鋁及鎂合金在建筑模板行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望

本文介紹了建筑模板的概況與背景，鋁合金模板的發(fā)展史，產(chǎn)品性能優(yōu)勢，市場概況以及行業(yè)困境、挑戰(zhàn)與展望，分析了鎂合金模板的特點(diǎn)，強(qiáng)度、延伸率、酸堿腐蝕等產(chǎn)品性能指標(biāo)對比，測算了制造成本及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。總體來看，鋁及鎂合金模板均具備綠色環(huán)保施工特點(diǎn)，具備輕量化，多次周轉(zhuǎn)等性能優(yōu)勢。

建筑模板的基本概況

1.建筑模板的定義

建筑模板是混凝土由液態(tài)到固態(tài)的成型模具，按設(shè)計要求制作，使混凝土結(jié)構(gòu)按規(guī)定的位置、幾何尺寸成型。模板工程是一個內(nèi)容廣泛的系統(tǒng)工程，包括設(shè)計、選材、制作、支模、澆筑、拆除等過程。我國模架行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，已從“簡單、粗放”走向“環(huán)保、簡便、質(zhì)優(yōu)”之路。

之所以選擇生態(tài)產(chǎn)業(yè)作為研究對象，是因?yàn)樯鷳B(tài)產(chǎn)業(yè)在我國新興產(chǎn)業(yè)的重要地位。早在2005年習(xí)近平總書記（時任浙江省省委書記）在安吉考察時就提出“綠水青山就是金山銀山”這一重要科學(xué)推斷。同時，我國2016年《“十三五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出，未來幾年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，質(zhì)量效益顯著提升，到2020年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)增加值占 GDP比重約為3%，成為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱性產(chǎn)業(yè)（電力與能源，2017）。生態(tài)產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)，目前并沒有統(tǒng)一的概念，其幾乎包含了所有以新型產(chǎn)業(yè)為主的生產(chǎn)部門。因此，本文對于生態(tài)產(chǎn)業(yè)的描述將集中于綠色以及環(huán)保領(lǐng)域，并以此為例展開實(shí)證分析。

2.建筑模板在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

模板腳手架工程是現(xiàn)澆混凝土工程中最為重要組成部分。在建筑工程中，混凝土結(jié)構(gòu)占據(jù)著主導(dǎo)性地位。據(jù)統(tǒng)計，美國、日本等發(fā)達(dá)國家的混凝土結(jié)構(gòu)占到全部工程的50%以上，在我國這一比重可達(dá)80%以上。

2020年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)101.6萬億元，建筑業(yè)總產(chǎn)值是26.4萬億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值25.98%。模板腳手架行業(yè)作為建筑業(yè)的重要組成部分，它既是一個小行業(yè)，也是一個大產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，模架行業(yè)總產(chǎn)值約占建筑業(yè)總產(chǎn)值的5%左右，體量非常巨大。

截至2021年三季度，全國鋁合金模板市場存量約8000萬平方米（含非標(biāo)模板），用鋁量約200萬噸（1噸鋁錠約可加工鋁模40平方米），全國共有鋁模板相關(guān)企業(yè)約850家。其中，特大型企業(yè)2家，大型鋁模企業(yè)約15家（100萬平方米以上），中型鋁模企業(yè)約50家，小型鋁模企業(yè)100多家。

3.我國建筑模板發(fā)展歷程

綜上所述，家庭教育是基礎(chǔ)工程，對幼兒未來的成長非常重要。良好的家庭教育使幼兒外向、熱情、活潑可愛；反之，幼兒則內(nèi)向、孤獨(dú)、缺乏活力。

4.建筑模板主要分類

宗教界對進(jìn)化論不滿意，是因?yàn)樗鞔_否定了圣經(jīng)的論述。不過，人們很快找到了將自然選擇理論和“人在自然界中處于高等地位”的心理需求結(jié)合的絕妙方法。

一是管理目標(biāo)更加嚴(yán)格。最嚴(yán)格的水資源管理制度，尤其是用水總量控制的目標(biāo)是到2030年不超過7 000億m3。這實(shí)際上是我們在這一段時間之內(nèi)可利用的一個最大量。為了實(shí)現(xiàn)這個“紅線”目標(biāo)，還提出了2015年和2020年階段性的控制目標(biāo)。

