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2021年,輕質混凝土隔墻板的發展方向
來源:昆明建筑隔墻板 發布時間:2021年06月22日

建筑隔墻板是中國推進建筑工業化的重要建筑構件。2017 年,中國《新型墻體材料推廣應用行動方案》明確提出,到 2020 年,預制墻體材料產量將達到新型墻體材料產量的 20%。與傳統砌塊等傳統墻體材料相比,隔板具有尺寸大、規格標準好、整體性好等優點。根據目前的施工條件,預制墻板的組裝效率是砌塊施工的 3 倍以上。

昆明建筑隔墻板

另外,墻板表面平整,可減少大量的抹灰面積,減少建筑材料消耗。建筑用隔墻板的推廣應用,不僅可以在一定程度上解決我國人口紅利逐漸消退所帶來的建筑工人短缺和人工成本高的問題,而且可以推動裝配式建筑的發展。但是,隔板行業準入門檻不高,企業間存在惡劣競爭,隔板生產技術難點、設置等必要的輔助技術研究少,市場上銷售的隔板面密度變動大,強度不符合標準,存在干燥收縮值。

質量問題如此之大,曾造成市場普遍排斥使用隔墻板的局面。由于隔墻板生產企業不斷提高生產技術水平,產品質量不斷提高,隔墻板的優勢再次得到重視,隔墻板市場開始復蘇,2017 年我國隔墻板銷售額達到 1.8 億元。節約能源材料聯合會 2012 年對新型墻體材料的發展要求筑材料聯合會 2012 年對新型墻體材料的發展要求。為了真正推廣應用隔墻板,除了要保證其符合使用和質量要求外,隔墻板的制備還必須符合綠色環保的要求。

隔板按其規格可分為厚板和薄板兩大類。在這些板材中,厚板是指不需要用輕鋼龍骨固定的板材,屬于成品墻板,板材厚度是墻體的厚度,如陶粒混凝土隔墻板、工業灰渣混凝土空心隔墻板等。薄板屬于半成品墻板,施工復雜,如紙面石膏板,需要與輕鋼龍骨固定才能成為墻體。此外,芯材通常需要填充在薄板組裝的墻體中間,以確保其隔音效果。中國建筑(尤其是住宅)對墻體的隔音要求很高(隔音量在 40dB 以上),沒有芯材的薄板很難滿足要求。因此,我國使用的隔板主要是厚板。本文從原材料、生產工藝兩個方面,分析了我國建筑墻板(厚板)的現狀,以期達到綠色環保新型墻體材料開發的要求,提高其市場競爭能力,并對今后發展方向提出了建議。

1 輕質混凝土隔墻板生產現狀

1.1 輕質混凝土品種

輕質混凝土在制作隔斷板的時候大致可以分為輕質集料混凝土、輕質多孔混凝土和輕質集料多孔混凝土三種。輕集料混凝土中使用較多的是陶粒混凝土,但在制作密度較小的陶粒混凝土時,由于漿體密度較大,容易產生陶粒上浮的現象。因此,在用陶粒混凝土制作隔墻板時,一般采用預濕陶粒混凝土,并在漿體中加入適量的氣體,減少漿與陶粒之間的密度差,形成輕質集料多孔混凝土—陶粒泡沫混凝土,以改善陶粒上浮現象。輕質多孔混凝土主要用于狹義的泡沫混凝土,也可用于加氣混凝土。

1.2 對輕混凝土隔墻板的質量要求

隔壁板的主要作用是隔斷空間,從美觀的要求來說,隔壁板應該不開裂,表面光潔平整,而從使用要求來說,則要滿足一定的強度、隔音隔熱要求。國內的隔墻板種類很多,不同類型的隔墻板基本都有相應的質量標準要求,如表 1 所示,有 4 個標準要求隔墻板的強度和面密度。

可以看到,JG/T169—2016對于我國輕質板的質量要求比較明確,而對于GB/T23451—2009而言,這一標準在定義輕質條板方面略有不同。GB/T23451—2009中,對隔墻板厚度90mm,要求其面密度≤90kg/h,抗壓強度≥3.5MPa;而JG/T169—2016中,對隔墻板厚度≥110kg/h,要求其抗壓強度≥5.0MPa,抗壓強度≥5.0MPa。GB2349-2009、JC/T2214-2014和JC/T2214-2014是用陶粒和陶瓷制成的輕質隔板,但兩者對性能的要求不同,GB/T2349-2009的板厚為90mm,而JC/T2214-2014的板厚為90mm,板厚為90mm,且用陶粒和陶瓷制成的隔板抗壓強度≥5.0MPa。

對于輕質混凝土,強度與密度成正相關關系,而密度越低,混凝土干收縮在一定程度上就越大。隔墻板質量越輕,有利于建筑成本和施工效率。然而,考慮到隔墻板的使用和質量要求,JG/T169-2016 更適合我國建筑隔墻板的質量檢驗和開發。

建筑隔墻板的質量可從外觀質量、尺寸偏差、干燥收縮及強度 4 個方面進行控制:

