復(fù)合塑料建筑模板的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

梅 華，李張苗，李瑞紅

復(fù)合塑料建筑模板的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

梅 華，李張苗，李瑞紅

（南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，江蘇省南通市 226007）

綜述了國(guó)內(nèi)外復(fù)合塑料建筑模板的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景。國(guó)外開(kāi)發(fā)的可重復(fù)使用500次的鋼框塑料模板具有質(zhì)量輕，清洗、修補(bǔ)方便等特點(diǎn)，但初期投入較高。復(fù)合塑料建筑模板制作工藝簡(jiǎn)單，主要采用成本低廉的廢舊塑料為原料，既符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的要求，也適應(yīng)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展的方向。復(fù)合塑料建筑模板強(qiáng)度高、可塑性好、施工速度快，不但適用于潮濕的環(huán)境，且在小于700 ℃時(shí)不燃燒。因此復(fù)合塑料建筑模板發(fā)展前景廣闊。

復(fù)合塑料 建筑模板 廢舊塑料 節(jié)能 環(huán)保

目前，我國(guó)建筑行業(yè)使用的建筑模板種類主要有木模板、竹模板、鋼模板、鋁合金模板、塑料模板等。鋼模板的生產(chǎn)率僅為塑料模板的1/5，且價(jià)格較高；木模板與竹膠模板的產(chǎn)量不能滿足建筑業(yè)發(fā)展的需求；復(fù)合塑料建筑模板制作工藝簡(jiǎn)單，采用熱壓機(jī)即可快速模壓成型，且主要采用成本低廉的廢舊塑料為原料，報(bào)廢后的模板經(jīng)處理后可以再生成塑料模板或其他產(chǎn)品。復(fù)合塑料建筑模板表面平整光滑，機(jī)械加工的板面平整度誤差小于0.3 mm ，厚薄均勻[1-2]。塑料與混凝土的熱膨脹系數(shù)差別較大，而且塑料與混凝土不相容，澆筑完畢后，塑料模板會(huì)與混凝土自動(dòng)脫離，減少了勞動(dòng)量。 塑料可塑性強(qiáng)，通過(guò)調(diào)整模板內(nèi)襯的形狀，可生產(chǎn)不同形狀和規(guī)格的復(fù)合塑料建筑模板，而且添加阻燃材料可滿足材料對(duì)阻燃性能的要求。鋼模板阻燃性能較好且可回收利用，但遇水易生銹，使用壽命短[3-5]。使用復(fù)合塑料建筑模板可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能高效的建筑施工。本文綜述了復(fù)合塑料建筑模板的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。各種模板的性能對(duì)比見(jiàn)表1。

表1　各種建筑模板的性能對(duì)比Tab.1 Property comparisons of different construction formworks

1　復(fù)合塑料建筑模板生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1國(guó)外生產(chǎn)現(xiàn)狀

復(fù)合塑料建筑模板的生產(chǎn)能耗較低[如聚氯乙烯（PVC）的生產(chǎn)能耗約為鋼材的1/5，鋁材的1/8]。德國(guó)MEVA模板公司研制使用次數(shù)超過(guò)500次的鋼框塑料模板具有質(zhì)量輕，清洗、修補(bǔ)方便等特點(diǎn)，但初期投入較高，主要用于租賃。復(fù)合塑料建筑模板以廢舊塑料為主要原料，按不同配比合理?yè)交?，再根?jù)不同的使用要求添加各種助劑（如阻燃劑，耐高溫、抗沖擊助劑等），采用注塑工藝一次成型。因此，復(fù)合塑料建筑模板的推廣應(yīng)用可節(jié)約資源，且可大幅降低生產(chǎn)成本。