建筑鋁合金模板發(fā)展歷程及應(yīng)用前景

1.建筑鋁模板發(fā)展歷程

國外自20世紀(jì)50年代左右就開始應(yīng)用鋁模板技術(shù)。典型的代表國家有美國、加拿大、巴西、韓國、印度等，近年來，韓國大量使用鋁模板技術(shù)代替膠合板，鋁模板市場占有率達(dá)80%以上。

我國在21世紀(jì)開始在應(yīng)用鋁模技術(shù)，鋁模板推廣得益于鋁錠價格下降及萬科等大型房地產(chǎn)開發(fā)商的倡導(dǎo)。自2008年至今，鋁模板技術(shù)飛速發(fā)展。

鋁模板發(fā)展歷經(jīng)了3個階段，第一階段（2008-2014年）起步階段，市場占比較低，僅為2%～5%；第二階段（2015-2019年）爆發(fā)期，市場占比迅速擴(kuò)大，從10%迅速擴(kuò)大到18%～30%；第三階段（2020年至今），進(jìn)入平穩(wěn)增長期，市場占有率基本保持在30%左右，處于發(fā)展上升時期。

2.建筑鋁模板的優(yōu)點(diǎn)

鋁模板是繼木模板、鋼模板、塑料模板之后的新一代模板。優(yōu)點(diǎn)為耐用、強(qiáng)度高、循環(huán)利用率高、環(huán)保、重量輕，耐腐蝕，施工成本低。在現(xiàn)場施工階段，墻和頂可同時澆筑，平整度高，省去二次抹灰工序。鋁模板重復(fù)使用次數(shù)多，回收價值高。

3.鋁模板行業(yè)基本情況

在四川綦江，有個政治部干訓(xùn)團(tuán)，學(xué)生千余人，有的青年被誣指將參與沙千里和鄒韜奮領(lǐng)導(dǎo)的暴動，而遭嚴(yán)刑拷問，株連達(dá)數(shù)百人，最后死傷數(shù)十人，造成了很大的冤案。隨后，還對鄒韜奮創(chuàng)辦的各地生活書店，肆意摧殘。鄒韜奮無法忍受，憤然辭去國民參政員的職務(wù)，出走香港，以示抗議。

我國模板發(fā)展經(jīng)歷了5個階段：第一階段（20世紀(jì)70年代），主要是竹木模板階段；第二階段（20世紀(jì)80年代），組合鋼模板得以推廣；第三階段（20世紀(jì)90年代中期開始），建設(shè)部10項(xiàng)新技術(shù)推動模架技術(shù)興起；第四階段（進(jìn)入21世紀(jì)），模架技術(shù)高速發(fā)展，組拼式大模板技術(shù)、液壓爬升模板技術(shù)日益成熟，中空，玻纖塑料模板生產(chǎn)制造工藝顯著提升，鋁合金模板2008年后開始進(jìn)入市場，市場占比從2%～5%發(fā)展到2019年的30%。第五階段（2020年至今），新常態(tài)下模板腳手架供給側(cè)改革?！暗团欧?、低損耗、輕型化”的模架產(chǎn)品將是我國模架行業(yè)發(fā)展的趨勢，鋁（鎂）模板以其輕便、耐用、環(huán)保優(yōu)勢，贏得了市場的認(rèn)可，鋁模板進(jìn)入平穩(wěn)增長期，鎂模板逐漸進(jìn)入行業(yè)視野。

鋁模板企業(yè)產(chǎn)銷類型分布。純生產(chǎn)銷售型鋁模板企業(yè)占比6.1%，純租賃企業(yè)占比6.9%，生產(chǎn)租賃一體化企業(yè)占比86.9%，鋁模板企業(yè)生產(chǎn)加租賃一體化經(jīng)營是行業(yè)的典型特征。

產(chǎn)品體系類型。鋁模體系按加固方式主要分為螺桿體系和拉片體系兩大類。螺桿體系約占73.9%，拉片體系占26.1%。

4.行業(yè)困境與挑戰(zhàn)

