陳福廣
摘要：介紹了近幾年國外幾種整體式墻板生產工藝，并作了對比分析；指出長線臺 座法擠壓成型工藝相對優越：成型的板材干縮率低、平整度可控制、表面光滑；一機多用，可生產多品種、多規格的混凝土空心條板；在相同生產規模下，可節省投資。

    關鍵詞：建筑板材；長線臺座法擠壓成型；生產工藝；對比分析

    目前，國內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。 單板又稱為平板，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，大多數采用機組流水法生產工藝制作，就其成型方法來說，有抄取法、流動鋪漿(真空抽吸+機械壓制)法、真空擠出法、噴射成型法等。用作墻體時，多數在現場與龍骨拼裝，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，它分為條板和復合板。條板又分為空心條板[如預應力(鋼筋)混凝土空心條板、GRC空心條板]和實心條板如加氣混凝土[(ALC)條板]，根據原材料性能和板材的功能特點，廣泛用于樓板、內外墻板或屋面板；復合板又分為復合條板[由空心條 板和保溫(飾面)材料復合而成]和復合大板[由鋼筋混凝土(承重或自承重)板材和保溫(飾面)材料復合成整開間式的大板]，多數用于外墻墻體或屋面板、地板等。
單板的生產工藝比較常見，目前國內多數將單板用于公共建筑隔墻或裝飾材料，應用在住宅建筑墻體的還不多。

    本文著重介紹近幾年筆者考察的國外幾種整體式墻板生產工藝及其對比分析。

    1  整體式空心條板生產工藝
    綜合考察美、加、德、意、芬、荷、土、日等國整體式空心條板生產工藝，可概括為3種：螺桿旋轉擠壓成型、真空擠出成型、滑模振搗成型.

   1．1  螺桿旋轉擠壓成型
螺桿旋轉擠壓成型簡稱螺旋擠壓成型，其成型原理是由若干個螺桿旋轉推進混凝土混合料并附加震動達到擠壓密實的目的，螺桿旋轉速度可根據不同要求進行調節。按其生產方式可分為長線臺座法和機組流水法2種。

    1．1．1  長線臺座法擠壓成型工藝
    長線臺座法擠壓成型工藝是機組在長120-150m固定臺座上行走，邊移動邊擠壓并輔助震動成型混凝土空心板材。成型不同厚度的板采用不同的旋轉擠壓速度，成型速度取決于產品使用的原料種類和產品密實度要求，一般從1．2-1．9m／min可調，最高可達2．5m／min。根據原料性能和密實度要求，確定擠壓力大小。在臺座上養護4-6h，經移動切割機在任意長度上切割后，再吊裝、堆放。臺座同時具有張拉預應力鋼筋之作用，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，供臺座上混凝土板養護之用。這種工藝可以生產寬度為600mm或1200mm，厚度為70-420mm，任意長度的采用各種原材料的下列混凝土空心板材：預應力鋼筋混凝土空心樓板(墻板)、非預應力鋼筋混凝土空心內外墻板、素混凝土空心內隔墻板及屋面板。該機結構設計合理，螺桿可以拆裝配合，適合不同厚度、尺寸的板材成型。
    現在世界上已開發研制出第5代產品，在40多個國家安裝使用，成為當今歐美各國最流行的板材生產工藝。

    1．1．2  機組流水法擠壓成型工藝
    機組流水法擠壓成型工藝是機組固定不動，板材在成型托板上隨工藝流水線移動，完成養護、切割、吊裝工序。它能生產寬度為600mm、厚度為68-120mm、長度在3 300mm之內采用各種原料的混凝土空心板材，包括輕骨料混凝土和摻人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。

    1．2  真空擠出成型工藝
    真空擠出成型工藝成型原理是依靠一根大直徑螺桿推動混凝土混合料，使其受到擠壓和剪切作用，并經過真空抽吸和?？谑湛s形成壓力，使混合料達到密實和尺寸準確的目的，可以生產具有多種斷面形狀的系列化板材。它類似于真空擠出成型空心磚的原理，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木(紙)纖維水泥空心板。相對比較而言，目前世界上用這種工藝生產單板較多，它要求混合料的和易性與塑性較好,混合料必須經過捏合機混煉后，再經過真空擠出，方能成為形狀工整、尺寸準確的空心板這種生產方式大都為機組流水法生產工藝，為了改善板的性能，在原料中摻有硅砂(石英砂)，再經過蒸壓養護，以提高板材強度、降低收縮率，但是其成本相對較高，如日本三菱重工業公司生產的代石棉纖維水泥空心墻板就是其中一種。

