合板飾面石材的
彎曲強度計算以及石材蜂窩板的主要性能要求和質量控制等。
3.1產品耐久性
將石材蜂窩板作為一種建筑外墻材料，在使用過程中石材面板是否會因膠粘劑的老化而產生開裂或脫落，其安全和耐久性是最為人們關注的主要問題和疑慮。其實，影響石材蜂窩板使用耐久性的關鍵是膠粘劑環境老化性能的問題。眾所周知，膠粘劑是一種
高分子材料，有著優異的結構粘接性能，在建筑、航天航空、海洋運輸、汽車、醫療衛生、光學、電子等領域都有廣泛應用。但在不同使用環境條件作用下，其性能的下降和老化，甚至失效是不可忽視的。我國目前對膠粘劑環境老化性能的研究水平，遠遠未達到與材料實際應用相適應的水平。這種研究與應用的差距，導致了對膠粘劑環境老化性能的認識不足，進而產生懷疑和不信任，極大地限制了膠粘劑
新材料的開發與應用。對石材蜂窩板耐久性的關注，也正是這種差距的反映。參照應用于建筑結構加固的膠粘劑，影響膠粘劑環境老化性能主要有兩方面的因素，一是紫外線的照射，二是高溫濕熱環境的影響。根據石材蜂窩板的使用狀況，紫外線照射對石材蜂窩板的使用耐久性并不會產生影響，因為膠粘劑并不暴露在日光下。而產生影響的主要原因是在長期高溫濕熱環境下，膠粘劑粘接性能會 有所下降而，這是不可避免的事實。從國內外眾多的試驗和研究結果表面，盡管膠粘劑的品種和添加劑不同，它們都有大致相同的性能老化過程，并在老化衰減到一定程度后穩定下來，且保持相對穩定的粘接
承載能力。圖6為膠粘劑耐熱水的試驗結果。從圖6中可以看出，在水煮過程中，部分膠粘劑
剪切強度先呈快速上（下）升趨勢，但隨著時間的延長，粘接力開始趨于穩定。為此，只要我們選擇合適的、經過耐濕熱老化性檢測的膠粘劑，并控制板平面拉應力處于膠粘劑老化衰減后的穩定狀態范圍內且小于其抗拉
承載力，就可解決產品的長期使用而不致產品產生剝離的問題。在采用膠粘劑進行建筑結構結構加固處理，也采用了類似的方法。在產品的使用中，要防止外部雨水直接浸泡膠粘劑而加速膠粘劑的性能老化。因此，采用石材蜂窩板的建筑幕墻宜采用封閉式系統。當采用開放式系統時，石材蜂窩板周邊應采用封邊處理。同時，要根據板材尺寸和不同飾面石材的
抗彎強度，
風荷載及其它作用的大小，計算石材蜂窩板飾面石材的彎曲應力，確保飾面石材在荷載作用下不產生因彎曲應力過大而導致的飾面石材存在細小裂紋甚至斷裂。飾面石材上的細小裂紋將會導致雨水滲透到粘接層的膠粘劑，在長久的使用過程中，將可能降低膠粘劑的粘接強度，從而影響石材蜂窩板的耐久性能。
3.2板面變形
隨著建筑裝飾發展的需要，石材蜂窩板的應用越來越趨向于大板塊發展， 板塊面積為隨著建筑裝飾發展的需要，石材蜂窩板的應用越來越趨向于大板塊發展， 板塊面積為2.5㎡以上的大板在工程中已常有應用。但石材蜂窩板是由多種材料經膠粘劑粘接而成，它們之間的
熱膨脹系數（見表1）互有差異，在環境溫度變化較大的情況下，特別是極端寒冷氣候環境條件下，板塊可能由于各種材料的不同變形量而導致石材面板產生整板凹凸的變形現象，影響到建筑的美觀。同時也會在石材面板與蜂窩板的粘接層間形成附加的剪切應力，影響石材蜂窩板的正常使用。為防止上述現象的產生，在工程設計和使用中應控制板塊單邊長度和最大面積。通常板塊單邊長度不宜大于2.0m，最大面積不宜大于2.0㎡。
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