| 国外建筑板材生产工艺简介及其对比分析 |
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| 51baowen.com(我要保温网) 2006-03-18 09:53:08.0 来源:资料 |
目前，建筑板材分为两大类：一类为单板，另一类为整体式建筑板材。本文着重介绍国外几种整体式墙板生产工艺，并对其进行对比分析，希望能对发展我国板材工业起到借鉴作用。
（一） 国外整体式空心条板（楼板、墙板）生产工艺
考察美、加、德、意、芬、荷、土、日本等国板材生产工艺，可综合概括为３种：螺杆旋转挤压成型、真空挤出成型、滑模振捣成型。
１．螺杆旋转挤压成型（简称螺旋挤压成型）。其成型原理是由若干个螺杆旋转推进砼混合料并附加震动达到挤压密实砼的目的，螺杆旋转速度可根据不同要求进行调节。按其生产方式又分长线台座法和机组流水法两种。
２．真空挤出成型工艺。其成型原理是依靠一根大直径螺杆推动砼混合料，使其受到挤压和剪切作用，并经过真空抽吸和模口收缩形成压力，使混合料达到密实和尺寸准确的目的，可以生产具有多种断面形状的系列化板材。它类似于真空挤出成型空心砖的原理，只不过尺寸放大为空心板材。一般适用于低水灰比的纤维水泥混合料的挤出成型。在欧洲用这种工艺生产石棉（纤维）水泥空心板和黏土空心楼板，日本也有用这种工艺生产木（纸）纤维水泥空心板。但相对比较而言，目前世界上用这种工艺还是生产单板较多，它要求混合料的和易性与塑性较好，混合料必须经过捏合机混练后，再经过真空挤出，方能挤出形状工整、尺寸准确的空心板。这种生产方式大都为机组流水法生产工艺，为了改善板的性能，在原料中掺有硅砂（石英砂），再经过蒸压养护，使板材强度提高和收缩值降低，但是其成本相对较高，如日本三菱重工业公司生产的代石棉纤维水泥空心墙板就是其中一种。
３．滑模振捣成型工艺。它是在长线台座上成型机边移动边成型砼空心板，成型时将空心板分３层布料、３层捣实砼混合料，形成砼空心板坯。第一层为底层砼布料，用半圆形夯实器捣实；第二层为孔间壁（肋）砼布料，依靠锥形内外芯模相对滑动插捣密实砼，形成孔间壁即肋；第三层为表层砼布料，用平板震动器震实。虽然分３层布料，但是一次同时完成捣实成型。这里需要注意，三层砼的配合比是不相同的，至少是上下层砼与中间肋的砼混合料是不相同的，对原料粒径要求和水泥用量也是不相同的，它是根据板的不同部位性能要求和不同原料而调整配比。其预应力张拉工艺与台座法挤压成型工艺相同。这种生产工艺可以生产厚度为７０～４５０毫米的预应力砼空心楼板和外墙板，也可以生产钢筋砼的空心内外墙板和素砼的空心内隔墙板。
（二）国外整体式复合板材生产工艺
国外整体式复合板材又分为整体式复合条板和整体式复合大板。下面分别介绍：
１．整体式复合条板。在欧美等国制造复合条板，是在长线台座上用挤压成型或滑模成型的上下层配有预应力钢筋的砼空心板上面加一层聚苯板，再覆盖一层４０～５０毫米的砼（面）保护层，形成聚苯夹芯复合条板。聚苯板大多用容重为１８～２２公斤／立方米的ＥＰＳ，也有用ＸＰＳ或岩棉块，厚度视保温要求而定，聚苯板与两层砼之间用伞形卡销件固定牢靠，形成夹芯层紧密粘结，在任何砼干缩变形下不会分层脱离。这种复合条板大多作为外墙板、地板或屋面板。也有为了装饰，在面层上再粘结各种瓷砖、大理石，或制作水磨石、干粘石等外饰面层，达到各种装饰效果。
