氯氧镁建筑模板及其制造技术解析
(一)概述
当今建筑工程的梁、板、柱的混凝土成型,交通部门的桥梁、隧道、高速公路的立体枢纽的混凝土成型,水利电力部门的大坝、水塔、缶体的混凝土成型以及军工部门的发射台、发射架和地下工程的混凝土成型,都离不开成型建筑模板。
美国混凝土协会M.K.HURD著的《FORMWORK FOR CONCRETE》“混凝土成型模板”一书中,评述了混凝土成型模板的成本接近混凝土建筑成本的一半,模板的质量对于建筑犹如翻模对于雕塑一样重要。一座混凝土建筑或其它建成的结构终是否会具有建筑美感,完全取决于其成型的模板。
因此选用什么材料做建筑成型模板,如何使模板具有高强度和刚度;具有坚硬、耐水性;具有耐化学侵蚀及磨损;具有重复利用率高,且成本低廉,不对环境造成负面效应。是当今模板材料科学与制造的一大需突破的任务。
(二)建筑模板的类别
作为建筑工程用的模板大致有木质模板(木板材及木胶合板);竹胶合板;钢模板以及近期出现的木塑模板,然而所使用的模板材料都存在着一定的局限性。木材模板拼缝多,平整度差,变形性大,使用次数仅l~5次。胶合板模板的耐水性和耐混凝土碱性介质侵蚀性能差,使用次数约5~10次有局限性,特别是此类模板都以木材为原料,有违于“天然林保护工程”政策,我国是木材短缺的,人均森林蓄积9.421立方米,不到人均水平的1/6,尽管如此我国每年还消耗约600~700万立方米木材作为建筑模板用,因此采用木质模板决不是今后的发展方向。
竹胶合模板是木模板的替代品,它是以竹材为原料,将其加工成蔑(厚度0.8一1.2mm,宽度10―16mm)并编制成席,再经干燥,施胶,将席按不同厚度要求进行数据叠合,按其单位压力2.5―3.0 Mpa进行热压固结形成的板材,称为竹编胶合板。若将竹材加工成竹板条(厚度4―10mm,宽度40―60mm)并串联成竹帘,经干燥,施胶,彼此层间纵横交错叠合,热压固结形成的板材称为竹帘胶合板。若将竹片彼此层间纵横交错进行施胶热压固结则称为竹片胶合板,因此竹胶合板可分为竹席胶合板、竹帘胶合板、竹片胶合板、竹席竹帘胶合板、竹席竹片胶合板。
竹胶合板具有较好的物理与力学性能,如强度高,弹性好,耐磨、耐冲击及尺寸稳定性高等优点,但是竹材资源地域性太强,仅南方诸省出产,竹胶合板年产量不足20万立方米,使用醛系树脂(酚醛树脂、UF树脂、三聚氰胺甲醛树酯)为胶结剂,模板在潮湿和碱性水泥水化水介质作用下胶结剂的胶合强度会衰减,使用次数也是有限的。
钢模板是建筑工程用量较大的模板,每年钢模板的需求量约5000―6000万平方米,钢模板的自重大,幅面小,接缝多,容易与砼表面粘接等缺点。和木模板一样,无法达到混凝土清水墙的要求,另外钢材的价格升值,使钢模板的应用受到制约。
木塑模板是近期发展起来的新型材料,作为建筑模板,具有耐酸碱侵蚀,可长期在水中浸泡不变形,表面光洁,易脱模,而且能对曲面工程做模板用,木塑模板破碎后还可回收重复利用,应该说木塑模板目前的产量约在10万平米左右,而且价格也较高,木塑模板的推广还将有一个过程。
氯氧镁板是建筑模板的理想材料,因为板材具有较高的力学强度,在多层玻纤布复合增强下,其抗折强度可达64MPA以上;弹性模量可达7364MPA,有较好的抗水性能(水泡处理7l7天,吸水率仅为15.74%),优良的抗风化性(水煮沸处理5小时,吸水率仅为5.59%)标准值为≤18%,防火(耐火极限)1小时以上,为不燃材料。有极高的耐冲击性能(抗冲击性可达48KJ/m2),在国外很早就采用氯氧镁水泥刨花板做建筑模板,而且有的工程做模板后不拆卸,就将其做装饰板用。奥地利建设有专供模板使用的氯氧镁水泥刨花板生产线。