原材料價格飆漲，行業(yè)利潤微??；長周期運(yùn)行維護(hù)管理難度加大，精細(xì)化管理亟待提升；裝配式建筑的沖擊與融合；相關(guān)政策調(diào)整后導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營成本上升；基礎(chǔ)研究滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展、行業(yè)同質(zhì)化嚴(yán)重；企業(yè)債務(wù)風(fēng)險加劇，回款難，長期拖欠逾期已成行業(yè)頑疾。

5.鋁模板發(fā)展基礎(chǔ)及前景

政策層面，從中央到地方，各級政府推動充分釋放了鋁模板的發(fā)展?jié)摿?，加速推廣了鋁模板的應(yīng)用。鋁模板行業(yè)目前在中高層市場已達(dá)到30%左右的份額，預(yù)計可以達(dá)到50%以上；綠色環(huán)保以及產(chǎn)業(yè)升級，推動了模架行業(yè)精工時代的到來。鋁模板已經(jīng)得到國內(nèi)知名開發(fā)商以及大型建筑總包單位的認(rèn)可。未來市場需求巨大，鋁模板在當(dāng)前的應(yīng)用領(lǐng)域中，住宅建筑占最大比重，其次為廠房、商業(yè)、辦公用房和其他用房等。鋁模板在地下綜合管廊等其他市政工程中也有著良好的應(yīng)用效果。在人口老齡化的趨勢下，提升勞動效率的需求凸顯，從而推動鋁模板市場占有率長期、持續(xù)、穩(wěn)定增長。

建筑鎂合金模板應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

1.鎂合金材料介紹

1.盈利水平與研發(fā)支出資本化強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。企業(yè)盈利水平越高，為減少可能承擔(dān)的社會責(zé)任，往往不會將研發(fā)支出資本化；而那些盈利水平較低的企業(yè)，為了提高企業(yè)價值，吸引更多投資，則更趨向于將研發(fā)費(fèi)用資本化。

為適應(yīng)建筑工程的需要，模板的性能和質(zhì)量不斷得到發(fā)展，模板的種類也越來越多（見圖1）。

相同面積的鎂模板比鋁模板的重量約輕25%，每噸原材料可生產(chǎn)的鎂合金模板面積比鋁合金模板多50%。鎂模板在強(qiáng)度上與鋁模板基本持平，但延伸率低于鋁模板。鎂模板與混凝土不反應(yīng)，但極不耐酸，在施工現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境下表面涂層容易脫落，易發(fā)生腐蝕。

2.鎂模板基本情況

鎂模板在保持鋁模板的使用周期長、可回收等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，重量更輕，耐腐蝕能力更強(qiáng)。此前，受鎂合金儲能電池重大研發(fā)突破的利好消息影響，鎂合金價格異常波動，鎂價短期暴漲，使鎂合金模板在成本上存在一定的劣勢，但隨著硅鐵、蘭炭等生產(chǎn)要素的回調(diào)——鎂價逐步下行，當(dāng)鎂合金與鋁合金的材料成本相近時，鎂合金模板對鋁合金模板的小規(guī)模替代或?qū)⒅鸩介_啟。

市場規(guī)模極為可觀，一旦鎂合金模板在建筑模板領(lǐng)域滲透率有所提升，必將推動鎂合金需求大幅增長。

中國具有豐富的鎂礦資源，占世界鎂礦資源的70%以上。相對鋁土礦石對外進(jìn)口依賴度較高，鎂的應(yīng)用對我國原鎂冶煉工業(yè)以及下游行業(yè)蓬勃發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的資源保證，高度符合中國當(dāng)前加大經(jīng)濟(jì)“內(nèi)循環(huán)”的趨勢。

24 h動態(tài)心電圖數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理，轉(zhuǎn)化為以RR間期為縱坐標(biāo)的序列圖。判斷并標(biāo)記該心動周期屬于心率減速還是心率加速周期。判斷心率段長短值，進(jìn)行不同心率段的有序分列。對不同心率段進(jìn)行位相整序，應(yīng)用DMS動態(tài)心電記錄分析系統(tǒng)，自動計算出心率減速力和心率加速力。DC值≤4.5 ms提示迷走神經(jīng)興奮性降低；AC值>-7.0 ms提示交感神經(jīng)活性減弱[4]。