２．整体式复合大板。它是指不定型的不同规模尺寸（按图纸加工）的全开间式的整体复合外墙大板，包括整扇门和窗户在内的预制复合大板。它是在带有组合胎模的台座上按设计要求预制成型各种规格尺寸的复合大板，外带各种装饰面，内有夹芯聚苯或岩棉保温层，一个开间为一块整体墙板。组合胎模是在台座上根据设计要求的规格形状和尺寸拼装组合模板，并配置双层或单层钢筋网片，浇注砼后，有的采用整个胎模台座震动成型，有的采用插入式振捣器加平板震动器成型，蒸汽养护到规定强度后吊装堆放。它要求胎模之间接缝严密，不得漏浆。安装施工采取装配式，不但建设速度快、效率高，而且易于保证质量。这种复合外墙板从工厂化制作到现场拼装，不但要求墙板质量高，而且对接缝处理必须防裂、防渗，嵌缝材料必须配套供应，以确保工程质量。这种全开间的复合外墙大板在我国北京、上海也开发有类似产品，但机械化程度和生产效率比国外胎模震动成型低得多。在应用时为了确保工程质量和施工效率，必须有相应的施工机械，才能满足工程要求。
（三）国外各种空心条板生产工艺对比分析及我国挤压成型工艺的差距
１．挤出工艺
挤出成型是由真空挤出腔和模口构成固定式整体，机座尺寸较庞大，只能用机组流水法生产。由于它要求原料混合物的和易性和塑性较高，一般要经捏合机混练后才能成型，因此，只适用纤维水泥或黏土原料，如石棉水泥、木（纸）纤维水泥，包括各种代石棉的纤维水泥等，它不适用于普通水泥砼成型。挤出成型的空心制品外观质量好、尺寸准确，但不能配钢筋，大多数制品作非承重隔墙或复合墙的装饰面材料。掺加适量粉煤灰的水泥混合料也能挤出成型，如松下电工生产的防静电、防辐射等装饰用的８～２５毫米很薄的中空电工板，就是用掺加适量粉煤灰、水泥和特种外加剂挤出成型的，但要求粘结性能和塑性较高。一般的粉煤灰水泥混合料由于塑性不好，不易成型，会影响制品强度，甚至会出现微裂现象。这种纤维水泥制品只有在高压釜中蒸压养护才能保证产品获得较高的强度、较低的收缩值和较好的大气稳定性。不经蒸压养护，其性能将难以保证，而蒸压养护则成本将大大增加。
挤出工艺的另一缺点是真空挤出的内腔接缝和拐角处往往挂有水泥浆，清洗非常麻烦，废时废工，因此，在实际生产中，往往生产能力难以达到设计能力要求，生产成本较高，影响生产效率和投资回收率。
２．挤压成型与滑模成型工艺对比
挤压成型与滑模成型工艺的共同点，都是长线台座法生产，成型机在台座上边行走边成型，都可以生产预应力钢筋砼空心条板，但成型原理是不同的。挤压工艺是靠螺杆旋转推进混合料形成挤压和剪切合力，在三维受力状态下达到密实砼的目的。长线台座法挤压成型机的行走是靠螺旋挤压干硬性砼混合料达到一定密实度时形成的反作用力推动成型机前进，这样既保证了砼密实度要求，又使生产速度达到最大状态，这个优点是任何其它生产工艺所不具备的。当然机组流水法挤压成型也不具备这个特点。
而滑模工艺是分层布料，靠高频震捣和内外芯模相对滑动插捣砼混合料的，它的行走是靠驱动装置带动机器前进，边行走边捣实。挤压成型的混合料是干硬性的，水灰比较小，一般不超过０．４，坍落度为０，但要求挤压力较大。滑模成型的混合料是半干硬性的，水灰比大约在０．５０～０．６０左右。
