作者  陳福廣（國家建材工業科教委副主任，北京100831）
說明
   國外建筑板材生產工藝簡介及其對比分析陳福廣（國家建材工業科教委副主任，北京100831） 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合板。條板包括：空心條板、預應力（鋼筋）混凝土板、GRC板、實心條板、加氣混凝土（ALC）板；復合板包括：復合條板??由空心條板和保溫（飾面）材料復合而成。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。單板又稱為平板，大多數采用機組流水法生產工藝，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。在用作墻體時，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；復合板材大多數由墻體材料與保溫隔熱材料或飾面材料復合而成，多數用于外墻墻體或屋面板、地板等。單板（平板）的生產工藝大多數比較常見，目前在國內多數將它用于公共建筑隔墻或裝飾材料，應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）生產工藝介紹綜合考察美、加、德、意、芬、荷、土、日本等國板材生產工藝，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。

a.螺桿旋轉擠壓成型（簡稱螺旋擠壓成型）。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混凝土的目的，螺桿旋轉速度可根據不同要求進行調節，按其生產方式又分長線臺座法和機組流水法2種。長線臺座法擠壓成型工藝，是機組在長120m~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?？招陌蹇梢耘渲妙A應力鋼筋、非預應力鋼筋或不配筋。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1.2m/min~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，再吊裝、堆放。臺座同時有張拉預應力鋼筋之用，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護之用。這種生產工藝可以生產寬度為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，既可生產預應力鋼筋混凝土空心樓板（墻板），又可生產非預應力鋼筋混凝土空心內外墻板，也可以生產素混凝土空心內隔墻板，還可以生產屋面板，一機多用。該機器結構設計合理，為組合式結構，螺桿可以折裝配合，適合不同厚度、尺寸的板材成型。現在世界上已開發研制成第五代產品，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。機組流水法擠壓成型工藝，是機組固定不動，板材產品在成型托板上隨著工藝流水線移動，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3300mm之內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。但相對比較而言，目前世界上用這種工藝還是生產單板較多，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練后，再經過真空擠出，方能擠出形狀工整、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，使板材強度提高和收縮值降低，但是其成本相對較高，如日本三菱重工業公司生產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，成型機邊移動邊成型混凝土空心板，成型時將空心板分三層布料，三層搗實混凝土混合料，形成混凝土空心板坯。第一層為底層混凝土布料，用半圓形夯實器搗實；第二層為孔間壁（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；第三層為表層混凝土布料，用平板震動器震實。雖然分三層布料，但是一次同時完成搗實成型。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70~450mm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的空心內外墻板和素混凝土的空心內隔墻板。

2整體式復合板材生產工藝它又分為整體式復合條板和整體式復合大板。

a.整體式復合條板。在歐美等國制造復合條板，是在長線臺座上用擠壓成型或滑模成型的上下層配有預應力鋼筋的混凝土空心板上面加一層聚苯板，再復蓋一層40~50mm的混凝土（面）保護層，形成聚苯夾芯復合條板。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，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。也有為了裝飾，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，達到各種裝飾效果。

b.整體式復合大板。它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予制復合大板。它是在帶有組合胎模的臺座上按設計要求予制成型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，效率高，而且易于保證質量。這種復合外墻板從工廠化制作到現場拼裝，不但要求墻板質量高，而且對接縫處理必須防裂、防滲，嵌縫材料必須配套供應，以確保工程質量。這種全開間的復合外墻大板在我國北京、上海也開發有類似產品，但機械化程度和生產效率比國外胎模震動成型低得多。在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別，在于擠出成型是由真空擠出腔和?？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高，一般要經捏合機混練后才能成型，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產品獲得較高的強度、較低的收縮值和較好的大氣穩定性。不經蒸壓養護，其性能將難以保證，而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，廢時廢工，因此，在實際生產中，往往生產能力難以達到設計能力要求，生產成本較高，影響生產效率和投資回收率。擠壓工藝是由若干個旋轉的螺桿擠壓干硬性混凝土混合料，達到密實混凝土的目的，因此機器小巧靈活，可適用任何混凝土混合料，可配置鋼筋，生產各種承重和非承重空心板材，做到一機多用，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，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，但成型原理是不同的。擠壓工藝是靠螺桿旋轉推進混合料形成擠壓和剪切合力，在三維受力狀態下達到密實混凝土的目的。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，這個優點是任何其它生產工藝所不具備的。當然機組流水法擠壓成型也不具備這個特點。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的，它的行走是靠驅動裝置帶動機器前進，邊行走邊搗實。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、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%。但擠壓成型工藝所選用旋轉螺桿較易磨損，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，因此，對螺桿耐磨材料要求相對較高。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，減少維修費用，在耐磨材料上研制成可成型40萬m2板的絞刀?；３尚凸に囁玫膫渑浼饕浅尚涂组g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擠壓、滑模成型與SP板成型工藝的主要區別 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。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，容易產生質量不均勻等。在相同生產規模下，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組流水法生產方式簡要對比這兩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區別的。
a.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??；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力和剪切應力較大，因此，擠壓混凝土的密實度和強度就相對較高，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的內隔墻板；在規格尺寸方面，可以生產厚度不同、長度任意切割的混凝土空心條板，能滿足各種工業和民用建筑的承重和非承重墻板、樓板和屋面板的功能要求。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，不能生產預應力鋼筋混凝土空心條板，作承重樓板或墻體，產品品種規格要少得多。
c.在土建投資方面，長線臺座法擠壓成型不需另建養護窯但其長度有120~200m；而機組流水法，為達到生產能力，必須建養護窯。從以上國外幾種生產工藝對比分析，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。這兩種生產工藝也是目前歐美等發達國家較為流行，現正廣泛采用的生產工藝。

總結長線臺座法擠壓成型工藝的優點是：一是板材干縮率低（＜0.03%），可以避免產生收縮裂縫；二是一機多用，可以生產各種工業建筑和民用建筑，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；四是在相同生產規模下，可節省投資。經過多年實踐對比，現在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馳。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問題難以解決。

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。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。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。