(1)外觀質量。指板面是否露筋、存在蜂窩或貫穿裂縫。板面露筋的現象一般是由于鋼筋網放置位置不合適或混凝土振搗不規范造成的。板面蜂窩的出現與混凝土的質量 (工作性能)密切相關,混凝土的流動性不好容易造成蜂窩麻面現象,每塊板中,蜂窩的存在不能大于 3 處。而隔墻板的貫穿裂縫主要是混凝土自身干燥收縮或隔墻板成型后的脫模、運輸過程中的人為因素造成的。對于人為因素造成隔墻板出現貫穿裂縫,需通過保證養護時長或改善養護方式,以保證脫模前混凝土的強度和規范運輸操作流程,避免裂縫的出現。

(2)尺寸偏差。尺寸偏差主要包括隔墻板的長、寬、厚、對角線差、側向彎曲以及板面平整度,偏差主要由成型的模具造成,一般能通過保證所使用模具的尺寸精度使隔墻板的尺寸偏差得以保證。板面平整度好是實現墻體薄抹灰或免抹灰工藝的前提,根據 JG/T 169—2016,隔墻板的平整度偏差需≤2mm。而對于使用加氣混凝土砌塊砌筑的墻體,例如萬科等大型房地產開發公司,砌筑的墻體的平整度偏差控制在 4 mm以內。可見,隔墻板在墻體平整度上存在著較大的優勢。

(3)干燥收縮。混凝土的干燥收縮是造成墻體裂縫的一個重要原因,對于混凝土隔墻板,其干燥收縮應≤0.50 mm/m。

(4)強度。主要包括隔墻板的抗壓強度、 抗沖擊性能、 抗彎破壞荷載以及懸掛力。盡管隔墻板屬于非承重構件,但為了保證日常在墻面懸掛物品的使用需要,根據 JG/T 169—2016,隔墻板的抗壓強度≥5 MPa,懸掛力≥1000 N。而隔墻板的抗擊、 抗彎性能是保證隔墻板在運輸、 安裝過程中不出現貫通裂縫等質量問題的前提條件,其抗沖擊性能≥5 次,抗彎破壞荷載≥1.5 倍自重(板厚≤150 mm 時)。

1.3 輕質混凝土隔墻板的生產工藝

根據成型的方式,建筑隔墻板的制備方式主要有擠壓和澆筑 2 種方式。采用擠壓成型時,生產設備容易老化,在生產過程中會出現漏料現象,隔墻板的平整度難以保證,甚至出現龜裂現象。目前,我國的隔墻板生產主要是使用輕質混凝土澆筑成型,采用蒸壓養護的方式,其生產工藝流程大致如圖 1 所示。圖 1 為使用預發泡方式制備的泡沫混凝土生產隔墻板,若使用加氣混凝(化學方式發泡)制備隔墻板,則取消圖 1

中的發泡機的流程,并將 “壓型、 靜停” 改為 “靜停及坯胎切割” ,其余步驟類似。生產混凝土輕質隔墻板質量控制要點有:

(1)通過使用輕質多孔混凝土以及摻入陶粒等輕集料實現隔墻板輕質化。其中,加入陶粒等輕集料的目的除了實現輕質外,還能減小混凝土的干燥收縮值。

(2)利用蒸壓釜,通過高溫高壓的二次養護工藝保證隔墻板的強度等質量要求。

1.4 生產輕質混凝土隔墻板存在的問題

我國的隔墻板生產中主要存在以下幾點問題:

(1)部分研發人員和廠家對隔墻板的“質輕”及“強度”的認識存在誤區。首先,隔墻板并不是越輕越好,不能盲目追求 “質輕”。隔墻板實現質輕的方式主要有 2 個:一是使用密度低的輕質混凝土,二是提高抽空率。輕質混凝土的強度與其密度成正相關關系,密度較低的輕質混凝土難以保證隔墻板的強度,而且,輕質多孔混凝土的密度降低,其干燥收縮會增大。JG/T 169—2016 規定混凝土類隔墻板的抗壓強度≥5 MPa,隔墻板的強度太低,隔墻板的表面容易起灰,對粉刷及后續的裝修帶來不必要的麻煩。隔墻板的強度,還包括其懸掛力、 抗沖擊、 抗彎性能。其中,隔墻板的抗沖擊、 抗彎性能是保證其在運輸及安裝過程中不損壞的重要性能。而抽空率的設置不合理,除了影響隔墻板的抗沖擊性能、 抗彎性能,還影響其隔聲效果、 懸掛力等使

用性能。

(2)生產工藝問題

  混凝土輕質隔墻板的生產中主要使用泡沫混凝土或加氣混凝土。其中使用預發泡方式制備泡沫混凝土時,需要利用發泡機制備泡沫后,與已經攪拌好的料漿進行二次攪拌混合。而使用化學方式發泡的加氣混凝土,盡管不需要二次攪拌,但發泡結束后會形成 “蘑菇頭” ,需使用特定的工具進行 “坯體” 切割工序。優化輕質混凝土的制備方式是改善隔墻板生產工藝的一個重要研究方向。而從隔墻板的生產工藝可知,蒸壓養護是保證產品質量的關鍵。但要實現蒸壓養護必須依靠鍋爐供能的蒸壓釜。但隔墻板中使用的蒸壓釜所需的投資大、 存在一定的安全隱患,在目前綠色低碳的發展要求下,很多地區已經限制為高壓釜供能的鍋爐的使用,清潔能源的推廣使用也使得采用鍋爐的生產工藝成本大幅上升。為此,隔墻板在推廣生產或擴大產能時不僅需解決資金問題,還面臨著政策的約束。