澳大利亚曾从我国进口氯氧镁板(玻镁板)做建筑模板用,其幅面为:1200×600×15mm,验收要求为:将20Kg的铁球自120cm的高度自由落体对板材进行冲击,板面不产生断裂,分层和基面剥离即为合格。在美国为了提高木质胶合板模板的表面硬度和内结合力,采用了氯氧镁胶凝料对表面进行处理。
氯氧镁板作为建筑模板除了性能的优势外,再就是价位的优势。一般15mm的玻镁板每平方米的价格约在18―20元/m2,而木质模板及竹胶合板约在30―40元/m2,钢模板约在50―60元/m2,木塑板约在60元/m2左右。因此用氯氧镁板做建筑模板从经济角度是能接受的。
(三)模板的性能与要求
开发氯氧镁板做建筑模板有如下的问题应该引起重视:
1)关于使用周期次数
关于使用周期次数是开发与生产玻镁板做建筑模板必需考虑的问题,现行各类建筑模板的功能如表1。

注:HDO板为杂木基材,树脂浸渍纸覆面的复合板材
在我国的建筑商界,对可以用做建筑模板的人造板有一个不成文的经验要求,人造板的厚度(以毫米计),就是所要求的重复使用次数。
美国APA(美国胶合板协会)所制定的PS1-95“建筑和工业用胶合板”标准,指出所采用的B―B级胶合板模板,可重复使用次数为5-10次。若在胶合板上贴高密度纤维板并在其表面涂敷高硬度、高强度的热固性树脂,构成的HDO B―B级混凝土模板可重复使用20~50次。
很显然,要达到和超过现有各类建筑模板的使用周期次数,必需考虑有足够的增强玻璃纤维布的层数,一般不能低于6层,而且还应加入长度在6一12mm的PP纤维和维纶纤维,以增加抗冲击性。为增加抗水性能,还应加入适量的水分散性乳胶和TU-1防水剂。
2)关于模板的幅面模数
氯氧镁板用做建筑模板的幅面规格尺寸,可参照GB/T17655(混凝土模板用胶合板)和JG/T3026(竹胶合板模板)LY/T1574―2000标准的规格尺寸:



在美国常用的模板厚度以15.1mm,15.9mm,18.3mm和19.1mm为常用模板,其原因是这类模板的刚度与强度的安全系数较大,而且支撑模板的框架间距,能大限度的少用框架支柱,而且此类模板在市场也容易买到。
在PS 1-95标准中,规定的宽度或长度的允许误差为正O.0mm负1.6mm;规定厚度等于或小于19.1mm的模板为正负0.4mm,规定厚度超过19.1mm的模板为正负3%,厚度不超过20.6mm的模板,允许误差为正、负0.79mm,较厚的模板的误差为厚度的正负5%。对于长度等于或长于1220mm的模板,对角线误差为1.33mm之内,模板的边沿平直度应在1.6mm之内。
因此,生产者作为外销的氯氧镁模板的生产,应重视模板的幅面尺寸及相关误差要求。
3)关于翘曲度的要求
用于模板的平整度是十分重要的性能指标,因为模板的翘曲会导致被浇注的混凝土表面形成凹凸不平状,增加了饰面的工作量,作为模板的翘曲度的允许偏差:优等品不得超过0.5%;一等品不得超过1.0%;合格品不得超过1.5%。所谓板面翘曲度是按:
板面翘曲度=对角线大弦高÷对角线长度×100%
氯氧镁板用于模板也应遵从这个要求:
4)有关性能的要求:
关于模板的性能要求,在物理力学性能方面,主要是模板的负荷,其负荷是指能支撑工人和设备的动负荷以及正常重量混凝土的静负荷(2400kg/m3),通常以25.85KN/m2作为大压力。美国的建筑工程者列出了模板的厚度与支撑推荐压力的关系,压力根据挠度不大于跨度的l/360或l/270而定(见表10),推荐压力(KN/m2),表中☆标记,指挠度不大于跨度1/270。

作为建筑模板的使用周期次数和模板的抗冲击性能是紧密相关的,因此,抗冲击强度一般不得低于40KJ/m2。
模板直接接触混凝土浇注界面,一般混凝土的拆模令期通常是3天,因此涉及到吸水率和软化系数,一般要求吸水率在12%一17%,软化系数应>0.8;
静曲强度应在50―60N/mm2;表面耐磨性能应在:0.03――0.05g/100转。
以上表面质量和力学性能是作为竹胶合板用做建筑模板的基本要求,作为氯氧镁板用做建筑模板同样应该满足这些要求。
规范生产,保证质量的氯氧镁板用做建筑模板具有节材代木,代钢的重要意义,它的发展前景是广阔的。








































