作者  陳福廣（國家建材工業(yè)科教委副主任，北京100831）
說明
   國外建筑板材生產(chǎn)工藝簡介及其對比分析陳福廣（國家建材工業(yè)科教委副主任，北京100831） 目前，國內(nèi)外建筑板材分為兩大類：一類為單板，另一類為整體式建筑板材。單板如紙面石膏板、石棉（纖維）水泥板、水泥木屑板、水泥刨花板、硅鈣板等；整體式板材包括條板和復(fù)合板。條板包括：空心條板、預(yù)應(yīng)力（鋼筋）混凝土板、GRC板、實(shí)心條板、加氣混凝土（ALC）板；復(fù)合板包括：復(fù)合條板??由空心條板和保溫（飾面）材料復(fù)合而成。復(fù)合大板：由鋼筋混凝土（承重或自承重）板材和保溫（飾面）材料復(fù)合成整開間式的大板。單板又稱為平板，大多數(shù)采用機(jī)組流水法生產(chǎn)工藝，就其成型方法來說，有抄取法、流動(dòng)鋪漿（真空抽吸+機(jī)械壓制）法、真空擠出法、噴射成型法等。在用作墻體時(shí)，多數(shù)在現(xiàn)場與龍骨拼裝，或作為外飾面的裝飾材料。整體式建筑板材，是整塊板材作為墻板或樓板，它分為條板和復(fù)合板。條板根據(jù)原材料性能和板材的功能特點(diǎn)，廣泛用于樓板、內(nèi)外墻板或屋面板；復(fù)合板材大多數(shù)由墻體材料與保溫隔熱材料或飾面材料復(fù)合而成，多數(shù)用于外墻墻體或屋面板、地板等。單板（平板）的生產(chǎn)工藝大多數(shù)比較常見，目前在國內(nèi)多數(shù)將它用于公共建筑隔墻或裝飾材料，應(yīng)用在大量住宅建筑的墻體還不多。 1國外整體式空心條板（樓板、墻板）生產(chǎn)工藝介紹綜合考察美、加、德、意、芬、荷、土、日本等國板材生產(chǎn)工藝，可概括為３種：


螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓成型、真空擠出成型、滑模振搗成型。

a.螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓成型（簡稱螺旋擠壓成型）。成型原理是由若干個(gè)螺桿旋轉(zhuǎn)推進(jìn)混凝土混合料并附加震動(dòng)達(dá)到擠壓密實(shí)混凝土的目的，螺桿旋轉(zhuǎn)速度可根據(jù)不同要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，按其生產(chǎn)方式又分長線臺座法和機(jī)組流水法2種。長線臺座法擠壓成型工藝，是機(jī)組在長120m~150m固定臺座上行走，邊移動(dòng)邊擠壓并輔助震動(dòng)成型混凝土空心板材。空心板可以配置預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力鋼筋或不配筋。成型不同厚度的板采用不同的旋轉(zhuǎn)擠壓速度，成型速度取決于產(chǎn)品使用的原料種類和產(chǎn)品密實(shí)度要求，一般從1.2m/min~1.9m/min可調(diào)，最高可達(dá)2.5m/min。根據(jù)原料性能和密實(shí)度要求，確定擠壓力大小。在臺座上養(yǎng)護(hù)4~6h，經(jīng)移動(dòng)切割機(jī)在任意長度上切割，再吊裝、堆放。臺座同時(shí)有張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋之用，臺面有鋼板和水磨石2種，臺座底部可通熱水管或熱油管道供熱，供臺座上混凝土板養(yǎng)護(hù)之用。這種生產(chǎn)工藝可以生產(chǎn)寬度為600mm或1200mm，厚度為70~420mm任意長度的各種原材料的混凝土空心板材，既可生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心樓板（墻板），又可生產(chǎn)非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心內(nèi)外墻板，也可以生產(chǎn)素混凝土空心內(nèi)隔墻板，還可以生產(chǎn)屋面板，一機(jī)多用。該機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，為組合式結(jié)構(gòu)，螺桿可以折裝配合，適合不同厚度、尺寸的板材成型。現(xiàn)在世界上已開發(fā)研制成第五代產(chǎn)品，在40多個(gè)國家安裝使用，成為當(dāng)今歐美各國最流行的板材生產(chǎn)工藝。機(jī)組流水法擠壓成型工藝，是機(jī)組固定不動(dòng)，板材產(chǎn)品在成型托板上隨著工藝流水線移動(dòng)，完成養(yǎng)護(hù)、切割、吊裝工序，它能生產(chǎn)寬度為600mm、厚度為68~120mm、長度在3300mm之內(nèi)任意切割的各種原料的混凝土空心板材，包括輕骨料混凝土和摻入適量粉煤灰的水泥混凝土空心板材。一般不配鋼筋，但也可以配置少量鋼筋。

