早在二十世纪之初,人类便开始将铝质屋面材料应用在建筑上,并发现铝质屋面材料具有十分优异的耐久性能。在现代建筑行业中,金属铝已经成为一项重要的材料,并被广泛地应用于人们的生产、生活中。在金属铝的熔炼过程中根据不同的比例添加其他金属,例如镁、锰、铁、锌等,可以形成合金,从而大幅度地改善铝合金的物理、化学和机械性能,不仅能够增强材料性能,而且优化了材料结构。本文将通过简述铝镁锰合金的概念和特点,探讨铝镁锰合金板在现代建筑屋面行业中的应用,并通过比较铝合金与钢质材料在结构性能方面的差异,具体总结铝合金屋面的材料优势和结构优势。
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1 铝合金的简介

铝合金,顾名思义,是一种在金属铝熔炼过程中加入镁和锰金属元素的性价比极高的建筑材料,在现代建筑行业中得到了广泛应用。用铝镁锰合金制造的金属板和屋面材料强度适中、耐寒耐渍,能够使现代建筑更舒适、更经济、更耐用、更环保、更轻盈。

2 铝合金的特点

2.1 重量轻盈
与钢质材料相比,铝的密度较小,仅为钢的1/3,因而更加轻便。

2.2 强度适中
虽然铝金属本身的强度并没有无与伦比的优越性,但是通过成分配置、材料加工和热处理方法之后,铝镁锰合金成品可以达到很高的强度。

2.3 耐腐美观
铝合金及其成品具有相当强的防锈能力,能够形成一层氧化层,防止金属氧化锈蚀,具有较强的耐酸碱性,比一般的建筑材料更耐用。同时,铝锰镁合金的可塑性好,容易进行加工处理,表面处理可以更多样、更美观,可以进行阳极氧化、电泳、化学处理、抛光、涂漆处理等。

2.4 安全环保
铝合金属可以进行焊接、胶粘等多种方式进行连接,不仅方便安装,而且可以循环回收利用,使得材料能够实现再利用。同时,铝合金具有良好的导电性,非磁化和低电火花敏感度可以有效防止电磁干扰,从而降低特殊环境下易燃的危险性。

3 铝合金屋面的系统和应用
铝合金屋面系统是指直立锁边系统,这也是一个较为传统的铝镁锰板安装系统。由于这种系统吸收了铝金属的优点,因此被应用于各种建筑屋面和墙面系统,成为现代建筑中不可或缺的部分。

3.1 铝合金屋面的系统
基于直立锁边咬合设计的特殊板形的金属板块,是直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统的核心构成,这种设计主要是针对大跨度自支承式密合安装体系,即使用专业的立边咬合设备,沿着板条长度方向将两块板的立边进行咬合,从而使屋面或墙面连接成为一个整体。这个系统可以节省较多的安装时间,特别是对于较大的屋面或墙面来说,直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统无疑为其提供了一个有效降低成本的方法。同时,直立锁边铝镁锰合金金属屋面系统能够使现代建筑呈现出一种韵律感,看上去更加美观。

3.2 铝合金屋面的应用
铝合金金属屋面系统被广泛应用于各种建筑屋面和墙面系统,例如:民用住宅、商业设施、大型购物中心、公共服务设施、大型娱乐建筑、会展厅、体育馆所、会议中心建筑、车站及其他大型交通枢纽、机场航站楼等。
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4 铝合金屋面与彩钢板的比较
通过分析铝镁锰合金和彩钢的特点不难发现,铝镁锰合金的性价比远远高于彩钢的性价比。首先,从耐久性方面来说,铝镁锰合金能够与大气形成一层氧化铝薄膜,能够防止被进一步腐蚀,而彩钢板在潮湿的空气及雨水、雪水的侵蚀下容易生锈,特别是接缝的部位。
其次,从重量、强度和刚度方面来说,铝镁锰的重量较轻,强度与刚度适中,而彩钢的刚度和强度虽然比较好,但是重量太重。
再次, 从安全性能方面来说,铝镁锰合金的厚度为0.7~1.2mm,可直接作为防雷的接闪器,可以避免在屋面穿孔。铝镁锰合金的熔点较低,若发生火灾,屋面易被烧穿,能够使火势向外蔓延,有助于消防员从顶部救火。相比之下,钢的熔点较高,而且不能直接作为防雷接闪器,需要另外架设防雷接闪器。
最后,从外观性来看,铝镁锰合金可以经过锤纹、压花、预钝化氧化铝表面处理等,同时还可以进行涂漆,更美观。而彩钢则只能够进行涂漆,外观比较单一。
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5 铝合金屋面的优势

(1)铝合金屋面系统结构安全稳固,采用厚度适宜的保温材料,具有无与伦比的保温、防火性能。

(2)保证了表面的完整性,经久耐用,极具使用价值,具有永无止境的应用潜力,更科学环保。

(3)具有吸音降噪的性能和完整的附件系统,充分考虑到了材料的寿命,易于处理,安装安全,并且具有可循环性。

(4)易于形成导体合金面,随时接受雷电发出的强大电流并引出屋面,同时还具有防雨水、防雪、防台风等效用,从而保证了屋面的安全性。

6 结语
铝合金屋面充分利用了铝镁锰合金的优点,与彩钢相比更加轻盈、强度适中、耐腐美观、防火防潮、安全环保,具有较高性价比,因而被应用于各种建筑屋面和墙面系统,成为现代建筑中的重要材料。