氯氧鎂建筑模板及其制造技術解析
(一)概述
當今建筑工程的梁、板、柱的混凝土成型,交通部門的橋梁、隧道、高速公路的立體樞紐的混凝土成型,水利電力部門的大壩、水塔、缶體的混凝土成型以及軍工部門的發射臺、發射架和地下工程的混凝土成型,都離不開成型建筑模板。
美國混凝土協會M.K.HURD著的《FORMWORK FOR CONCRETE》“混凝土成型模板”一書中,評述了混凝土成型模板的成本接近混凝土建筑成本的一半,模板的質量對于建筑猶如翻模對于雕塑一樣重要。一座混凝土建筑或其它建成的結構終是否會具有建筑美感,完全取決于其成型的模板。
因此選用什么材料做建筑成型模板,如何使模板具有高強度和剛度;具有堅硬、耐水性;具有耐化學侵蝕及磨損;具有重復利用率高,且成本低廉,不對環境造成負面效應。是當今模板材料科學與制造的一大需突破的任務。
(二)建筑模板的類別
作為建筑工程用的模板大致有木質模板(木板材及木膠合板);竹膠合板;鋼模板以及近期出現的木塑模板,然而所使用的模板材料都存在著一定的局限性。木材模板拼縫多,平整度差,變形性大,使用次數僅l~5次。膠合板模板的耐水性和耐混凝土堿性介質侵蝕性能差,使用次數約5~10次有局限性,特別是此類模板都以木材為原料,有違于“天然林保護工程”政策,我國是木材短缺的,人均森林蓄積9.421立方米,不到人均水平的1/6,盡管如此我國每年還消耗約600~700萬立方米木材作為建筑模板用,因此采用木質模板決不是今后的發展方向。
竹膠合模板是木模板的替代品,它是以竹材為原料,將其加工成蔑(厚度0.8一1.2mm,寬度10―16mm)并編制成席,再經干燥,施膠,將席按不同厚度要求進行數據疊合,按其單位壓力2.5―3.0 Mpa進行熱壓固結形成的板材,稱為竹編膠合板。若將竹材加工成竹板條(厚度4―10mm,寬度40―60mm)并串聯成竹簾,經干燥,施膠,彼此層間縱橫交錯疊合,熱壓固結形成的板材稱為竹簾膠合板。若將竹片彼此層間縱橫交錯進行施膠熱壓固結則稱為竹片膠合板,因此竹膠合板可分為竹席膠合板、竹簾膠合板、竹片膠合板、竹席竹簾膠合板、竹席竹片膠合板。
竹膠合板具有較好的物理與力學性能,如強度高,彈性好,耐磨、耐沖擊及尺寸穩定性高等優點,但是竹材資源地域性太強,僅南方諸省出產,竹膠合板年產量不足20萬立方米,使用醛系樹脂(酚醛樹脂、UF樹脂、三聚氰胺甲醛樹酯)為膠結劑,模板在潮濕和堿性水泥水化水介質作用下膠結劑的膠合強度會衰減,使用次數也是有限的。
鋼模板是建筑工程用量較大的模板,每年鋼模板的需求量約5000―6000萬平方米,鋼模板的自重大,幅面小,接縫多,容易與砼表面粘接等缺點。和木模板一樣,無法達到混凝土清水墻的要求,另外鋼材的價格升值,使鋼模板的應用受到制約。
木塑模板是近期發展起來的新型材料,作為建筑模板,具有耐酸堿侵蝕,可長期在水中浸泡不變形,表面光潔,易脫模,而且能對曲面工程做模板用,木塑模板破碎后還可回收重復利用,應該說木塑模板目前的產量約在10萬平米左右,而且價格也較高,木塑模板的推廣還將有一個過程。
氯氧鎂板是建筑模板的理想材料,因為板材具有較高的力學強度,在多層玻纖布復合增強下,其抗折強度可達64MPA以上;彈性模量可達7364MPA,有較好的抗水性能(水泡處理7l7天,吸水率僅為15.74%),優良的抗風化性(水煮沸處理5小時,吸水率僅為5.59%)標準值為≤18%,防火(耐火極限)1小時以上,為不燃材料。有極高的耐沖擊性能(抗沖擊性可達48KJ/m2),在國外很早就采用氯氧鎂水泥刨花板做建筑模板,而且有的工程做模板后不拆卸,就將其做裝飾板用。奧地利建設有專供模板使用的氯氧鎂水泥刨花板生產線。