b.真空擠出成型工藝。成型原理是依靠一根大直徑螺桿推動(dòng)混凝土混合料，使其受到擠壓和剪切作用，并經(jīng)過真空抽吸和模口收縮形成壓力，使混合料達(dá)到密實(shí)和尺寸準(zhǔn)確的目的，可以生產(chǎn)具有多種斷面形狀的系列化板材。它類似于真空擠出空心磚的成型原理，只不過尺寸放大為空心板材。一般適用于低水灰比的纖維水泥混合料的擠出成型。在歐洲用這種工藝生產(chǎn)石棉（纖維）水泥空心板和粘土空心樓板，日本也有用這種工藝生產(chǎn)木（紙）纖維水泥空心板。但相對比較而言，目前世界上用這種工藝還是生產(chǎn)單板較多，它要求混合料的和易性與塑性較好，混合料必須經(jīng)過捏合機(jī)混練后，再經(jīng)過真空擠出，方能擠出形狀工整、尺寸準(zhǔn)確的空心板。這種生產(chǎn)方式大都為機(jī)組流水法生產(chǎn)工藝，為了改善板的性能，在原料中摻有硅砂（石英砂），再經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)，使板材強(qiáng)度提高和收縮值降低，但是其成本相對較高，如日本三菱重工業(yè)公司生產(chǎn)的代石棉纖維水泥空心墻板就是其中一種。

c.滑模振搗成型工藝。在長線臺座上，成型機(jī)邊移動(dòng)邊成型混凝土空心板，成型時(shí)將空心板分三層布料，三層搗實(shí)混凝土混合料，形成混凝土空心板坯。第一層為底層混凝土布料，用半圓形夯實(shí)器搗實(shí)；第二層為孔間壁（肋）混凝土布料，依靠錐形內(nèi)外芯模相對滑動(dòng)插搗密實(shí)混凝土，形成孔間壁即肋；第三層為表層混凝土布料，用平板震動(dòng)器震實(shí)。雖然分三層布料，但是一次同時(shí)完成搗實(shí)成型。這里需要注意，三層混凝土的配合比是不相同的，至少是上下層混凝土與中間肋的混凝土混合料是不相同的，對原料粒徑要求和水泥用量也是不相同的，它是根據(jù)板的不同部位性能要求和不同原料而調(diào)整配比。其預(yù)應(yīng)力張拉工藝與臺座法擠壓成型工藝相同。這種生產(chǎn)工藝可以生產(chǎn)厚度為70~450mm的預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板和外墻板，也可以生產(chǎn)鋼筋混凝土的空心內(nèi)外墻板和素混凝土的空心內(nèi)隔墻板。

