石膏墻體材料在建筑中的應(yīng)用....
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石膏是裝配式建筑和墻板生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料,高強(qiáng)度石膏墻板質(zhì)量輕、成型快、白色、中性、無(wú)氣味、節(jié)能環(huán)保,便于機(jī)械化快速安裝,是全世界公認(rèn)的綠色建材,極具發(fā)展前景,將逐步成為未來(lái)墻體的主導(dǎo)材料。一、裝配式建筑用高強(qiáng)度石膏裝配式建筑主要使用各種類型的高強(qiáng)度石膏,其中包括:α型半水高強(qiáng)度石膏、Ⅱ型無(wú)水石膏、以及
石膏是裝配式建筑和墻板生產(chǎn)的基礎(chǔ)材料,高強(qiáng)度石膏墻板質(zhì)量輕、成型快、白色、中性、無(wú)氣味、節(jié)能環(huán)保,便于機(jī)械化快速安裝,是全世界公認(rèn)的綠色建材,極具發(fā)展前景,將逐步成為未來(lái)墻體的主導(dǎo)材料。一、裝配式建筑用高強(qiáng)度石膏裝配式建筑主要使用各種類型的高強(qiáng)度石膏,其中包括:α型半水高強(qiáng)度石膏、Ⅱ型無(wú)水石膏、以及復(fù)合型高強(qiáng)度功能材料等,社會(huì)需求量將越來(lái)越大。1、α型半水高強(qiáng)度石膏高強(qiáng)度石膏是一大類綜合性能全面優(yōu)于水泥的革命性新材料,其抗壓性能比水泥高,并且同等標(biāo)號(hào)的石膏,抗折強(qiáng)度比水泥高一倍以上。石膏顏色白、重量輕、出材率高,能耗低、保溫性能好,使用特別方便,是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的環(huán)保、健康型、綠色新材料。近年來(lái),我國(guó)的α型半水高強(qiáng)度石膏生產(chǎn)技術(shù),有了長(zhǎng)足的發(fā)展,相繼推出的干法α型高強(qiáng)度石膏生產(chǎn)技術(shù),單線生產(chǎn)能力已經(jīng)可以達(dá)到100-500Kt/a;液相法α型超高強(qiáng)度石膏生產(chǎn)技術(shù),單線生產(chǎn)能力也可以達(dá)到50-300Kt/a,國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)先例,這為高強(qiáng)度石膏墻板的生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用,創(chuàng)造了良好的保證條件,也為高強(qiáng)度石膏在墻體領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。2、Ⅱ型無(wú)水石膏Ⅱ型無(wú)水石膏的種類既包括天然石膏,也有煅燒加工的Ⅱ型無(wú)水石膏,并可轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度石膏。采用專門(mén)的加工技術(shù)和配方,Ⅱ型無(wú)水石膏可以轉(zhuǎn)化為具有優(yōu)越性能的新材料。其具有凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng),軟化系數(shù)高,操作性、耐水性好、抗壓、抗折強(qiáng)度高的顯著特性,在許多領(lǐng)域的使用性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于半水α型高強(qiáng)度石膏,是一類潛力很大的新材料。Ⅱ型無(wú)水石膏,特別適宜于加工制作砌筑砂漿、抹灰砂漿、自流平地板砂漿等預(yù)混干拌砂漿材料,軟化系數(shù)通??梢赃_(dá)到0.8以上,再施以必要的技術(shù)提高,即可接近水泥的性能。施以快速轉(zhuǎn)化技術(shù),Ⅱ型無(wú)水石膏也可以制作各類高強(qiáng)度石膏墻板、裝飾板、功能板、代木板等等。