梅 華，李張苗，李瑞紅

復合塑料建筑模板的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

梅 華，李張苗，李瑞紅

（南通職業(yè)大學建筑工程學院，江蘇省南通市 226007）

綜述了國內(nèi)外復合塑料建筑模板的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景。國外開發(fā)的可重復使用500次的鋼框塑料模板具有質量輕，清洗、修補方便等特點，但初期投入較高。復合塑料建筑模板制作工藝簡單，主要采用成本低廉的廢舊塑料為原料，既符合國家節(jié)能環(huán)保的要求，也適應國家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展的方向。復合塑料建筑模板強度高、可塑性好、施工速度快，不但適用于潮濕的環(huán)境，且在小于700 ℃時不燃燒。因此復合塑料建筑模板發(fā)展前景廣闊。

復合塑料 建筑模板 廢舊塑料 節(jié)能 環(huán)保

目前，我國建筑行業(yè)使用的建筑模板種類主要有木模板、竹模板、鋼模板、鋁合金模板、塑料模板等。鋼模板的生產(chǎn)率僅為塑料模板的1/5，且價格較高；木模板與竹膠模板的產(chǎn)量不能滿足建筑業(yè)發(fā)展的需求；復合塑料建筑模板制作工藝簡單，采用熱壓機即可快速模壓成型，且主要采用成本低廉的廢舊塑料為原料，報廢后的模板經(jīng)處理后可以再生成塑料模板或其他產(chǎn)品。復合塑料建筑模板表面平整光滑，機械加工的板面平整度誤差小于0.3 mm ，厚薄均勻[1-2]。塑料與混凝土的熱膨脹系數(shù)差別較大，而且塑料與混凝土不相容，澆筑完畢后，塑料模板會與混凝土自動脫離，減少了勞動量。 塑料可塑性強，通過調整模板內(nèi)襯的形狀，可生產(chǎn)不同形狀和規(guī)格的復合塑料建筑模板，而且添加阻燃材料可滿足材料對阻燃性能的要求。鋼模板阻燃性能較好且可回收利用，但遇水易生銹，使用壽命短[3-5]。使用復合塑料建筑模板可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能高效的建筑施工。本文綜述了復合塑料建筑模板的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。各種模板的性能對比見表1。

表1　各種建筑模板的性能對比Tab.1 Property comparisons of different construction formworks

1　復合塑料建筑模板生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1國外生產(chǎn)現(xiàn)狀

復合塑料建筑模板的生產(chǎn)能耗較低[如聚氯乙烯（PVC）的生產(chǎn)能耗約為鋼材的1/5，鋁材的1/8]。德國MEVA模板公司研制使用次數(shù)超過500次的鋼框塑料模板具有質量輕，清洗、修補方便等特點，但初期投入較高，主要用于租賃。復合塑料建筑模板以廢舊塑料為主要原料，按不同配比合理摻混，再根據(jù)不同的使用要求添加各種助劑（如阻燃劑，耐高溫、抗沖擊助劑等），采用注塑工藝一次成型。因此，復合塑料建筑模板的推廣應用可節(jié)約資源，且可大幅降低生產(chǎn)成本。

美國Symons模板公司開發(fā)了多種塑料裝飾襯模，用于各類建筑物的外墻和地坪，在混凝土內(nèi)摻入不同顏料，可以成型各種顏色和花紋的外裝飾。美國ACC模板公司開發(fā)的全塑料裝飾墻模，可以用于各種仿石塊的混凝土墻面，裝飾效果極佳。美國一些模板公司還開發(fā)了可用于墻體保溫層的一次性泡沫塑料模板。德國PECA模板公司開發(fā)了一種在鋼筋骨架上黏貼一層塑料布的模板，主要用于基礎、樓板等施工。德國NOE模板公司開發(fā)的可塑模板內(nèi)襯可以把多種外飾面（如木紋、大理石、花崗巖等）真實地表現(xiàn)到混凝土上[6]。日本Kanaflex集團公司開發(fā)的輕型塑料模板，每平方米的質量僅為6.9 kg，主要用于樓板模板。斯洛文尼亞EPIC集團公司使用聚丙烯為基材、特殊纖維增強的復合材料為原料，采用注塑模壓成型制備建筑模板。該模板的裝拆速度快、施工簡便，最大的模板質量僅為17.6 kg，可以使用300次以上，報廢后能夠全部回收再制成新模板。

1.2 國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國研制的復合塑料建筑模板的吸水膨脹率小于0.06%，在水中長期浸泡也不會分層，可以保持穩(wěn)定的板材尺寸；表面硬度高，韌性好，溫度在-60～130 ℃都能正常使用；加工性能好，能承受各種施工荷載，施工過程中不易爆模。