美國(guó)Symons模板公司開(kāi)發(fā)了多種塑料裝飾襯模，用于各類建筑物的外墻和地坪，在混凝土內(nèi)摻入不同顏料，可以成型各種顏色和花紋的外裝飾。美國(guó)ACC模板公司開(kāi)發(fā)的全塑料裝飾墻模，可以用于各種仿石塊的混凝土墻面，裝飾效果極佳。美國(guó)一些模板公司還開(kāi)發(fā)了可用于墻體保溫層的一次性泡沫塑料模板。德國(guó)PECA模板公司開(kāi)發(fā)了一種在鋼筋骨架上黏貼一層塑料布的模板，主要用于基礎(chǔ)、樓板等施工。德國(guó)NOE模板公司開(kāi)發(fā)的可塑模板內(nèi)襯可以把多種外飾面（如木紋、大理石、花崗巖等）真實(shí)地表現(xiàn)到混凝土上[6]。日本Kanaflex集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)的輕型塑料模板，每平方米的質(zhì)量?jī)H為6.9 kg，主要用于樓板模板。斯洛文尼亞EPIC集團(tuán)公司使用聚丙烯為基材、特殊纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料為原料，采用注塑模壓成型制備建筑模板。該模板的裝拆速度快、施工簡(jiǎn)便，最大的模板質(zhì)量?jī)H為17.6 kg，可以使用300次以上，報(bào)廢后能夠全部回收再制成新模板。

1.2 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)研制的復(fù)合塑料建筑模板的吸水膨脹率小于0.06%，在水中長(zhǎng)期浸泡也不會(huì)分層，可以保持穩(wěn)定的板材尺寸；表面硬度高，韌性好，溫度在-60～130 ℃都能正常使用；加工性能好，能承受各種施工荷載，施工過(guò)程中不易爆模。

母液池料是氯堿化工企業(yè)的混雜廢料，成分復(fù)雜，利用難度大，直接用于生產(chǎn)建筑模板會(huì)影響模板力學(xué)性能，使模板失去使用價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化利用，開(kāi)辟母液池料新用途，張友新[7]采用抗沖型丙烯酸酯類改性劑增韌改性母液池料，用于生產(chǎn)建筑模板，使用偶聯(lián)劑活化的共混納米CaCO3把無(wú)機(jī)材料與高分子材料的界面連接起來(lái)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加相互間的鍵合力，提高界面黏結(jié)強(qiáng)度，從而改善母液池料體系的相容性。當(dāng)母液池料體系中共混納米CaCO3用量為40.0 phr，丙烯酸酯類改性劑用量為2.5 phr時(shí)，制備的建筑模板與用PVC生產(chǎn)的建筑模板具有同樣的性能。

新型PVC復(fù)合塑料模板以廢舊PVC塑料及木粉為原料，采用擠出成型法制備，該方法制備工藝簡(jiǎn)單，模板循環(huán)利用次數(shù)高，性價(jià)比高，在新型模板中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。張紅梅[8]研究了特定配方PVC復(fù)合塑料模板的材料性能及工作性能，為新型模板的應(yīng)用及推廣提供了理論基礎(chǔ)。田磊等[9]以劍麻纖維和PVC再生塑料為原料制備了復(fù)合塑料建筑模板，當(dāng)劍麻纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%時(shí)，所制復(fù)合塑料建筑模板具有較好的力學(xué)性能。張小偉等[10]以PVC為基材，加入經(jīng)過(guò)粉碎干燥后的木粉、調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑及發(fā)泡劑，采用擠出工藝制備的木塑復(fù)合塑料建筑模板的基本性能均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足工程需求。張友新[11]研究了偶聯(lián)劑活化的煤灰/CaCO3共混粉在生產(chǎn)PVC木塑結(jié)皮發(fā)泡建筑模板中的應(yīng)用。結(jié)果表明：與使用一種活化料相比，采用兩種活化料填充生產(chǎn)的PVC木塑結(jié)皮發(fā)泡板材的改性效果顯著，產(chǎn)品綜合性能提高。