2整體式復(fù)合板材生產(chǎn)工藝它又分為整體式復(fù)合條板和整體式復(fù)合大板。

a.整體式復(fù)合條板。在歐美等國制造復(fù)合條板，是在長線臺座上用擠壓成型或滑模成型的上下層配有預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土空心板上面加一層聚苯板，再復(fù)蓋一層40~50mm的混凝土（面）保護(hù)層，形成聚苯夾芯復(fù)合條板。聚苯板大多用容重為18~22kg/m3的EPS，也有用XPS或巖棉塊，厚度視保溫要求而定，聚苯板與兩層混凝土之間用傘形卡銷件固定牢靠，形成夾芯層緊密粘結(jié)，在任何混凝土干縮變形下不會(huì)分層脫離。這種復(fù)合條板大多作為外墻板、地板或屋面板。也有為了裝飾，在面層上再粘結(jié)各種瓷磚、大理石，或制作水磨石、干粘石等外飾面層，達(dá)到各種裝飾效果。

b.整體式復(fù)合大板。它是指不定型的不同規(guī)格尺寸（按圖紙加工）的全開間式的整體復(fù)合外墻大板，包括整扇門和窗戶在內(nèi)的予制復(fù)合大板。它是在帶有組合胎模的臺座上按設(shè)計(jì)要求予制成型各種規(guī)格尺寸的復(fù)合大板，外帶各種裝飾面，內(nèi)有夾芯聚苯或巖棉保溫層，一個(gè)開間為一塊整體墻板。組合胎模是在臺座上根據(jù)設(shè)計(jì)要求的規(guī)格形狀和尺寸拼裝組合模板，并配置雙層或單層鋼筋網(wǎng)片，澆注混凝土后，有的采用整個(gè)胎模臺座震動(dòng)成型，有的采用插入式振搗器加平板震動(dòng)器成型，蒸汽養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度后吊裝堆放。它要求胎模之間接縫嚴(yán)密，不得漏漿。安裝施工采取裝配式，不但建設(shè)速度快，效率高，而且易于保證質(zhì)量。這種復(fù)合外墻板從工廠化制作到現(xiàn)場拼裝，不但要求墻板質(zhì)量高，而且對接縫處理必須防裂、防滲，嵌縫材料必須配套供應(yīng)，以確保工程質(zhì)量。這種全開間的復(fù)合外墻大板在我國北京、上海也開發(fā)有類似產(chǎn)品，但機(jī)械化程度和生產(chǎn)效率比國外胎模震動(dòng)成型低得多。在應(yīng)用時(shí)為了確保工程質(zhì)量和施工效率，必須有相應(yīng)的施工機(jī)械，才能滿足工程要求。

3各種空心條板生產(chǎn)工藝對比分析及我國擠壓成型工藝的差距 3.1擠出工藝與擠壓工藝對比擠出工藝與擠壓工藝的區(qū)別，在于擠出成型是由真空擠出腔和模口構(gòu)成固定式整體，機(jī)座尺寸較龐大，只能用機(jī)組流水法生產(chǎn)。由于它要求原料混合物的和易性和塑性較高，一般要經(jīng)捏合機(jī)混練后才能成型，因此，只適用纖維水泥或粘土原料，如石棉水泥、木（紙）纖維水泥，包括各種代石棉的纖維水泥等，它不適用于普通水泥混凝土成型。擠出成型的空心制品外觀質(zhì)量好、尺寸準(zhǔn)確，但不能配鋼筋，大多數(shù)制品作非承重隔墻或復(fù)合墻的裝飾面材料。摻加適量粉煤灰的水泥混合料也能擠出成型，如松下電工生產(chǎn)的防靜電、防輻射等裝飾用的8~25mm很薄的中空電工板，就是用摻加適量粉煤灰、水泥和特種外加劑擠出成型的，但要求粘結(jié)性能和塑性較高。一般的粉煤灰水泥混合料由于塑性不好，不易成型，會(huì)影響制品強(qiáng)度，甚至?xí)霈F(xiàn)微裂現(xiàn)象。這種纖維水泥制品只有在高壓釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)才能保證產(chǎn)品獲得較高的強(qiáng)度、較低的收縮值和較好的大氣穩(wěn)定性。不經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)，其性能將難以保證，而蒸壓養(yǎng)護(hù)則成本將大大增加。擠出工藝的另一缺點(diǎn)是真空擠出的內(nèi)腔接縫和拐角處往往掛有水泥漿，清洗非常麻煩，廢時(shí)廢工，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往生產(chǎn)能力難以達(dá)到設(shè)計(jì)能力要求，生產(chǎn)成本較高，影響生產(chǎn)效率和投資回收率。擠壓工藝是由若干個(gè)旋轉(zhuǎn)的螺桿擠壓干硬性混凝土混合料，達(dá)到密實(shí)混凝土的目的，因此機(jī)器小巧靈活，可適用任何混凝土混合料，可配置鋼筋，生產(chǎn)各種承重和非承重空心板材，做到一機(jī)多用，原料廣泛普及。