3、復(fù)合型功能材料Ⅱ型無(wú)水石膏與α型半水高強(qiáng)度石膏、甚至β型半水石膏采用不同的比例混合,再摻加不同比例的礦物材料、功能材料、化工材料,即可制成各類復(fù)合型高強(qiáng)度功能材料。復(fù)合型高強(qiáng)度功能材料,可以廣泛用于各類墻板生產(chǎn),也可以用作各類墻面、地面、天花板的涂覆、飾面材料。二、嵌裝式墻體嵌裝式墻體是采用嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板和砌筑石膏等,經(jīng)過(guò)拼接、鑲嵌、粘合、抹(或貼)面等作業(yè),干燥、固定后建成的墻體。1、墻板型式與用途嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板,采用400#以上的高強(qiáng)度石膏粉為主要原料,混合一定量的無(wú)害化工業(yè)廢渣、或稻殼、鋸末、竹屑、棉桿等農(nóng)業(yè)廢料,采用科學(xué)配方,機(jī)械化連續(xù)成型的高強(qiáng)度石膏大板。嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板,特別適宜于現(xiàn)代化高層樓盤(pán)的建設(shè),適宜于機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化的安裝工序。施工速度快、效率高,質(zhì)量均一性好。2、基本生產(chǎn)工藝技術(shù)嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板生產(chǎn)線,采用高精度、固定式專業(yè)設(shè)備和連續(xù)澆注成型方法,根據(jù)建筑工程的實(shí)際需要,通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定,可以連續(xù)不間斷地出板并切割為任意寬度和長(zhǎng)度的石膏大板、石膏條板、石膏過(guò)梁板、石膏保溫板或石膏砌塊,也可以根據(jù)用戶要求,加網(wǎng)、加筋、貼面、壓槽,生產(chǎn)高性能、多用途的石膏功能墻體板材。嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板,一般為實(shí)心墻板,可以是石膏陶粒板、礦渣板、發(fā)泡板,也可以是分層澆注,中間為輕質(zhì)的發(fā)泡保溫夾層。3、墻板的性能與特點(diǎn)(1)原料來(lái)源廣嵌裝式高強(qiáng)度石膏墻板,可以使用天然石膏、脫硫石膏、磷石膏等各種石膏原料生產(chǎn)的高強(qiáng)度石膏粉為原料。(2)自由調(diào)整切割尺寸不但可以任意調(diào)整石膏板的厚度、寬度,長(zhǎng)度和寬度都可以自由切割,可以滿足墻體工程對(duì)板材尺寸多樣化的要求;另外,板材縱、橫兩個(gè)方向的壓槽,也可以使現(xiàn)場(chǎng)裁切變得容易。(3)力學(xué)性能好通過(guò)布網(wǎng)、加筋等增強(qiáng)、增韌措施,不但可以滿足大跨度墻體對(duì)石膏板的強(qiáng)度要求,也可以提高墻體的穩(wěn)定性、耐久性。(4)熱能利用率高、熱能、電能消耗低。(5)生產(chǎn)線計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制,產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和外觀品質(zhì)都好。(6)可操作性強(qiáng),施工速度快、施工質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)效益高。三、隔斷式墻體隔斷式墻體,是采用高強(qiáng)度石膏壓型板、連接件和粘結(jié)石膏等,經(jīng)過(guò)拼接、鑲嵌、粘合、飾(或貼)面等作業(yè)組裝成的墻體,隔斷式墻體一般兼有書(shū)櫥、壁柜、衣箱、儲(chǔ)物間、花架、古董架等功能。高強(qiáng)度石膏壓型板,無(wú)臭、無(wú)味,清潔、環(huán)保,具有強(qiáng)度高、不變形、無(wú)蟲(chóng)蛀、無(wú)霉變,防火、阻燃,力學(xué)性能好等優(yōu)良特性,是上好的隔斷式墻體材料。