因此挤压成型砼比滑模成型的砼密实、强度较高、表面较平整光滑，在同一强度下相对水泥用量也可节省，一般只有１２％～１５％。但挤压成型工艺所选用旋转螺杆较易磨损，用普通钢材制造的螺杆使用寿命较短，必须根据不同使用寿命要求，选用不同耐磨合金钢制造，因此对螺杆耐磨材料要求相对较高。近年来国外已开发出一种组合螺杆挤压头，可以局部更换螺杆挤压头的易磨损部件，避免替换整个机头，减少维修费用，在耐磨材料上研制成可成型４０万平方米板的绞刀。滑模成型工艺所用的备配件，主要是成型孔间肋砼的内外芯模插捣部件较易磨损，必须用耐磨材料，其它部件制作和更换则无异于一般砼部件的耐磨要求。
３．挤压、滑模成型与ＳＰ板成型工艺的主要区别
ＳＰ板成型工艺是属于滑模成型工艺的一种，显然不具备挤压成型工艺的特点。它与上述滑模成型工艺的最大区别在于：一是重叠式成型；二是非蒸汽养护；三是单面张拉预应力。根据考察介绍，这种成型方式存在问题较多，例如板面易于起拱，侧向容易变形，容易产生质量不均匀等。在相同生产规模下，ＳＰ板投资又比挤压成型或滑模成型工艺都要贵得多。
４．挤压成型工艺长线台座法与机组流水法生产方式简要对比
这两种成型方式的共同特点，都是依靠螺杆旋转挤压成型，都能生产各种原料的砼空心板材。但两种挤压成型装备及其工艺是有本质区别的。
（１） 机组流水法挤压成型的板坯是随着托板行走移动的，显然其形成的挤压应力和剪切应力较小；长线台座法挤压成型由于板坯固定在台座上，其相对形成的挤压应力和剪切应力较大，因此挤压砼的密实度和强度就相对较高，板面也平整光滑，光洁度可得到保证。
（２） 长线台座法挤压成型机可以一机多用，生产多品种、多规格的砼空心条板。在品种方面，既可以生产预应力砼楼板、墙板、屋面板、外墙复合板，又可生产非预应力的钢筋砼内外墙板和素砼的内隔墙板；在规模尺寸方面，可以生产厚度不同、长度任意切割的砼空心条板，能满足各种工业和民用建筑的承重和非承重墙板、楼板和屋面板的功能要求。而机组流水法，只能生产素砼或配置少量钢筋的砼空心条板，作非承重的内隔墙板，不能生产预应力钢筋砼空心条板，作承重楼板或墙体，产品品种规格要少得多。
（３） 在土建投资方面，长线台座法挤压成型不需另建养护窑，但要有长度１２０～２００米；而机组流水法，为达到生产能力，必须建养护窑。
从以上国外几种生产工艺对比分析，可以看出长线台座法挤压成型工艺相对优越，其次为滑模成型工艺。这两种生产工艺也是目前欧美等发达国家较为流行、现正广泛采用的生产工艺。总结长线台座法挤压成型工艺的优点是：一是板材干缩率低（＜０．０３％），可以避免产生收缩裂缝；二是一机多用，可以生产各种工业建筑和民用建筑，承重和非承重墙板、楼板和屋面板；三是板的平整度可控制，表面光滑；四是在相同生产规模下，可节省投资。
目前，我国自行研制的螺旋挤压机与国外挤压机的主要差距有：一是螺杆转速和方向不可调节，这样在板的横断面上难以达到砼混合物均匀密实的要求；二是不能配置预应力钢筋。这样非但不能生产承重的预应力砼空心板材，就是生产非承重的轻质内隔墙板，其砼密实度和强度也不易均匀，板的横向和纵向都发生过因强度不足而断裂的现象。因此，必须从掌握挤压成型原理着手，改进现有挤压机的结构，才能使我国挤压机的装备技术水平跨上一个新台阶。 | |
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