3.2擠壓成型與滑模成型工藝對比擠壓成型與滑模成型工藝的共同點(diǎn)，都是長線臺座法生產(chǎn)，成型機(jī)在臺座上邊行走邊成型，都可以生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心條板，但成型原理是不同的。擠壓工藝是靠螺桿旋轉(zhuǎn)推進(jìn)混合料形成擠壓和剪切合力，在三維受力狀態(tài)下達(dá)到密實(shí)混凝土的目的。長線臺座法擠壓成型機(jī)的行走是靠螺旋擠壓干硬性混凝土混合料達(dá)到一定密實(shí)度時(shí)形成的反作用力推動(dòng)成型機(jī)前進(jìn)，這樣既保證了混凝土密實(shí)度要求，又使生產(chǎn)速度達(dá)到最大狀態(tài)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是任何其它生產(chǎn)工藝所不具備的。當(dāng)然機(jī)組流水法擠壓成型也不具備這個(gè)特點(diǎn)。而滑模工藝是分層布料，靠高頻震搗和內(nèi)外芯模相對滑動(dòng)插搗混凝土混合料的，它的行走是靠驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)機(jī)器前進(jìn)，邊行走邊搗實(shí)。擠壓成型的混合料是干硬性的，水灰比較小，一般不超過0.4，坍落度為0，但要求擠壓力較大。滑模成型的混合料是半干硬性的，水灰比大約在0.50~0.60左右，因此，擠壓成型混凝土比滑模成型的混凝土密實(shí)、強(qiáng)度較高、表面較平整光滑，在同一強(qiáng)度下相對水泥用量也可節(jié)省，一般只有12%~15%。但擠壓成型工藝所選用旋轉(zhuǎn)螺桿較易磨損，用普通鋼材制造的螺桿使用壽命較短，必須根據(jù)不同使用壽命要求，選用不同耐磨合金鋼制造，因此，對螺桿耐磨材料要求相對較高。近年來國外已開發(fā)出一種組合螺桿擠壓頭，可以局部更換螺桿擠壓頭的易磨損部件，避免替換整個(gè)機(jī)頭，減少維修費(fèi)用，在耐磨材料上研制成可成型40萬m2板的絞刀。滑模成型工藝所用的備配件，主要是成型孔間肋混凝土的內(nèi)外芯模插搗部件較易磨損，必須用耐磨材料，其它部件制作和更換則無異于一般混凝土部件的耐磨要求。

3.3擠壓、滑模成型與SP板成型工藝的主要區(qū)別 SP板成型工藝是屬于滑模成型工藝的一種，顯然不具備擠壓成型工藝的特點(diǎn)。它與上述滑模成型工藝最大區(qū)別在于：一是重疊式成型；二是非蒸汽養(yǎng)護(hù)；三是單面張拉預(yù)應(yīng)力。根據(jù)考察介紹，這種成型方式存在問題較多，例如板面易于起拱，側(cè)向容易變形，容易產(chǎn)生質(zhì)量不均勻等。在相同生產(chǎn)規(guī)模下，SP板投資又比擠壓成型或滑模成型工藝都要貴得多。 3.4擠壓成型工藝長線臺座法與機(jī)組流水法生產(chǎn)方式簡要對比這兩種成型方式的共同特點(diǎn)，都是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓成型，都能生產(chǎn)各種原料的混凝土空心板材。