母液池料是氯堿化工企業(yè)的混雜廢料，成分復雜，利用難度大，直接用于生產(chǎn)建筑模板會影響模板力學性能，使模板失去使用價值。為實現(xiàn)資源的優(yōu)化利用，開辟母液池料新用途，張友新[7]采用抗沖型丙烯酸酯類改性劑增韌改性母液池料，用于生產(chǎn)建筑模板，使用偶聯(lián)劑活化的共混納米CaCO3把無機材料與高分子材料的界面連接起來，形成網(wǎng)狀結構，增加相互間的鍵合力，提高界面黏結強度，從而改善母液池料體系的相容性。當母液池料體系中共混納米CaCO3用量為40.0 phr，丙烯酸酯類改性劑用量為2.5 phr時，制備的建筑模板與用PVC生產(chǎn)的建筑模板具有同樣的性能。

新型PVC復合塑料模板以廢舊PVC塑料及木粉為原料，采用擠出成型法制備，該方法制備工藝簡單，模板循環(huán)利用次數(shù)高，性價比高，在新型模板中占據(jù)優(yōu)勢地位。張紅梅[8]研究了特定配方PVC復合塑料模板的材料性能及工作性能，為新型模板的應用及推廣提供了理論基礎。田磊等[9]以劍麻纖維和PVC再生塑料為原料制備了復合塑料建筑模板，當劍麻纖維質量分數(shù)為24%時，所制復合塑料建筑模板具有較好的力學性能。張小偉等[10]以PVC為基材，加入經(jīng)過粉碎干燥后的木粉、調節(jié)劑、穩(wěn)定劑及發(fā)泡劑，采用擠出工藝制備的木塑復合塑料建筑模板的基本性能均能達到國家標準要求，滿足工程需求。張友新[11]研究了偶聯(lián)劑活化的煤灰/CaCO3共混粉在生產(chǎn)PVC木塑結皮發(fā)泡建筑模板中的應用。結果表明：與使用一種活化料相比，采用兩種活化料填充生產(chǎn)的PVC木塑結皮發(fā)泡板材的改性效果顯著，產(chǎn)品綜合性能提高。

張帥等[12]結合擠出成型法將廢舊聚乙烯（WPE）和廢舊聚丙烯（WPP）分別制成WPE基、WPP基木塑復合材料。結果表明：WPP基木塑復合模板比WPE基的單位面積成本高26.0%[13-14]，但支撐跨度為0.5 m時，WPE基木塑復合模板，在保證力學性能的同時，實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟效益[15-16]。劉玉強[17]以稻谷殼、廢舊塑料為主要原料，經(jīng)高溫共混制備的木塑復合塑料建筑模板具有良好的力學性能，滿足建筑施工要求；但木塑復合塑料相對較差的力學性能，使其應用受限，在模板材料中間增設玻璃纖維布，可提高材料的力學性能。劉淼[18]采用化學方法改性稻殼粉，極大提高了稻殼粉與廢舊塑料的相容性，從而改善了建筑模板的加工性能和力學性能，并為農(nóng)作物秸稈的利用開辟了新途徑。藺燾[19]采用不同種類廢舊塑料與棉稈纖維束復合，制備廢舊塑料/棉稈復合模板。研究表明：用WPP制備的復合模板的靜曲強度和彈性模量最大，WPE次之。梅超群[20]采用楊木木粉和高密度聚乙烯制備木塑復合材料，通過對楊木木粉表面進行改性，優(yōu)化了木塑復合材料的加工工藝，并研究了木粉的表面特性與復合材料性能的關系。吳厚增[21]研究聚丙烯模板的力學性能及支撐設計發(fā)現(xiàn)，聚丙烯模板完全滿足建筑模板的要求。與其他傳統(tǒng)建筑模板相比，雖然聚丙烯模板的單價比木模板和竹模板高，但由于其具有較高的周轉次數(shù)和殘余價值，因此聚丙烯模板的平均使用費用反而更低。以有“白色污染”之稱的廢舊塑料和有“黑色污染”之稱的工業(yè)廢渣粉煤灰作主要原料，通過熱壓制板工藝制備了廢舊塑料/粉煤灰復合塑料建筑模板。當模板的加熱溫度和成型壓力及保溫時間分別為240 ℃，3.0 MPa，40 min，廢舊塑料質量分數(shù)為60%，粉煤灰質量分數(shù)為40%，廢舊塑料中m（WPE）∶m（WPP）為2∶3時，所制復合模板的成型性能及綜合力學性能最佳，且模板具有密度小，吸水率低，溶解率低，冷熱尺寸穩(wěn)定性好的特點。中陽建設集團有限公司和江西省建材科研設計院合作研發(fā)的新型復合塑料建筑模板以廢舊塑料為主體材料，木質纖維、輕質CaCO3等為填料，并添加各種助劑改性，是一種節(jié)能環(huán)保型建筑模板[22]。