張帥等[12]結(jié)合擠出成型法將廢舊聚乙烯（WPE）和廢舊聚丙烯（WPP）分別制成WPE基、WPP基木塑復(fù)合材料。結(jié)果表明：WPP基木塑復(fù)合模板比WPE基的單位面積成本高26.0%[13-14]，但支撐跨度為0.5 m時(shí)，WPE基木塑復(fù)合模板，在保證力學(xué)性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了較好的經(jīng)濟(jì)效益[15-16]。劉玉強(qiáng)[17]以稻谷殼、廢舊塑料為主要原料，經(jīng)高溫共混制備的木塑復(fù)合塑料建筑模板具有良好的力學(xué)性能，滿足建筑施工要求；但木塑復(fù)合塑料相對(duì)較差的力學(xué)性能，使其應(yīng)用受限，在模板材料中間增設(shè)玻璃纖維布，可提高材料的力學(xué)性能。劉淼[18]采用化學(xué)方法改性稻殼粉，極大提高了稻殼粉與廢舊塑料的相容性，從而改善了建筑模板的加工性能和力學(xué)性能，并為農(nóng)作物秸稈的利用開(kāi)辟了新途徑。藺燾[19]采用不同種類廢舊塑料與棉稈纖維束復(fù)合，制備廢舊塑料/棉稈復(fù)合模板。研究表明：用WPP制備的復(fù)合模板的靜曲強(qiáng)度和彈性模量最大，WPE次之。梅超群[20]采用楊木木粉和高密度聚乙烯制備木塑復(fù)合材料，通過(guò)對(duì)楊木木粉表面進(jìn)行改性，優(yōu)化了木塑復(fù)合材料的加工工藝，并研究了木粉的表面特性與復(fù)合材料性能的關(guān)系。吳厚增[21]研究聚丙烯模板的力學(xué)性能及支撐設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，聚丙烯模板完全滿足建筑模板的要求。與其他傳統(tǒng)建筑模板相比，雖然聚丙烯模板的單價(jià)比木模板和竹模板高，但由于其具有較高的周轉(zhuǎn)次數(shù)和殘余價(jià)值，因此聚丙烯模板的平均使用費(fèi)用反而更低。以有“白色污染”之稱的廢舊塑料和有“黑色污染”之稱的工業(yè)廢渣粉煤灰作主要原料，通過(guò)熱壓制板工藝制備了廢舊塑料/粉煤灰復(fù)合塑料建筑模板。當(dāng)模板的加熱溫度和成型壓力及保溫時(shí)間分別為240 ℃，3.0 MPa，40 min，廢舊塑料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，粉煤灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，廢舊塑料中m（WPE）∶m（WPP）為2∶3時(shí)，所制復(fù)合模板的成型性能及綜合力學(xué)性能最佳，且模板具有密度小，吸水率低，溶解率低，冷熱尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。中陽(yáng)建設(shè)集團(tuán)有限公司和江西省建材科研設(shè)計(jì)院合作研發(fā)的新型復(fù)合塑料建筑模板以廢舊塑料為主體材料，木質(zhì)纖維、輕質(zhì)CaCO3等為填料，并添加各種助劑改性，是一種節(jié)能環(huán)保型建筑模板[22]。

青島中塑機(jī)械制造有限公司研制成功一種用來(lái)生產(chǎn)PVC木塑板和建筑模板的機(jī)械設(shè)備，可將PVC等回收塑料和廢棄的植物纖維（如木屑、秸稈、稻殼等）充分混合，采用特殊工藝制備木塑板和建筑模板。所制板材表面平整、光潔，強(qiáng)度高，不含甲醛，易剝離，廢料可回收再利用，廣泛用于車船內(nèi)飾業(yè)、家具業(yè)、包裝業(yè)、建筑業(yè)、廣告業(yè)等，用作建筑模板的數(shù)量更是不可估計(jì)[23]。

