Между ними: исследование промежуточного материала для соединения литых стеклянных блоков

Дата: 29 августа 2022 г.

Блоки из литого стекла являются многообещающим решением для архитектурного применения литого стекла, стремящимся к высокой прозрачности и обратимой структуре, позволяющей повторно использовать стеклянные компоненты (Oikonomopoulou et al., 2018; Oikonomopoulou, 2019b). В такой системе необходим промежуточный материал между стеклянными элементами, который способствует равномерному распределению напряжений и учитывает микронеровности поверхности стеклянных элементов. Чтобы обеспечить округлую форму, этот материал должен быть сухим (а не клейким), чтобы можно было в конечном итоге разобрать систему. Предыдущая экспериментальная работа (Аурик и др., 2018; Ойкономопулу и др., 2019b) была сосредоточена на использовании промежуточных слоев ПУ и ПВХ в качестве подходящих кандидатов; Основное внимание в этих исследованиях уделялось исключительно механическим характеристикам промежуточного материала.

Это исследование представляет собой обзор потенциальных кандидатов на материалы, подходящих для промежуточных слоев в блокируемом литом стеклянном блоке, на основе набора пересмотренных критериев дизайна и производительности, которые разделены на первичные и вторичные. Кроме того, исследуется влияние их уникальных свойств материала на потенциальное применение системы блокировки. Весь процесс, от изготовления до сборки всей сборки, основанный на предполагаемом сценарии строительства, представлен в виде цепной реакции, отправной точкой которой является сам промежуточный слой.

После определения критериев проектирования, которым должен соответствовать промежуточный слой, предлагаются следующие кандидаты: листы PETG (Vivak®), неопрен, алюминий, ламинированный полиуретан (ПУ) и алюминиевый промежуточный слой с мягкой сердцевиной. Рассмотрены уникальные свойства и проблемы изготовления всех пяти предложенных промежуточных слоев, а также их свойства в отношении сборки, что приводит к разработке двух различных последовательностей сборки. Основное различие касается прослоек, которые могут расползаться, и тех, которые этого не делают. Исследование завершается сравнением блокировочного узла и других стеклянных блоков, применяемых в настоящее время.

Архитектурное применение литых стеклянных блоков постепенно набирает популярность, недавние примеры включают павильон Кааммат (Oikonomopoulou et al., 2022), LightVault (Parascho et al., 2020), скульптуру Квалала (Paech, Goppert, 2018), Хрустальные дома (Оикономопулу и др., 2018), Оптический дом (Ошима, 2012), Фонтан Короны (Ханна, 2009) и мемориал Аточа (Паеч, Гопперт, 2008). Все вышеупомянутые проекты самонесущих сборок из литых стеклянных блоков полагаются либо на видимую поддерживающую подконструкцию (например, в оптических домах, коронных фонтанах), либо, для менее визуально навязчивой системы, на прозрачный или светлый клей для склеивания твердого тела. стеклянные блоки вместе (например, в Мемориале Аточа, Crystal Houses, Qwalala, LightVault и павильоне Qaammat), как показано на Рисунке 1 и Таблице 1.

Вариант клеевого соединения становится все более популярным, поскольку он обеспечивает сравнительно более высокий уровень прозрачности, обеспечивая при этом структурную целостность сборки. Тем не менее, использование клея приводит к образованию необратимой структуры и еще больше затрудняет возможность вторичной переработки стеклянных компонентов из-за загрязнения. В целях создания двусторонней и съемной сборки литых стеклянных блоков, которая одновременно обеспечивает конкурентоспособный уровень прозрачности, компания (Oikonomopoulou et al., 2018) представила новую систему, в которой используются взаимосвязанные литые стеклянные блоки (рис. 1, справа). Система, которая все еще находится в стадии разработки, представляет собой сборку «сухой трубы» с переплетенными литыми стеклянными блоками и промежуточным промежуточным материалом (рис. 2), который равномерно распределяет напряжения и компенсирует отклонения размеров отдельных блоков. В таблице 1 суммированы основные характеристики трех систем.

Несмотря на то, что велись разработки и экспериментальные испытания в целях оптимизации самой геометрии взаимосвязанных стеклянных блоков (Jacobs, 2017; Yang, 2019; Oikonomopoulou, 2019a), последовательное исследование промежуточного материала еще не проводилось. Вместо этого доступны ограниченные экспериментальные данные из предыдущих исследований (Aurik, 2017; Oikonomopoulou, 2019a; Akerboom, 2016; Oikonomopoulou 2019b), в которых основное внимание уделяется характеристикам ползучести выбранного промежуточного слоя, а не всем взаимосвязанным аспектам, связанным с возможной применимостью и сборка литой стеклянной конструкции.