澳大利亞曾從我國進口氯氧鎂板(玻鎂板)做建筑模板用,其幅面為:1200×600×15mm,驗收要求為:將20Kg的鐵球自120cm的高度自由落體對板材進行沖擊,板面不產生斷裂,分層和基面剝離即為合格。在美國為了提高木質膠合板模板的表面硬度和內結合力,采用了氯氧鎂膠凝料對表面進行處理。
氯氧鎂板作為建筑模板除了性能的優勢外,再就是價位的優勢。一般15mm的玻鎂板每平方米的價格約在18―20元/m2,而木質模板及竹膠合板約在30―40元/m2,鋼模板約在50―60元/m2,木塑板約在60元/m2左右。因此用氯氧鎂板做建筑模板從經濟角度是能接受的。
(三)模板的性能與要求
開發氯氧鎂板做建筑模板有如下的問題應該引起重視:
1)關于使用周期次數
關于使用周期次數是開發與生產玻鎂板做建筑模板必需考慮的問題,現行各類建筑模板的功能如表1。

注:HDO板為雜木基材,樹脂浸漬紙覆面的復合板材
在我國的建筑商界,對可以用做建筑模板的人造板有一個不成文的經驗要求,人造板的厚度(以毫米計),就是所要求的重復使用次數。
美國APA(美國膠合板協會)所制定的PS1-95“建筑和工業用膠合板”標準,指出所采用的B―B級膠合板模板,可重復使用次數為5-10次。若在膠合板上貼高密度纖維板并在其表面涂敷高硬度、高強度的熱固性樹脂,構成的HDO B―B級混凝土模板可重復使用20~50次。
很顯然,要達到和超過現有各類建筑模板的使用周期次數,必需考慮有足夠的增強玻璃纖維布的層數,一般不能低于6層,而且還應加入長度在6一12mm的PP纖維和維綸纖維,以增加抗沖擊性。為增加抗水性能,還應加入適量的水分散性乳膠和TU-1防水劑。
2)關于模板的幅面模數
氯氧鎂板用做建筑模板的幅面規格尺寸,可參照GB/T17655(混凝土模板用膠合板)和JG/T3026(竹膠合板模板)LY/T1574―2000標準的規格尺寸:



在美國常用的模板厚度以15.1mm,15.9mm,18.3mm和19.1mm為常用模板,其原因是這類模板的剛度與強度的安全系數較大,而且支撐模板的框架間距,能大限度的少用框架支柱,而且此類模板在市場也容易買到。
在PS 1-95標準中,規定的寬度或長度的允許誤差為正O.0mm負1.6mm;規定厚度等于或小于19.1mm的模板為正負0.4mm,規定厚度超過19.1mm的模板為正負3%,厚度不超過20.6mm的模板,允許誤差為正、負0.79mm,較厚的模板的誤差為厚度的正負5%。對于長度等于或長于1220mm的模板,對角線誤差為1.33mm之內,模板的邊沿平直度應在1.6mm之內。
因此,生產者作為外銷的氯氧鎂模板的生產,應重視模板的幅面尺寸及相關誤差要求。
3)關于翹曲度的要求
用于模板的平整度是十分重要的性能指標,因為模板的翹曲會導致被澆注的混凝土表面形成凹凸不平狀,增加了飾面的工作量,作為模板的翹曲度的允許偏差:優等品不得超過0.5%;一等品不得超過1.0%;合格品不得超過1.5%。所謂板面翹曲度是按:
板面翹曲度=對角線大弦高÷對角線長度×100%
氯氧鎂板用于模板也應遵從這個要求:
4)有關性能的要求:
關于模板的性能要求,在物理力學性能方面,主要是模板的負荷,其負荷是指能支撐工人和設備的動負荷以及正常重量混凝土的靜負荷(2400kg/m3),通常以25.85KN/m2作為大壓力。美國的建筑工程者列出了模板的厚度與支撐推薦壓力的關系,壓力根據撓度不大于跨度的l/360或l/270而定(見表10),推薦壓力(KN/m2),表中☆標記,指撓度不大于跨度1/270。

作為建筑模板的使用周期次數和模板的抗沖擊性能是緊密相關的,因此,抗沖擊強度一般不得低于40KJ/m2。
模板直接接觸混凝土澆注界面,一般混凝土的拆模令期通常是3天,因此涉及到吸水率和軟化系數,一般要求吸水率在12%一17%,軟化系數應>0.8;
靜曲強度應在50―60N/mm2;表面耐磨性能應在:0.03――0.05g/100轉。
以上表面質量和力學性能是作為竹膠合板用做建筑模板的基本要求,作為氯氧鎂板用做建筑模板同樣應該滿足這些要求。
規范生產,保證質量的氯氧鎂板用做建筑模板具有節材代木,代鋼的重要意義,它的發展前景是廣闊的。










