    1．3  滑模振搗成型工藝
    滑模振搗成型工藝是在長線臺座上，成型機邊移動邊成
型混凝土空心板，成型時空心板分3層布料、3次搗實混凝土混合料。第1層為底層混凝土布料，用半圓形夯實器搗實；第2層為孔間壁(肋)混凝土布料，依靠錐形內外芯模相對滑動插搗密實混凝土，形成孔間壁即肋；第3層為表層混凝土布料，用平板震動器震實。這里需要注意，3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處的混凝土混合料配合比不相同，對原料粒徑要求和水泥用量也不相同。它根據板的不同部位性能要求和不同原料而調整配比。其預應力張拉工藝與臺座法擠壓成型工藝相同。這種生產工藝可以生產厚度為70-450nmm的預應力混凝土空心樓板和外墻板，也可以生產鋼筋混凝土空心內外墻板和素混凝土空心內隔墻板。

    2  整體式復合板材生產工藝
    整體式復合板材分為整體式復合條板和整體式復合大板。

    2．1  整體式復合條板
    歐美等國生產的整體式復合條板，是在長線臺座上用擠壓成型或滑模成型的，在上下層配有預應力鋼筋的混凝土空心板上面加1層聚苯板，再覆蓋1層厚奶-50咖的混凝土(面)保護層而成。聚苯板大多用密度為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，形成夾芯層緊密粘結，在任何混凝土干縮變形下不會分層脫離。這種復合條板大多作為外墻板、地板或屋面板。有的為了裝飾，在面層上再粘結各種瓷磚、大理石，或制作水磨石、干粘石等外飾面層。

    2．2  整體式復合大板
    整體式復合大板是指不定型的不同規格尺寸(按圖紙加工)的全開間式的整體復合外墻大板，包括整扇門和窗戶在內的預制復合大板。它是在帶有組合胎模的臺座上按設計要求預制成各種規格尺寸的復合大板，外帶各種裝飾面，內有夾芯聚苯或巖棉保溫層，一個開間為一塊整體墻板。組合胎模是在臺座上根據設計要求的規格形狀和尺寸拼裝組合模板，并配置雙層或單層鋼筋網片，澆注混凝土后，有的采用整個胎模臺座震動成型，有的采用插入式振搗器加平板震動器成型，蒸汽養護到規定強度后吊裝堆放。它要求胎模之間接縫嚴密，不得漏漿。安裝施工采取裝配式，不但建設速度快，到現場拼裝，不但要求墻板質量高，而且要求接縫處必須防裂、防滲，嵌縫材料必須配套供應，以確保工程質量。在我國北京、上海也開發有類似這種全開間復合外墻大板的產品，但機械化程度和生產效率比國外胎模震動成型低得多。應用時，為了確保工程質量和施工效率，必須有相應的施工機械，才能滿足工程要求。

     3  各種空心條板生產工藝對比分析
     3．1  擠出工藝與擠壓工藝對比
    擠出工藝與擠壓工藝的區別，在于擠出成型的真空擠出腔和?？跇嫵晒潭ㄊ秸w，機座尺寸較龐大，只能用機組流水法生產。由于它要求原料混合物的和易性和塑性較好，一般要經捏合機混煉后才能成型，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，而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量好、尺寸準確，但不能配鋼筋，大多數制品作非承重隔墻或復合墻的裝飾面材料。摻加適量粉煤灰的水泥混合料也能擠出成型，如松下電工生產的防靜電、防輻射等裝飾用的8-25mm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，但要求粘結性能和塑性較好。一般的粉煤灰水泥混合料由于塑性不好，不易成型，會影響制品強度，甚至會出現微裂現象。這種纖維水泥制品只有在高壓釜中蒸壓養護才能保證制品獲得較高的強度、較低的收縮率和較好的大氣穩定性。不經蒸壓養護，其性能將難以保證，但蒸壓養護則成本將大大增加。
    擠出工藝的另一缺點是真空擠出的內腔接縫和拐角處往往掛有水泥漿，清洗非常麻煩、費工費時。因此，在實際生產中，往往生產能力難以達到設計要求，生產成本較高，影響
生產效率和投資回收率。

    3.2  擠壓成型與滑模成型工藝對比

    (1)擠壓成型與滑模成型工藝的共同點，都是長線臺座法生產，成型機在臺座上邊行走邊成型，都可以生產預應力鋼筋混凝土空心條板，但它們成型原理不同。長線臺座法擠壓成型機的行走是靠螺旋擠壓干硬性混凝土混合料達到一定密實度時形成的反作用力推動成型機前進，這樣既保證了混凝土密實度要求，又使生產速度達到最大狀態，這個優點是其它生產工藝所不具備的，機組流水法擠壓成型也不具備這特點。而滑模工藝是分層布料，靠高頻震搗和內外芯模相對滑動插搗混凝土混合料，它的行走是靠驅動裝置帶動機器前進，邊行走邊搗實。

    (2)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，要求擠壓力較大。而滑模成型的混合料是半干硬性的，水灰比大約在0．50-0．60。因此擠壓成型混凝土比滑模成型的混凝土密實、強度較高、表面較平整光滑，在同一強度下相對水泥用量也可節省，一般只有12％-15％。