青島中塑機械制造有限公司研制成功一種用來生產(chǎn)PVC木塑板和建筑模板的機械設備，可將PVC等回收塑料和廢棄的植物纖維（如木屑、秸稈、稻殼等）充分混合，采用特殊工藝制備木塑板和建筑模板。所制板材表面平整、光潔，強度高，不含甲醛，易剝離，廢料可回收再利用，廣泛用于車船內(nèi)飾業(yè)、家具業(yè)、包裝業(yè)、建筑業(yè)、廣告業(yè)等，用作建筑模板的數(shù)量更是不可估計[23]。

2　玻璃纖維增強熱塑性塑料（GMT塑料）

GMT塑料是加入玻璃纖維和云母的板型復合材料，基材為可塑性聚丙烯及其合金，它具有鋼材和玻璃鋼材料的共同特質（如強度高、質輕、耐疲勞、抗沖擊、耐磨等優(yōu)點），可用于樓板模板和墻體模板[24]。GMT塑料模板強度和剛度較高，在正確規(guī)范使用的前提下，可循環(huán)使用50次左右，且受熱時不變形或彎曲。模板表層光滑，無需使用脫膜劑，用清水清洗即可，而且混凝土表面平整光潔[25]。GMT塑料模板可全部回收再利用，節(jié)省了廢物處理費，作為“以塑代木”的替代產(chǎn)品，有利于節(jié)約木材，保護森林資源和生態(tài)環(huán)境。

3　復合塑料建筑模板的發(fā)展前景

復合塑料建筑模板具有的優(yōu)勢：1）平坦光潔。塑料建筑模板拼接緊密平坦，脫模后混凝土結構的光潔度較高，無需2次抹灰，省工省料。2）簡潔易裝。質輕，技術適應性強，可隨意構成任意幾何形狀，滿足各種形狀修建支模需求。3）脫模簡潔?；炷敛火ぐ迕?，無需脫模劑，輕松脫模，容易清灰。4）安穩(wěn)耐候。力學強度高，在-20～60℃時，不縮短、不濕脹、不開裂、不變形、尺寸穩(wěn)定，耐堿防腐、阻燃防水。5）易維護。塑料建筑模板不吸水，維護或保管方便。6）成本低。周轉次數(shù)多，平面模板不低于30次，柱梁模板不低于40次。7）節(jié)能環(huán)保。邊角料和廢舊模板能夠回收再造。

復合塑料建筑模板的推廣應用，可以降低勞動強度，提高作業(yè)效率，引導建筑施工企業(yè)盡快適用綠色施工和循環(huán)經(jīng)濟建設，提高整個建筑施工產(chǎn)業(yè)的技術含量和節(jié)能效果。復合塑料建筑模板不但適用于潮濕、氯鹽侵蝕環(huán)境，而且在低于700℃時不燃燒，為進軍海上建設項目提供土木工程施工技術支撐[26-28]。因此，復合塑料模板具有廣闊的發(fā)展前景。

4　結語

復合塑料建筑模板有效的利用廢舊資源，既符合國家節(jié)能環(huán)保要求，也適應國家產(chǎn)業(yè)政策發(fā)展方向。復合塑料建筑模板具有強度高、脫模簡單、可塑性好等優(yōu)點，而且生產(chǎn)過程簡便，模板可回收再利用，極大減少了建筑垃圾，低碳環(huán)保，有利于節(jié)約能源，可帶來良好的能源效率和環(huán)保效益，在強調綠色施工的現(xiàn)代建筑市場中應用廣泛，具有廣闊的發(fā)展前景。

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Status and development prospect of the composite plastic construction formwork

Mei Hua， Li Zhangmiao， Li Ruihong
（Nantong Vocational University，Nantong 226007，China）

The status and development prospect of the composite plastic construction formwork were summarized. The plastic formwork with steel frame， which could be used 500 times， had the characteristics of light mass， easy cleaning and maintenance， but the initial investment was higher. The processing technology of the composite plastic construction formwork was simple with waste plastics as main raw materials，which not only met the requirements of energy saving and environment protection but also adapted the development direction of policy. The composite plastic construction formwork had high strength，excellent plasticity， fast production speed which could be applied in the moist environment and did not burn lower than 700 ℃. So the composite plastic construction formwork had broad development prospect.

composite plastics；construction formwork；waste plastics；energy saving；environment protection

TQ 050.4+3；TU 755.2

A

1002-1396（2015）06-0089-03

2015-05-29；

2015-08-28。

梅華，女，1977年生，碩士，2000年畢業(yè)于南京河海大學土木工程系，主要研究方向為建筑施工、建筑材料、建筑力學。E-mail：31982528@qq.com。