PVC建筑模板的生產(chǎn)技術(shù)與應(yīng)用

王英，黃東

(新疆天業(yè)股份有限公司塑料制品總廠，新疆 石河子 832000)

目前，我國(guó)建筑業(yè)每年消耗優(yōu)質(zhì)木材約1.66億m3，約占全國(guó)木材總消費(fèi)量的1/3，木材進(jìn)口依存度已超過50%。國(guó)家《林業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》明確提出2017年全面停止天然林的商業(yè)性采伐，勢(shì)必會(huì)對(duì)木材的使用產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)一步加劇木材資源供需矛盾。而我國(guó)塑料資源豐富，尤其是當(dāng)前PVC產(chǎn)能相對(duì)過剩，在國(guó)家倡導(dǎo)綠色建材應(yīng)用的背景下，推進(jìn)“以塑代木”工作正當(dāng)其時(shí)。建筑業(yè)作為木材消耗大戶，大力推廣使用塑料模板既可以減少優(yōu)質(zhì)木材資源的消耗，又有利于發(fā)揮我國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，化解PVC產(chǎn)能過剩的問題[1-5]。

“中國(guó)制造2025”把綠色發(fā)展擺在了突出的位置，《“十三五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和利用行動(dòng)方案》等文件將加快實(shí)施建材綠色改造升級(jí)、推進(jìn)資源高效循環(huán)利用作為重點(diǎn)工作，對(duì)推進(jìn)塑料模板的生產(chǎn)應(yīng)用將產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用?！耙运艽尽笔蔷G色環(huán)保的必然途徑，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段應(yīng)綜合考慮原材料選用、制造、銷售、使用、回收等各個(gè)環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)資源科學(xué)利用和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。因此，開發(fā)PVC建筑模板對(duì)保護(hù)森林資源意義重大[6-8]。

1 PVC建筑模板的性能特點(diǎn)

PVC建筑模板是以PVC樹脂為原料，加入添加劑經(jīng)擠出成型得到的塑料制品，相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 29500—2013《建筑模板用木塑復(fù)合板》。用PVC建筑模板替代傳統(tǒng)的木膠板、竹膠板、鋼模板具有如下優(yōu)點(diǎn)。

(1)綜合利用率高,使用成本低。PVC建筑模板使用壽命長(zhǎng)，周轉(zhuǎn)使用次數(shù)可達(dá)20次以上，使用報(bào)廢后可二次回收再利用，即降低了成本，又能保護(hù)環(huán)境。

(2)工程質(zhì)量佳，脫模性能佳，無須二次抹灰。PVC建筑模板表面平整光滑，與混凝土接觸面無須涂刷脫模劑。混凝土凝固后，模板會(huì)與澆筑的混凝土自動(dòng)脫離，脫?？焖?、容易，效果極佳，減少了清潔、保養(yǎng)費(fèi)用，方便拆除，破損較少，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 拆模后混凝土表面干凈、平整，平整度誤差可控制在4 mm以內(nèi)。由于混凝土墻面無須二次抹灰，節(jié)省了抹灰的人工費(fèi)用(12元/m2)，并節(jié)省了抹灰的砂灰料(砂90元/m3，水泥300元/t)，也縮短了工期。在房屋的精裝修過程中，墻面裂縫是很大的弊病，而墻面裂縫多是抹灰層出現(xiàn)裂縫，由于采用PVC建筑模板成型的混凝土墻面不需要抹灰，也就不存在墻面裂縫問題，提高了工程質(zhì)量。

(3)防水、防火。PVC建筑模板耐水性好，在水中長(zhǎng)期浸泡也不分層、不起泡、不開裂，尺寸穩(wěn)定性好。由于PVC建筑模板不吸收水分，可以保存與混凝土接觸面的水分，抑制混凝土表面出現(xiàn)裂縫，有利于混凝土早期的養(yǎng)護(hù)，且在成型的混凝土表面呈現(xiàn)漿料飽滿、平整光潔等良好的觀感。此外，由于PVC建筑模板不吸收水分，就不存在木質(zhì)模板在干濕交替的情況下出現(xiàn)的翹曲、鼓脹等問題，在模板支設(shè)時(shí)能更好地與龍骨接觸，保證混凝土的成型質(zhì)量。PVC建筑模板能有效阻燃，防火等級(jí)達(dá)到B1級(jí)，遇火自熄，不產(chǎn)生有毒氣體，安全系數(shù)高，施工現(xiàn)場(chǎng)沒有火災(zāi)隱患。

