曹东伟

（中国建筑设计研究院有限公司， 北京 100044）

1 石材蜂窝复合板的构造

石材蜂窝复合板由石材、石材面板粘接的蜂窝面板、铝蜂窝芯、蜂窝板面板、胶粘剂层组合而成。面板石材为亚光面或镜面时，石材厚度宜为3mm-5mm，面板石材为粗面时，石材厚度宜为5mm-8mm。室外板的铝蜂窝芯，厚度不宜小于14mm，芯格边长不宜大于6mm，厚度不宜小于0.07mm。室内板的铝蜂窝芯，芯格边长不宜大于10mm，壁厚不宜小于0.05mm。

2 石材蜂窝复合板的特点

2.1 优点

重量轻：石材蜂窝板是把花岗岩切割3-5mm 复合10-15mm 铝蜂窝板，每平方米的容重基本是10 公斤左右，同时也比较适用于大楼有载重限制的情况。

强度高：大理石、瓷砖、花岗石与铝蜂窝板等复合后，其抗弯、抗折、抗剪切的强度明显得到提高，大大降低使用过程中的破损率。

安全性好：受外力冲击后，石材表面只是局部破碎，不会产生辐射性裂纹。

易加工：石材蜂窝板可以轻易进行切割拼装，规格可以任意改变能够满足一般的建筑装饰外形的要求。

安装方便：由于其重量轻，强度高在施工过程中特别是分色拼接大大提高了安装效率,降低破损率。

突破使用禁区：大理石的装饰部位，无论内外墙、地面、窗台、门廊、等等，普通的原板（通体板） 都不存在问题，但是天花板无论是大理石或是花岗石都具有一定的安全不确定性。而大理石与铝塑板、铝蜂窝粘合后的复合板就突破了这个石材装饰的禁区。因为它非常轻盈，重量只有通体板的1/5—1/10。

隔音、防潮：用铝蜂窝板与大理石做成的复合板，因其用中空铝蜂芯拥有隔音、防潮、隔热、防寒的性能。因而，这些特点就远远超越了通体板所不具备的性能特点。

2.2 缺点

耐久性：影响石材蜂窝板使用耐久性的关键是胶粘剂环境老化性能的问题，老化性能主要有两方面的因素，一是紫外线的照射，二是高温湿热环境的影响。

板面变形：石材蜂窝板是由多种材料经胶粘剂粘接而成，它们之间的热膨胀系数互有差异，在环境温度变化较大的情况下，特别是极端寒冷气候环境条件下，可能由于各种材料的不同变形量而导致石材面板产生整板凹凸的变形现象，影响到建筑的美观。

弯曲强度：石材蜂窝板弯曲变形时，通长为饰面石材先行产生细小裂纹后随之产生断裂，饰面石材断裂后蜂窝板仍然可继续承受更大的荷载直到蜂窝芯产生失稳或整板断裂等现象而导致整板的弯曲破坏。

安装连接：安装连接件的加工和固定均应在工厂中按照一定的工艺要求和质量控制程序来完成，不得在现场临时埋设，出厂前还应经过产品出厂检验。

3 不同形状蜂窝芯材性能

3.1 三角形蜂窝芯

正三角形蜂窝壁板的应力分布与位移变化与六边形蜂窝芯大体一致，相对来说位移的变化量较小。由于正三角形蜂窝芯算是在六边形的基础上增加受力梁，再加上是三角形结构相对稳定，抗压性能相对好些，受到压力时形变量较小，但所用材料相对较多。

3.2 矩形蜂窝芯

正四边形蜂窝壁板的应力分布与位移变化也与六边形蜂窝芯大体一致，其最大应力相比较小，整体承受较为均匀的载荷，但所用芯材多出近一倍。

3.3 菱形蜂窝芯

菱形蜂窝壁板的应力分布与位移变化与矩形蜂窝壁板非常相近，菱形蜂窝芯算是特殊的四边形，相比较正四边形，其同等材料下所围成几何图形的面积较小，从而在同一块空间内所需材料较多。相对的，它的力学性能比矩形蜂窝性要好，位移量略低于矩形芯材。但这两种蜂窝芯有一个共同点，就是它们的对抗切应力的能力较弱，特别在四周区域内，其最小应变同比较大，以至于受到不垂直于面板的力时，性能不理想。

3.4 圆形蜂窝芯

圆蜂窝壁板的应力分布与位移变化较其他几种蜂窝芯材质有所区别，由于胞壁并不是平面，再加上单个胞元之间不呈现固定胞壁厚度，其平面上的应力分布较为不均。因胞壁较厚，可以承受较大压力，在同等材料质量的前提下，圆形蜂窝壁板位移变形也相对较小。由于圆形结构在切面上受力相对稳定，力学性能较为突出，因此承受切向上的力时不易变形。

3.5 Kagome 蜂窝芯

质量略大于六边形蜂窝壁板的情况下，其最小应变同比非常低。由于附带三角形结构，加强了整体的稳定，其最大位移相对减少，整体变形量相比六边形较低。由于单各胞元结构的不同，其受力后应力分布不均，导致了质量相同的Kagome 蜂窝在受到线性增长压力后，会先于正六边形蜂窝壁板产生塑性变形，同比抗压的能力较弱。

4 结语

石材蜂窝复合板具有比普通天然石材更好的抗冲击性，是同厚度普通天然石材重量的1/5，抗冲击强度比3cm 厚的花岗岩大10 倍。并且解决了天然石材自身重、板材不宜太大、易碎等缺陷,是一种性能更为优异和应用领域更为广泛的新型建筑材料。