3.鎂合金模板性能對比

鎂合金具有密度小、重量輕、強(qiáng)度高、彈性模量大、散熱好、消震性好、承受沖擊載荷能力比鋁合金大、耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于建筑模板行業(yè)。

4.鎂合金模板經(jīng)濟(jì)對比

目前，鎂價暴漲局面不會持續(xù)，綜合測算，如果鎂價格回歸與鋁價格持平，鎂模板具有價格優(yōu)勢。

5.鎂合金模板面臨的技術(shù)瓶頸

材料活性：鎂合金耐堿不耐酸，易氧化，pH值為3～3.3，1小時后出現(xiàn)肉眼可見腐蝕點(diǎn)；在中性水霧箱12小時（70～90度），出現(xiàn)肉眼可見腐蝕點(diǎn)。

加工方式：鎂合金擠壓速度為鋁合金擠壓速度的1/2至1/3，擠壓成本高；壓鑄鎂模板脆性較大，現(xiàn)場施工易斷裂，使用次數(shù)降低。

表面處理：鎂模板表面不易粘漿，但為保護(hù)模板，必須進(jìn)行表面保護(hù)，目前常用的噴粉、刷脫模劑等技術(shù)。面對現(xiàn)場復(fù)雜施工環(huán)境，一旦暴露母材很容易腐蝕。

延伸率：鎂合金的延伸率低于鋁合金，特別是壓鑄鎂模板的延伸率只有3%，目前通過添加配料能夠有所提升。

推廣鎂合金模板應(yīng)用，盡管需要解決以上技術(shù)瓶頸，但也應(yīng)從整體上綜合考慮，從性價比上考慮，從國家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略層面考慮。

6.鎂合金模板的研發(fā)方向

合金材料改進(jìn)，提升延伸率，降低鎂合金模板的損壞率和返修率，增加使用次數(shù)；壓鑄及擠壓工藝持續(xù)改進(jìn)，各自發(fā)揮優(yōu)勢，擠壓工藝要進(jìn)一步降低成本；改進(jìn)表面處理技術(shù)，提高鎂模板的耐腐蝕、耐候性；需要各行業(yè)攜手合作，適當(dāng)?shù)臅r候推動鎂合金模板的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定；進(jìn)一步擴(kuò)大工程實(shí)踐，先從解決鋁模板非標(biāo)件的生產(chǎn)入手，爭取得到總包單位的認(rèn)可。

總結(jié)

目前市場上對于鋁合金模板普遍認(rèn)可，對于推廣鎂合金模板具有優(yōu)勢，由于鎂合金與鋁合金性能基本類似，同樣具有鋁合金模板的多項(xiàng)優(yōu)勢，符合綠色施工、清潔環(huán)保、可回收等特性。而且鎂合金模板更輕，更便于降低施工強(qiáng)度、提高作業(yè)安全。從原材料看，中國屬于鋁土礦資源相對匱乏的國家，鋁礦更依賴于進(jìn)口，但中國具有豐富的鎂礦資源，如果鎂合金的價格與鋁合金價格持平的話，鎂合金模板在價格上有優(yōu)勢，如果鎂合金模板的各項(xiàng)性能能夠得到開發(fā)商、施工方等各方的認(rèn)可，鎂合金模板的推廣以及作為鋁合金模板在一定范圍的替代是可以預(yù)見的。

區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，巖體極為發(fā)育，有大小巖體十幾個，呈巖基、巖株產(chǎn)出，參照《中國礦產(chǎn)地質(zhì)志(江西卷)》(2015)，區(qū)內(nèi)主要出露巖體為早志留世的萬洋山序列及晚侏羅世的葛仙山序列。

目前，鎂合金模板的市場還處于起步階段，國內(nèi)僅有5～6家生產(chǎn)企業(yè)，市場占有率較低，市場上對于鎂模板在認(rèn)可度方面相對于鋁模板還有一定的差距。未來，一方面應(yīng)加強(qiáng)科研攻關(guān)，解決其延伸率、表面處理技術(shù)問題、易腐蝕等問題，以及鎂合金模板到底是壓鑄還是擠壓+焊接工藝等問題；另一方面應(yīng)推動相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，建一些樣板工程，通過工程實(shí)踐得到開發(fā)商和施工單位認(rèn)可。同時也可借助行業(yè)平臺予以推廣。