(4)PVC建筑模板與其他模板的性能比較如表1所示。

表1 PVC建筑模板與其他模板的性能比較Table 1 Comparison of performance between PVC concrete-forms and other concrete-forms

2 PVC建筑模板生產(chǎn)技術(shù)和工藝

2.1 生產(chǎn)設(shè)備配置

生產(chǎn)PVC建筑模板的基本設(shè)備配置如表2所示。

表2 生產(chǎn)PVC建筑模板的基本設(shè)備配置Table 2 Basic equipment for producing PVC concrete-forms

2.2 生產(chǎn)原理及工藝流程

PVC建筑模板是以PVC-SG5或SG7型樹脂為主料，添加熱穩(wěn)定劑、沖擊改性劑、加工改性劑、發(fā)泡劑、發(fā)泡調(diào)節(jié)劑、潤(rùn)滑劑、填料等輔料，經(jīng)過擠出、冷卻定型加工而成的低發(fā)泡PVC制品。

生產(chǎn)工藝流程為：PVC、輔料→高速混合→低混冷卻→雙螺桿擠出→冷卻定型→牽引→切割→檢驗(yàn)→包裝→成品入庫(kù)。

2.3 基本配方

常見的PVC建筑模板基本配方見表3。

表3 PVC建筑模板基本配方Table 3 Basic formula of PVC concrete-form

2.4 主要工藝控制點(diǎn)

2.4.1 混料

在PVC制品的加工成型過程中，在配方、加工工藝確定以后，混料質(zhì)量對(duì)制品性能的影響就顯得非常重要?；炝鲜呛苤匾囊徊焦ば?，好的干混料能夠彌補(bǔ)性能較差的擠出設(shè)備帶來的不良影響，而即使是最好的擠出設(shè)備也不能彌補(bǔ)不良干混料帶來的不利影響?；炝系闹饕康氖鞘刮锪项A(yù)塑化，使助劑能充分被PVC粉料均勻吸收，同時(shí)排出低分子揮發(fā)物?；炝戏譃楦咚贌峄旌偷退倮浠靸刹糠?，高速熱混不是簡(jiǎn)單的物理混合，是依靠剪切作用的混合操作，是使組分聚集尺寸減小和均化的操作。

混料工序需要著重注意以下4點(diǎn)。

(1)高速熱混的放料必須及時(shí)，放料溫度必須準(zhǔn)確，不能超過工藝指標(biāo)的要求。高速熱混溫度一般控制在120～125 ℃，高速熱混時(shí)間一般控制在7～10 min，若高速熱混10 min后仍達(dá)不到110 ℃，則表明高速攪拌鍋的槳葉磨損嚴(yán)重，需要更換。

(2)低速冷混時(shí)間最好控制在5～10 min，放料溫度一般控制在45 ℃以下。放料溫度過高時(shí)，物料會(huì)結(jié)塊，影響干混料質(zhì)量。

(3)如果高速攪拌鍋是連續(xù)混料，即使是優(yōu)質(zhì)的槳葉也應(yīng)該每半年就進(jìn)行更換，以避免磨損的槳葉改變物料的流動(dòng)行為，影響干混料質(zhì)量。

(4)混合好的PVC干混料宜熟化24 h后再使用。

2.4.2 擠出溫度

擠出溫度包括機(jī)筒溫度、機(jī)頭溫度、口模溫度等。每臺(tái)擠出機(jī)的溫度設(shè)置都是不同的，應(yīng)以擠出物料的實(shí)際情況而定，而不是機(jī)械地照搬。擠出溫度制定得合理與否，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。如機(jī)筒溫度過低，物料會(huì)塑化不良，產(chǎn)品無法成型，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)頭壓力過大，設(shè)備將超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；機(jī)筒溫度過高會(huì)引起物料的發(fā)泡分解，降低熔體強(qiáng)度，口模處嚴(yán)重粘料，造成模具糊料，產(chǎn)品穩(wěn)定性差。因此，制定出合理的擠出溫度，是保證正常生產(chǎn)的前提。