1、高強(qiáng)度石膏壓型板高強(qiáng)度石膏壓型板是以高強(qiáng)度石膏為主要膠凝材料,按照優(yōu)選配方,分別添加多種功能材料、纖維增強(qiáng)材料、以及摻合料等,通過(guò)自動(dòng)化的大型工業(yè)生產(chǎn)線,高質(zhì)量、連續(xù)化生產(chǎn)的多用途無(wú)紙面石膏板材。依據(jù)功能材料和摻合料的不同,石膏壓型板有纖維板、鋸末板、稻殼板、竹絲板、礦渣板等不同類型。2、用途與使用方法石膏壓型板,與紙面石膏板相比,節(jié)省了兩層成本較高、防火性能較差的護(hù)面紙,是制板行業(yè)的一種新產(chǎn)品,它性能良好、外觀漂亮,綜合性能十分優(yōu)越,具有很高的抗沖擊力和力學(xué)性能,內(nèi)部粘結(jié)牢固,具有突出的防潮、防水、防火、絕緣特性,綠色、環(huán)保、無(wú)毒害、不燃燒,還具有隔音、保溫、防火、防靜電、絕緣、防腐等特別優(yōu)異的性能。石膏壓型板不但可以制作隔斷式墻體,也是現(xiàn)代化建筑干粉刷貼面墻、保溫地面、吊頂天花板、壁掛消音板的優(yōu)選材料;也可以用于防火隔斷、防火門(mén),制作室內(nèi)的家具、壁掛、工作臺(tái)等等,石膏壓型板保溫、隔音、平整度好,墻體工程質(zhì)量高。3、生產(chǎn)工藝技術(shù)石膏壓型板的生產(chǎn)技術(shù),是我國(guó)在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)合理成分的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和配方,創(chuàng)新發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)。石膏壓型板的主要生產(chǎn)原料主要為高強(qiáng)度石膏,它可以全部使用天然礦石生產(chǎn),也可以全部或部分的利用工業(yè)副產(chǎn)石膏。石膏壓型板的生產(chǎn)過(guò)程是:首先將石膏原料轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度石膏,再按照設(shè)計(jì)配方添加功能材料、摻合料、水和化學(xué)添加劑等,均勻混合后,配送到鋪裝機(jī),順序完成壓型、養(yǎng)護(hù)、干燥、切邊、打磨、拋光、雕花、敷面等工序后,經(jīng)檢驗(yàn)合格,即成為產(chǎn)品。四、龍骨復(fù)合墻體龍骨復(fù)合墻體是采用中間固定金屬或木龍骨,前后兩面固定石膏板建造的復(fù)合墻體。目前使用的石膏板主要為紙面石膏板,無(wú)紙面石膏板使用的還很少,但目前中高檔墻體建筑對(duì)無(wú)紙面石膏板的渴求十分迫切,隨著社會(huì)的進(jìn)步和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高,高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏復(fù)合墻體的市場(chǎng)將越來(lái)越大。1、紙面石膏板眾所周知,紙面石膏板的生產(chǎn)原料都是β型建筑石膏粉,產(chǎn)品力學(xué)性能較低,制成的紙面石膏板已經(jīng)大量用于龍骨復(fù)合墻板,一般的做法是,先在墻體中間安裝木龍骨或金屬龍骨,再將紙面石膏板固定于龍骨兩側(cè),然后嵌縫,刮膩?zhàn)?,上涂料,做成墻體。目前,由紙面石膏板和龍骨裝配的復(fù)合墻板,一般只用于要求不高的簡(jiǎn)易隔斷墻,其主要原因是:(1)紙面石膏板的力學(xué)性能較差,容易破碎穿洞,房間的安全性差;(2)中間龍骨+二層紙面石膏板的復(fù)合墻體,隔聲性能達(dá)不到38db,不能滿足房間隔聲的要求;(3)墻面的平整度等外觀質(zhì)量較差;(4)火災(zāi)時(shí),紙面石膏板護(hù)面紙會(huì)糊化冒煙,算不上防火材料;(5)遇有潮濕環(huán)境,存在紙面脫落的隱患;(6)相當(dāng)多的紙面石膏板都是采用未經(jīng)凈化處理的工業(yè)副產(chǎn)石膏為原料生產(chǎn)的制品,客觀上存在污染危害。