但兩種擠壓成型裝備及其工藝是有本質(zhì)區(qū)別的。
a.機(jī)組流水法擠壓成型的板坯是隨著托板行走移動(dòng)的，顯然其形成的擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力較小；長線臺座法擠壓成型由于板坯固定在臺座上，其相對形成的擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力較大，因此，擠壓混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度就相對較高，板面也平整光滑，光潔度可得到保證。
b.長線臺座法擠壓成型機(jī)可以一機(jī)多用，生產(chǎn)多品種、多規(guī)格的混凝土空心條板。在品種方面，既可以生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板、墻板、屋面板、外墻復(fù)合板，又可生產(chǎn)非預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土內(nèi)外墻板和素混凝土的內(nèi)隔墻板；在規(guī)格尺寸方面，可以生產(chǎn)厚度不同、長度任意切割的混凝土空心條板，能滿足各種工業(yè)和民用建筑的承重和非承重墻板、樓板和屋面板的功能要求。而機(jī)組流水法，只能生產(chǎn)素混凝土或配置少量鋼筋的混凝土空心條板，作非承重的內(nèi)隔墻板，不能生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心條板，作承重樓板或墻體，產(chǎn)品品種規(guī)格要少得多。
c.在土建投資方面，長線臺座法擠壓成型不需另建養(yǎng)護(hù)窯但其長度有120~200m；而機(jī)組流水法，為達(dá)到生產(chǎn)能力，必須建養(yǎng)護(hù)窯。從以上國外幾種生產(chǎn)工藝對比分析，可以看出長線臺座法擠壓成型工藝相對優(yōu)越，其次為滑模成型工藝。這兩種生產(chǎn)工藝也是目前歐美等發(fā)達(dá)國家較為流行，現(xiàn)正廣泛采用的生產(chǎn)工藝。

總結(jié)長線臺座法擠壓成型工藝的優(yōu)點(diǎn)是：一是板材干縮率低（＜0.03%），可以避免產(chǎn)生收縮裂縫；二是一機(jī)多用，可以生產(chǎn)各種工業(yè)建筑和民用建筑，承重和非承重墻板、樓板和屋面板；三是板的平整度可控制，表面光滑；四是在相同生產(chǎn)規(guī)模下，可節(jié)省投資。經(jīng)過多年實(shí)踐對比，現(xiàn)在大多數(shù)國家認(rèn)識比較趨于一致，那就是用長線臺座法生產(chǎn)比機(jī)組流水法更能保證質(zhì)量，尤其是對于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件，可以確保鋼筋張拉應(yīng)力不松馳。用機(jī)組流水法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，在移動(dòng)的模板兩端固定張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于模板經(jīng)受震動(dòng)起吊或運(yùn)輸?shù)挠绊懀坏竽０鍎偠雀撸谱鬏^嚴(yán)格，而且在生產(chǎn)移動(dòng)中固銷件容易松動(dòng)，造成預(yù)應(yīng)力失張，對產(chǎn)品質(zhì)量帶來諸多問題難以解決。

這一認(rèn)識同樣適用于整體式混凝土空心板材（樓、墻板）生產(chǎn)工藝的選擇。目前我國自行研制的螺旋擠壓機(jī)與國外擠壓機(jī)主要差別有：一是螺桿轉(zhuǎn)速和方向不可調(diào)節(jié)，這樣在板的橫斷面上難以達(dá)到混凝土混合物均勻密實(shí)的要求；二是不能配置預(yù)應(yīng)力鋼筋。這樣非但不能生產(chǎn)承重的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板材，就是生產(chǎn)非承重的輕質(zhì)內(nèi)隔墻板，其混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度也不易均勻，板的橫向和縱向都發(fā)生過因強(qiáng)度不足而斷裂的現(xiàn)象。必須從掌握擠壓成型原理著手，改進(jìn)現(xiàn)有擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)，才能使我國擠壓機(jī)的裝備技術(shù)水平跨上一個(gè)新臺階。