(1)機(jī)筒溫度的設(shè)定。

在PVC建筑模板的生產(chǎn)配方確定后，機(jī)筒溫度就對(duì)熔體溫度有著重要影響。熔體溫度對(duì)氣泡結(jié)構(gòu)、制品密度、制品質(zhì)量影響較大。熔體溫度過低時(shí)，則熔體黏度高、塑化困難、發(fā)泡不完全；熔體溫度過高時(shí)，則熔體黏度低，發(fā)泡提前，容易產(chǎn)生并泡或大泡，制品密度小，性能下降。如果機(jī)筒溫度設(shè)置合理，則在觀察口處的物料應(yīng)呈豆渣狀。如果觀察口處的物料含有粉料，則表明機(jī)筒溫度設(shè)定偏低，應(yīng)提高溫度；如果觀察口處的物料呈帶狀，則表明機(jī)筒溫度設(shè)定過高，應(yīng)降低溫度。機(jī)筒的實(shí)際溫度和設(shè)定溫度的偏差應(yīng)控制在±2 ℃。如果機(jī)筒4區(qū)的溫度過高則會(huì)產(chǎn)生糊料，影響正常生產(chǎn)，而機(jī)筒4區(qū)的溫度比較難控制，僅靠風(fēng)機(jī)來降溫不能滿足工藝要求，需要定制4區(qū)帶強(qiáng)制水冷卻功能的特殊鋼筒螺桿。

(2)機(jī)頭溫度的設(shè)定。

機(jī)頭溫度直接影響發(fā)泡程度和質(zhì)量，一般略高于偶氮二甲酰胺的發(fā)泡點(diǎn)溫度。兩側(cè)側(cè)板的溫度相對(duì)較高，以補(bǔ)充熱量損失，便于物料流動(dòng)。

(3)口模溫度。

通過調(diào)節(jié)口模溫度可調(diào)節(jié)發(fā)泡程度和結(jié)皮質(zhì)量，對(duì)制品性能影響較大。

以80錐形雙螺桿擠出機(jī)為例，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，給出了PVC建筑模板的擠出溫度設(shè)定(僅供參考)，見表4。但擠出溫度的設(shè)定不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)原材料廠家、批次、配方、模具、擠出機(jī)、季節(jié)等影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。

表4 PVC建筑模板的擠出溫度設(shè)定Table 4 Temperature setting for extruding PVC concrete-form

2.4.3 其他工藝參數(shù)

同樣以80錐形雙螺桿擠出機(jī)為例，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，其他工藝參數(shù)的設(shè)定如下：主機(jī)轉(zhuǎn)速18～20 r/min，主機(jī)電流105～115 A，熔體壓力14～18 MPa。

2.5 PVC建筑模板生產(chǎn)過程中的常見問題及處理方法

在PVC建筑模板的生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)因素都是相互制約和關(guān)聯(lián)的，單獨(dú)調(diào)整某個(gè)因素不一定能達(dá)到預(yù)期效果，應(yīng)該綜合考慮，有針對(duì)性地對(duì)多個(gè)因素進(jìn)行綜合調(diào)整，一般按照設(shè)備、材料、工藝參數(shù)、配方這個(gè)順序進(jìn)行排查。下面列舉一些PVC建筑模板生產(chǎn)過程中常見的問題及解決方法，見表5。

表5 PVC建筑模板生產(chǎn)加工中常見的問題及解決方法Table 5 Common problems in production and processing of PVC concrete-forms and solutions

3 PVC建筑模板的性能指標(biāo)

PVC建筑模板的性能應(yīng)滿足GB/T 29500—2013中的要求，外觀質(zhì)量及主要性能指標(biāo)見表6。

表6 PVC建筑模板的外觀質(zhì)量及主要性能指標(biāo) Table 6 Appearance of PVC concrete-form and its property indexes

但是，在PVC建筑模板的實(shí)際應(yīng)用中，要保證工程質(zhì)量并保證能重復(fù)使用20次以上，部分指標(biāo)要嚴(yán)于GB/T 29500—2013，具體如下。