    (3)擠壓成型工藝所選用的旋轉螺桿較易磨損，用普通鋼材制造的螺桿使用壽命較短，必須根據不同使用壽命要求，選用不同耐磨合金鋼制造。近年來，國外已開發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，避免替換整個機頭，以減少維修費用；并研制成可成型40萬m2板材的絞刀。滑模成型工藝所用的配備件，主要是成型孔間肋混凝土的內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  SP板成型工藝與滑模成型工藝的主要區別
    SP板成型工藝屬于滑模成型工藝的一種，它與上述滑模成型工藝最大區別在于：一是重疊式成型；二是非蒸汽養護；三是單面張拉預應力。根據考察介紹，這種成型方式存在問題較多，例如板面易于起拱，側向容易變形等。在相同生產規模下，SP板成型工藝比擠壓成型或滑模成型工藝的投資高得多。

    3．4  擠壓成型工藝長線臺座法與機組流水法生產方式簡要對比

    這2種成型方式的共同特點，都是依靠螺桿旋轉擠壓成型，都能生產采用各種原料的混凝土空心板材。但2種擠壓成型的裝備及工藝有本質區別：

    (1)機組流水法擠壓成型的板坯是隨著托板行走移動的，顯然其形成的擠壓應力和剪切應力較小；長線臺座法擠壓成型由于板坯固定在臺座上，形成的擠壓應力和剪切應力相對較大，因此所得混凝土的密實度和強度較高，板面平整光滑。

    (2)長線臺座法擠壓成型機可以一機多用，生產多品種、多規格的混凝土空心條板。在品種方面，既可以生產預應力混凝土樓板、墻板、屋面板、外墻復合板，又可生產非預應力的鋼筋混凝土內外墻板和素混凝土內隔墻板；在規格尺寸方面，可以生產厚度不同、長度任意切割的，能滿足各種工業和民用建筑的承重和非承重墻板、樓板和屋面板。而機組流水法，只能生產素混凝土或配置少量鋼筋的混凝土空心條板，作非承重的內隔墻板，產品品種規格要少得多。

    (3)在土建投資方面，長線臺座法擠壓成型不需另建養護窯，但要有長度120―200m的固定臺座；而機組流水法，為達到生產能力，必須建養護窯。

    從以上幾種國外生產工藝對比分析，可以看出長線臺座法擠壓成型工藝相對優越，其次為滑模成型工藝。這2種生產工藝也是目前歐美等發達國家較為流行、廣泛采用的?？偨Y長線臺座法擠壓成型工藝的優點是：(1)板材干縮率低(小于0．03％)，可以避免產生收縮裂縫；(2)一機多用，可以生產適合各種工業建筑和民用建筑使用的承重和非承重墻板、樓板和屋面板；(3)板的平整度可控制，表面光滑；(4)在相同生產規模下，可節省投資。

    4  結  語
    縱觀國外水泥制品發展歷史，世界上對較大尺寸的混凝土構件和制品，除了各向受力均勻的混凝土管、樁和電桿大多采用機組流水線生產外，其它構件和制品，尤其是對長高(厚)比較大的鋼筋混凝土薄壁構件和制品，究竟采用臺座法生產還是機組流水法生產，前半個世紀以來一直各持己見，認識不一。但經過近50多年實踐對比，現在世界上大多數國家認識比較趨于一致，那就是用長線臺座法生產比機組流水法更能保證質量，尤其是對于預應力鋼筋混凝土構件，可以確保鋼筋張拉應力不松弛。現在世界上多數國家都認為，用機組流水法生產預應力構件，在移動的模板兩端固定張拉預應力鋼筋時，由于模板經受震動起吊或運輸的影響，不但要求模板剛度高，制作較嚴格，而且在生產移動中固銷件容易松動，造成預應力失張，對產品質量帶來諸多難以解決的問題。這一認識同樣適用于整體式混凝土空心板材(樓、墻板)生產工藝的選擇。我們多次考察訪問的大多數國家，近10多年來都從機組流水法擠壓工藝過渡到長線臺座法擠壓成型，究其道理就在于此。

    目前，我國自行研制的螺旋擠壓機與國外擠壓機主要差別有：一是螺桿轉速和方向不可調節，這樣在板的橫斷面上難以達到混凝土混合物均勻密實的要求；二是不能配置預應力鋼筋。這樣非但不能生產承重的預應力混凝土空心板材，就是生產非承重的輕質內隔墻板，其混凝土密實度和強度也不易均勻，板的橫向和縱向都發生過因強度不足而斷裂的現象。因此，必須從掌握擠壓成型原理著手，改進現有擠壓機的結構，才能使我國擠壓機的裝備技術水平跨上一個新臺階。