定制阻燃环氧树脂与混合玻璃/碳纤维复合材料应用于麦加大清真寺天花板

在过去的八年多时间里，Premier Composite Technologies (PCT) 为大清真寺扩建工程的环廊走廊 (Mataf) 制造并安装了超过25,000块天花板面板，其中包括复杂的多层复合结构基座，这些基座采用了定制的阻燃环氧树脂和来自合作伙伴 Sicomin 的生物基凝胶涂层。来源（所有图片）| Premier Composite Technologies 

沙特阿拉伯麦加大清真寺当前阶段的扩建工程预计于2025年第四季度完工，旨在将寺庙容纳能力从77万人提升至超过250万人，建筑面积从约30万平方米扩大至约150万平方米。

这一历时多年的庞大项目融合了多项复合材料建筑成果，包括一座可移动礼仪穹顶、四座固定穹顶、十座带斜屋顶的宣礼塔及四座人行天桥屋顶，均由Premier Composite Technologies (PCT，阿联酋迪拜) 完成。

项目中复合材料应用规模最大的部分为环绕圣地克尔白的四层玛塔夫环廊天花板。仅该环廊区域就使用了216,800平方米的复合材料天花板，其结构基体采用玻璃纤维与碳纤维混合增强复合材料。“这是迄今为止民用工程项目中规模最大的复合材料应用案例，”PCT总经理Hannes Waimer表示。

四层高的环天房走道被设计成一个观景台，环绕着神圣的克尔白（图中中间的黑色部分）。

满足复杂的设计、重量与性能要求
选用复合材料作为天花板主体结构基于多方面复杂因素与严格要求，包括：

• 需与外部装饰面层结合，该面层采用超高性能混凝土和工程石材镶嵌构成的复杂阿拉伯Mashrabiya风格图案；

• 严格限重67公斤/平方米，由建筑上部结构承载力决定；

• 满足平均每月6,000平方米、高峰时期每月10,000平方米的生产进度；

• 需同时集成隔音材料与定制LED照明系统；

• 严格的阻燃要求，符合ASTM E84 A级标准。

“复合材料确实是唯一可行的选择，”Waimer强调。

在沙特本拉登集团提供的外部装饰层之下，PCT开发了一种夹层板结构，其主体采用混合缝合玻璃/碳纤维织物、结构泡沫芯材与隔音层，结合阻燃环氧树脂与阻燃胶衣层压制成。尽管形状尺寸各异，每块面板基本由外框架和垂直加强筋构成。

面板平均厚度（含加强筋）约为85毫米，其中芯材厚30毫米，UHPC/石材饰面层厚35毫米。所有层合计总厚度在100至300毫米之间，具体因设计而异。混合织物中，80%玻璃纤维用于控制成本，20%碳纤维则用于增强刚度。

定制阻燃树脂系统的开发
在树脂与胶衣方面，PCT与树脂供应商Sicomin公司合作，选用其专为阻燃建筑应用与真空压实手糊工艺配制的SR 1122环氧树脂，并搭配FR SGi 128生物基胶衣。为提升生产效率，Sicomin还开发了低粘度定制版本以优化纤维浸润。

大约有 300 种不同的面板设计，尺寸差异巨大，每种设计都包含一个复合夹芯板（图中为青色），该夹芯板由阻燃 (FR) 环氧树脂和碳纤维与玻璃纤维的混合物制成。

专用生产设施与材料供应
面板生产与预组装在PCT位于迪拜的工厂完成。为满足产能需求，PCT启用了九座专用空调与湿度控制车间，月产复合材料成品超过1万平方米，车间配备3,200名熟练工人。

在清真寺现场，PCT安排了约1,200名技术工人负责安装。预制板件可在安装过程中快速重组与微调，实现高精度拟合。由于施工期间寺庙仍对朝圣者开放，整个安装过程需最大限度减少干扰与噪音，并确保安全。

具有里程碑意义的项目与未来潜力
截至本文撰写，天花板面板安装预计于2025年第四季度完成。PCT表示，该项目是复合材料在建筑应用领域的重要里程碑，为后续阶段及进一步合作开发奠定了基础。

“我们具备承接大型技术项目的能力，”Waimer总结道，“我们在沙特拥有长期合作历史，与客户建立了深厚的信任。我们很荣幸能与Sicomin这样的合作伙伴共同应对这一巨大挑战。这对我们而言是一个标志性项目。”