2、高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏墻板近年來(lái),使用厚度20~25mm的高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏板與龍骨復(fù)合建造的墻體備受青睞。這是因?yàn)椋邚?qiáng)度無(wú)紙面石膏板與龍骨復(fù)合的墻體具有美觀的外形和更高的使用價(jià)值,造價(jià)不超過(guò)20%,卻完全避免了紙面石膏板與龍骨復(fù)合墻板的那些弊端,成為中高檔墻體的首選。將來(lái)的高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏板,會(huì)有許多不同的型式,目前,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的主要有以下幾個(gè)類型:(1)澆注式墻板澆注式高強(qiáng)度石膏墻板,是采用400#以上的高強(qiáng)度石膏,復(fù)合摻加部分礦物材料、纖維材料、或經(jīng)過(guò)處理的工農(nóng)業(yè)廢渣、廢料,以及少量改性、增益材料,均勻制漿后澆注成型的墻體板材。澆注式高強(qiáng)度石膏墻板,特別適宜于建造高檔復(fù)合墻體,也可以作為地板、裝飾板使用,添加特別材料,也可以用作防水板、防火板、防磁、絕緣板……采用不同的澆注型式,可以建設(shè)年生產(chǎn)能力為50~500Km2/a的加工生產(chǎn)線。(2)切割型墻板切割型高強(qiáng)度石膏墻板,它可以采用400#以上的α型高強(qiáng)度石膏,也可以采用特制的Ⅱ型無(wú)水石膏,復(fù)合摻加部分礦物級(jí)配、色配粒料,纖維材料,以及少量防水、保健、色素、加香材料,均勻制漿后,先澆注成型為巨型的塊體材料,待硬化定型后,再按設(shè)定厚度切割成為要求的墻體板材,根據(jù)需要也可以進(jìn)行后期的研磨、拋光或雕花。切割型高強(qiáng)度石膏墻板,一般類似于彩色水磨石,它可以制作的色彩斑斕,特別適用于建筑物的窗臺(tái)板、過(guò)梁下免飾墊板,門(mén)洞、窗洞的裝飾板、套板,以及電梯井、電纜井的飾面板,當(dāng)然,也可以用于墻板、地板、天花板。采用不同的澆注型式,可以建設(shè)年生產(chǎn)能力為10~100Km2/a的加工生產(chǎn)線。(3)連續(xù)成型墻板連續(xù)成型高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏板,有單層、多層之分,單層加網(wǎng)的石膏板,生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單,但石膏板容易撓曲形變,影響使用效果;多層加筋?yuàn)A層的高強(qiáng)度石膏板工藝比較復(fù)雜,但石膏板質(zhì)量輕、不易變形,使用效果好。連續(xù)成型高強(qiáng)度石膏板,單層的主要用于建筑物的墻板、裝飾板;家筋?yuàn)A層的高檔板還可以用作隔斷板、家具板、防火門(mén)、通風(fēng)管道等。采用不同的生產(chǎn)線設(shè)備,年生產(chǎn)能力可以達(dá)到5~30Mm2/a。五、現(xiàn)澆墻體現(xiàn)澆墻體一般是指使用各類復(fù)合型高強(qiáng)度石膏功能材料為主要原料,在施工現(xiàn)場(chǎng)加水配制漿料、泵送到工作面,通過(guò)模箱澆注、掛網(wǎng)噴涂、機(jī)械打印、面層整飾等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),直接成型建筑墻體的施工技術(shù)。現(xiàn)澆墻體具有機(jī)械化、自動(dòng)化、連續(xù)化程度高,施工速度快,墻體結(jié)構(gòu)性好,不易變形、開(kāi)裂,可靠性、耐久性好,建造成本低、投資效益好等許多優(yōu)點(diǎn),一定會(huì)成為未來(lái)墻體建筑的主要形式。