2　玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（GMT塑料）

GMT塑料是加入玻璃纖維和云母的板型復(fù)合材料，基材為可塑性聚丙烯及其合金，它具有鋼材和玻璃鋼材料的共同特質(zhì)（如強(qiáng)度高、質(zhì)輕、耐疲勞、抗沖擊、耐磨等優(yōu)點(diǎn)），可用于樓板模板和墻體模板[24]。GMT塑料模板強(qiáng)度和剛度較高，在正確規(guī)范使用的前提下，可循環(huán)使用50次左右，且受熱時(shí)不變形或彎曲。模板表層光滑，無(wú)需使用脫膜劑，用清水清洗即可，而且混凝土表面平整光潔[25]。GMT塑料模板可全部回收再利用，節(jié)省了廢物處理費(fèi)，作為“以塑代木”的替代產(chǎn)品，有利于節(jié)約木材，保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境。

3　復(fù)合塑料建筑模板的發(fā)展前景

復(fù)合塑料建筑模板具有的優(yōu)勢(shì)：1）平坦光潔。塑料建筑模板拼接緊密平坦，脫模后混凝土結(jié)構(gòu)的光潔度較高，無(wú)需2次抹灰，省工省料。2）簡(jiǎn)潔易裝。質(zhì)輕，技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，可隨意構(gòu)成任意幾何形狀，滿足各種形狀修建支模需求。3）脫模簡(jiǎn)潔。混凝土不黏板面，無(wú)需脫模劑，輕松脫模，容易清灰。4）安穩(wěn)耐候。力學(xué)強(qiáng)度高，在-20～60℃時(shí)，不縮短、不濕脹、不開(kāi)裂、不變形、尺寸穩(wěn)定，耐堿防腐、阻燃防水。5）易維護(hù)。塑料建筑模板不吸水，維護(hù)或保管方便。6）成本低。周轉(zhuǎn)次數(shù)多，平面模板不低于30次，柱梁模板不低于40次。7）節(jié)能環(huán)保。邊角料和廢舊模板能夠回收再造。

復(fù)合塑料建筑模板的推廣應(yīng)用，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率，引導(dǎo)建筑施工企業(yè)盡快適用綠色施工和循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，提高整個(gè)建筑施工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)含量和節(jié)能效果。復(fù)合塑料建筑模板不但適用于潮濕、氯鹽侵蝕環(huán)境，而且在低于700℃時(shí)不燃燒，為進(jìn)軍海上建設(shè)項(xiàng)目提供土木工程施工技術(shù)支撐[26-28]。因此，復(fù)合塑料模板具有廣闊的發(fā)展前景。

4　結(jié)語(yǔ)

復(fù)合塑料建筑模板有效的利用廢舊資源，既符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保要求，也適應(yīng)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向。復(fù)合塑料建筑模板具有強(qiáng)度高、脫模簡(jiǎn)單、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，而且生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，模板可回收再利用，極大減少了建筑垃圾，低碳環(huán)保，有利于節(jié)約能源，可帶來(lái)良好的能源效率和環(huán)保效益，在強(qiáng)調(diào)綠色施工的現(xiàn)代建筑市場(chǎng)中應(yīng)用廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景。

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Status and development prospect of the composite plastic construction formwork

Mei Hua， Li Zhangmiao， Li Ruihong
（Nantong Vocational University，Nantong 226007，China）

The status and development prospect of the composite plastic construction formwork were summarized. The plastic formwork with steel frame， which could be used 500 times， had the characteristics of light mass， easy cleaning and maintenance， but the initial investment was higher. The processing technology of the composite plastic construction formwork was simple with waste plastics as main raw materials，which not only met the requirements of energy saving and environment protection but also adapted the development direction of policy. The composite plastic construction formwork had high strength，excellent plasticity， fast production speed which could be applied in the moist environment and did not burn lower than 700 ℃. So the composite plastic construction formwork had broad development prospect.

composite plastics；construction formwork；waste plastics；energy saving；environment protection

TQ 050.4+3；TU 755.2

A

1002-1396（2015）06-0089-03

2015-05-29；

2015-08-28。

梅華，女，1977年生，碩士，2000年畢業(yè)于南京河海大學(xué)土木工程系，主要研究方向?yàn)榻ㄖ┕?、建筑材料、建筑力學(xué)。E-mail：31982528@qq.com。