(3)材料問題

 混凝土輕質隔墻板生產中面臨的材料問題可從使用的輕質混凝土性能以及制備混凝土的原材料兩方面進行闡述。相比于加氣混凝土,預發泡方式制備的泡沫混凝土工序較多。若要制備質量(強度、 密度)穩定的泡沫混凝土,需注意攪拌過程中的泡沫穩定性和靜止時的泡沫穩定性。攪拌過程的泡沫穩定性與所使用的骨料的粒徑、 攪拌制度(攪拌方式、時間、 速度)有關,而靜止時的泡沫穩定性主要與料漿的黏度和凝結時間有關。而使用化學方式發泡制備加氣混凝土生產隔墻板時,其材料及漿體性能需嚴格控制。例如,需使用磨細的石膏、 石灰,而且,需保證氧化鈣含量在 80%以上的中性石灰保證加氣混凝土穩定發泡;需要磨細且二氧化硅含量在 90%的硅砂,以保證加氣混凝土制品在蒸壓養護過程中的水化反應順利進行。要保證隔墻板的質量,必須嚴格控制原材料的質量。不管使用何種輕質混凝土,河砂都是一種重要的原材料,但目前我國建筑市場上河砂的價格越來越高,這對隔墻板行業的發展造成比較大的困難。

此外,陶粒是一種比較常用的輕集料,但我國陶粒的生產技術水平仍需提高,市場上的陶粒存在質量差異性大,部分陶粒仍利用黏土等不環保的材料制備,質量好的陶粒產量低且價格貴。為此,需摻入陶粒制備的隔墻板容易因為陶粒質量問題造成隔墻板質量的不穩定。如何解決河砂貴、 陶粒質量問題是推廣隔墻板的難點。

2 輕質混凝土隔墻板今后的發展方向。

2.1 引氣方式的優化

在混凝土中引入氣體主要有 4 種方式[19,22]:泡沫劑物理發泡、充氣發泡、化學發泡和攪拌發泡。

(1)發泡劑的起泡是指預發泡,需要依靠發泡機,是目前制備泡沫混凝土比較常用的方法。

(2)充氣發泡的原理是利用氣壓裝置(空壓機或鼓風機)產生壓力,把空氣壓入液相,使兩相均勻混合,主要是通過控制充氣壓力和充氣時間 2 個因素來控制進氣量。

(3)化學起泡也稱為后起之秀,是加氣混凝土制備的一種方法,它涉及到在漿料中加入發氣劑(如鋁粉、雙氧水等),并在漿料與發氣劑混合均勻后,通過化學反應將氣泡引入混凝土。料漿的溫度、稠度等均會影響發氣時間、發氣量。

(4)攪動泡沫是指將表面活性劑或其他發泡劑攪拌后再攪拌,通過控制攪拌速度、攪拌時間來控制引氣量,從而達到在混凝土中引氣的目的。泡沫物理發泡、充氣發泡和化學發泡在墻體材料的生產中有一定的應用,但攪拌發泡方法目前只適用于空氣含量低、抗凍性好的引氣混凝土。攪拌發泡的生產工序較其他發泡方式少,在隔墻板生產中應用時不需要改變現有設備或增加其他輔助設備,可以直接控制攪拌速度和時間,以獲得所需要的混凝土,因而值得在隔墻板生產中應用。

推廣使用的一種方式。

2.2 推廣應用免蒸壓養護方式

無蒸汽壓力養護是指在制備混凝土產品時取消高溫高壓的養護工序,只采用常壓高溫、常壓常溫養護來滿足質量要求,是滿足綠色低碳發展要求的生產方式。工業化免蒸養護主要是指蒸汽養護、干熱養護或自然養護,混凝土水化產物結晶度低,主要為鈣礬石和 C-S-H 凝膠。另一方面,通過蒸壓養護,混凝土內部的水化產品結晶度高,主要是由托勃莫來石和 I 型水化硅酸鈣形成的致密多孔晶體連接生體,托勃莫來石有利于提高混凝土的凍結性、減少收縮等。

建筑隔墻板具有重量輕 、安裝效率高 的優點 ,是符合我國建筑工業化 、住宅工業化發展要求 的墻體材料 。 整句智能原創但我國 的隔墻板生產 還存在一些問題 ,亟待解決 。 整句智能原創根據我國建筑業發展的需要 ,優化混凝土引氣方式 ,采用免蒸壓低耗的養護方式 ,用全再生 細骨料替代傳統的河沙 進行固廢利用 ,是提高隔墻板市場競爭力 ,實現隔墻板綠色環保生產 的重要途徑 。

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