(1)外觀：除GB/T 29500—2013中的要求外，還要求斷面無明顯缺陷，長(zhǎng)度、寬度和對(duì)角線長(zhǎng)度的偏差≤1 mm，厚度偏差≤0.1 mm。由于尺寸偏差過大會(huì)影響PVC建筑模板的大面積拼接質(zhì)量，產(chǎn)生過大的拼縫，會(huì)使水泥漿侵入，影響拆模和建筑物表面的平整性，因此PVC建筑模板的長(zhǎng)度、寬度、厚度、對(duì)角線的尺寸偏差必須更嚴(yán)格。

(2)密度：0.65～0.70 g/cm3。

(3)表面硬度：邵氏D硬度，75～85。

(4)靜曲強(qiáng)度：≥24 MPa。

(5)彎曲彈性模量：≥1 800 MPa。

(6)簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度：≥20 kJ/m2。

(7)抗凍融性能：靜曲強(qiáng)度保留率≥85%。

(8)高溫試驗(yàn)性能：靜曲強(qiáng)度保留率≥85%。

(9)握釘力：≥1 500 N。

4 PVC建筑模板施工時(shí)的注意事項(xiàng)

(1)在卸車吊裝時(shí)須使用專業(yè)呢絨吊裝帶，以免造成破損。

(2)龍骨木方一定要平整，木方與鋼管的間距不應(yīng)大于240 mm。

(3)加固鐵釘應(yīng)距離板邊10 mm以上，以防板邊破損、脹裂。

(4)穿墻螺栓應(yīng)穿在專用條板上，可有效預(yù)防PVC建筑模板損壞。

(5)拆模時(shí)須輕拿、輕放、輕撬，不得用大錘硬砸或用撬杠硬撬。

(6)拆模時(shí)切忌讓PVC建筑模板邊角對(duì)著地面垂直下落，以防邊角破裂。

(7)PVC建筑模板的熱膨脹系數(shù)稍大，早晨和晚上鋪設(shè)時(shí)須預(yù)留1 mm左右伸縮縫，以防墻柱垂直度和水平度超標(biāo)。

(8)長(zhǎng)時(shí)間電焊施工時(shí)，可在PVC建筑模板表面噴灑少量的水或用物體隔離，以防焊渣灼傷表面。

(9)施工縫處可用鏟刀、小掃帚等進(jìn)行清理，也可用軟毛磨光機(jī)打磨，以便重復(fù)使用。

5 結(jié)語

PVC建筑模板具有工程質(zhì)量佳、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、易脫膜、防水、防火等優(yōu)勢(shì)，可以替代現(xiàn)用的木膠板、竹膠板和鋼模板，是以塑代木、以塑代鋼的綠色環(huán)保產(chǎn)品，也是建筑施工首選的綠色環(huán)保建材產(chǎn)品。PVC建筑模板正處在成長(zhǎng)期，仍需要在加工及應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)不斷提高和改進(jìn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 業(yè)界推進(jìn)“以塑代木”工作 助力塑料模板應(yīng)用[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016(14)：56.

[2] 以塑代木大熱復(fù)合材料建材年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)12.6%[J].橡塑機(jī)械時(shí)代，2016(4)：33-34.

[3] “以塑代木”復(fù)合塑料模板特點(diǎn)[J].塑料科技，2015(11)：39.

[4] “以塑代木”已成為建筑模板使用的新趨勢(shì)[J].塑料科技，2013(11)：68.

[5] 復(fù)合塑料板成塑料模板重要研究方向[J].橡塑機(jī)械時(shí)代，2015(11)：28.

[6] 王洪欣，趙永祿，張作岐.大力推廣高性能PVC建筑模板:符合綠色發(fā)展與供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革需求[J].聚氯乙烯，2017，45(8)：7-10.

[7] 李明東，劉星偉，趙玉亮.建筑復(fù)合塑料模板的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(24)：230.

[8] 趙春鵬.塑料模板應(yīng)用于民用建筑工程時(shí)的幾點(diǎn)看法[J].居業(yè)，2015(4)：64-67.