1、模箱式模箱式現(xiàn)澆墻體,根據(jù)模箱的不同類型,有以下幾種不同型式:(1)可拆卸拼裝模板:是采用平整、堅(jiān)實(shí)、不粘結(jié)模板封閉成箱,再將二側(cè)可靠固定,注入石膏料漿、快速成型石膏墻體,然后拆除模具,再涂飾、整理墻面的施工方法。這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)是同一模具可用于不同的墻體施工,模具占用量少,投資費(fèi)用較少;缺點(diǎn)是模具安裝、拆卸、清理的工作量大,墻面的后整理工作量也比較大,人工成本高。(2)永久模板:采用10~15mm高強(qiáng)度無(wú)紙面石膏板作為永久模板,毛面向內(nèi)、飾面向外,使用粘結(jié)石膏勾縫,封閉成箱,再將墻板二側(cè)可靠支撐、固定,注入石膏料漿后成型石膏墻體,墻體與石膏模具板硬化為一體,無(wú)需拆除模板,模板即為永久墻面。永久模板的優(yōu)點(diǎn)是不需要拆卸、清理模板,墻面的后整理工作量也大大減少,人工成本低;缺點(diǎn)是需要增加石膏模板的投資費(fèi)用。(3)移動(dòng)式模板:顧名思義,移動(dòng)式模板是根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)尺寸專業(yè)設(shè)計(jì)的整體式模箱,下部帶有萬(wàn)向輥輪可以移動(dòng)或定位。移動(dòng)式模板優(yōu)點(diǎn)是不需要人工反復(fù)的安裝、拆卸、清理模具,人工成本低,勞動(dòng)強(qiáng)度小。缺點(diǎn)是模具投資較高。2、噴涂式噴涂式現(xiàn)澆墻體,也有以下幾種不同型式:(1)掛網(wǎng)噴涂:是先在待施工墻洞懸掛并固定金屬、或高分子壁網(wǎng)材料,噴涂界面材料后,再噴涂抹灰石膏砂漿,二面抹平后筑成墻體。根據(jù)不同的保溫、隔聲需要,可以采取一層網(wǎng)、二面噴涂,或二層網(wǎng)、單面噴涂的不同形式。(2)鋼懸索噴涂:對(duì)于抗震要求高、或空間較大的墻面,可以先在待施工墻洞張緊鋼懸索,再鋪設(shè)壁網(wǎng)材料,然后噴涂成墻。(3)夾心噴涂:是先在待施工墻洞布置并固定泡沫板等輕質(zhì)板材,也可以使用空心紙管、塑料管,涂覆界面材料后,再噴涂抹灰石膏砂漿,前后二面抹平后即成夾心(或空心)現(xiàn)澆墻體。3、打印式打印式現(xiàn)澆墻體,是近年興起的施工新技術(shù)。它就像燕子壘窩,蜜蜂筑巢,也類似于現(xiàn)在的高架橋施工,施以漿體材料,不斷的注入、不斷的凝結(jié),在連續(xù)不斷的漸變過(guò)程中,長(zhǎng)大成墻。眾所周知,高強(qiáng)度石膏,特別是α型半水高強(qiáng)度石膏,具有凝結(jié)很快的自然特性,并且石膏本身硬度低,對(duì)設(shè)備、尤其是打印頭的磨損很低,特別適宜于打印式注漿施工現(xiàn)澆墻體。打印現(xiàn)澆墻體比較簡(jiǎn)單,若用于整個(gè)建筑的3D打印,就要復(fù)雜一些,它需要配合多種材料、多種配方,采用不同的打印、輸送方式,需要一定規(guī)模的設(shè)備,才能較好的完成,但距實(shí)現(xiàn)之日已經(jīng)不遠(yuǎn)。六、展望近年來(lái),國(guó)家出臺(tái)了一系列政策,大力推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展。石膏墻體新材料優(yōu)勢(shì)顯著,已在多國(guó)裝配式建筑上得到應(yīng)用,是用于裝配式建筑中新型墻材的最佳選擇,擁有廣闊的市場(chǎng)前景。裝配式建筑與石膏墻體材料,涉及建筑、建材、機(jī)械、電器、化工環(huán)保等許多個(gè)領(lǐng)域,是一個(gè)宏大的系統(tǒng)工程,需要多個(gè)行業(yè)專業(yè)人士的協(xié)作配合和不斷創(chuàng)新,才能真正實(shí)現(xiàn)國(guó)家的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。