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    我國GRC制品發(fā)展現狀和建議

    發(fā)表日期:2021-03-29

    (中國新型建材(集團)公司)(中國新型建材專(zhuān)業(yè)委員會(huì ))

    利用耐堿玻璃纖維和低堿度水泥制造的GRC制品,是世界近30年來(lái)新開(kāi)發(fā)的一種新型復合材料,是人類(lèi)社會(huì )運用高新技術(shù)對材料進(jìn)行復合利用取得的又一重要成果。GRC具有輕質(zhì)、高強、隔熱保溫、防水、防火、可加工性良好,價(jià)格適中等諸多的優(yōu)點(diǎn)獲得了各國材料界的公認,在建筑工程、市政工程、農業(yè)工程、水利工程和園林工程等許多領(lǐng)域的應用中取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟效果,顯示廣闊的發(fā)展前景。

    一、國外發(fā)展概況

    GRC制品的生產(chǎn)與應用,始于70年代初期。首先由英國的建筑研究機構(BRE)與皮爾金頓(Pilkigton)玻璃公司進(jìn)行抗堿玻璃纖維增強波特蘭水泥制品的聯(lián)合開(kāi)發(fā)。其后又逐漸擴展到日本、美國、德國、荷蘭、西班牙、意大利、中國、新加坡、羅馬尼亞等40多個(gè)國家,目前,計有500多家公司取得制造GRC制品的許可證。據不完全統計,全世界GRC年產(chǎn)量約40多萬(wàn)噸,其中日本年產(chǎn)量約達12萬(wàn)噸,美國約8萬(wàn)噸,歐洲各國10萬(wàn)噸以上,中國約達8萬(wàn)噸以上。

    GRC生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)近30年來(lái)的不斷發(fā)展,已達到較高的水平。GRC板規?;a(chǎn)技術(shù)裝備已在眾多的國家得到了廣泛應用。已有高速?lài)娢尚头?、流漿法、擠出法等多種成熟的生產(chǎn)工藝技術(shù),生產(chǎn)線(xiàn)一般年生產(chǎn)能力為300—500萬(wàn)m2,最大的生產(chǎn)線(xiàn)年生產(chǎn)能力可達600萬(wàn)m2。

    日本是世界上GRC發(fā)展較快的國家。目前正以15%的速度在遞增。日本的GRC生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平近幾年發(fā)展較快,其中最大的制造廠(chǎng)為旭硝子公司。該公司80年代初發(fā)明的連續噴射抽吸快速一體成型工藝線(xiàn),機械化水平高,年生產(chǎn)GRC外墻板能力可達450萬(wàn)m2,可生產(chǎn)一種輕質(zhì)、高強、耐火、外表十分美觀(guān)的新型外墻板(叫洪濱板Honban)。目前這種板,作為民用建筑的外墻使用,頗受歡迎。

    美國也在大力發(fā)展GRC制品,1989年的市場(chǎng)規模為0.9億美元,美國在建筑上應用的非承重外墻模板,永久性模板,累計已達300萬(wàn)m2。

    德國是歐洲GRC發(fā)展較快的國家,其產(chǎn)量約占全歐洲的50%以上,年產(chǎn)量約為6萬(wàn)噸。海德堡水泥公司與奧地利托尼工業(yè)公司在80年代初聯(lián)合開(kāi)發(fā)Wellcrete(韋爾克萊脫)成型法,已于1987年在德國建成生產(chǎn)線(xiàn)投入生產(chǎn)。此生產(chǎn)線(xiàn)是采用流漿法工藝,生產(chǎn)線(xiàn)年設計生產(chǎn)能力為300萬(wàn)m2,生產(chǎn)速度為10m/min。

    英國是GRC制品發(fā)展的鼻祖。目前英國發(fā)展的GRC成型方法有噴吸法,預拌法和抄取法。英國皮爾金頓公司年產(chǎn)抗堿玻璃纖維約3000T。

    荷蘭也在積極發(fā)展推廣應用GRC,荷蘭Torton公司建有多條GRC半自動(dòng)成型工藝生產(chǎn)線(xiàn),一條生產(chǎn)線(xiàn)每年可生產(chǎn)各種GRC制品10.3萬(wàn)噸,生產(chǎn)各種規格的平板和異型板,構件最大規格可達長(cháng)8m,寬2m,用于工程的外掛墻板。

    西班牙,阿爾及利亞也積極發(fā)展GRC制品,至今已在建筑工程中使用100余萬(wàn)m2的制品,主要用作持板,復合板、墻面修理及永久模板等。

    新加坡惠康公司于1983年引進(jìn)英國制造GRC的生產(chǎn)技術(shù);近年來(lái),已在一些高級建筑物中大量使用GRC外墻板。

    總之,GRC制品在國外已獲得了較快的發(fā)展,GRC制品在建材工業(yè)中的地位已得到確立,目前GRC在國外正朝著(zhù)進(jìn)一步提高裝備的現代化,改進(jìn)成型工藝,降低產(chǎn)品成本,提高制品性能,和擴大應用領(lǐng)域等方面努力。

    二、國內發(fā)展概況

    我國GRC工業(yè)的形成稍后于美、歐、日等國。我國在1977—1978年相繼研制成功抗堿玻璃纖維和低堿度水泥,并經(jīng)“六五”、“七五”科技攻關(guān),先后完成了GRC用抗堿玻璃纖維的生產(chǎn)線(xiàn)建設;GRC材性、耐久性的研究;噴射成型工藝和成型機組的研制;GRC外墻板中試線(xiàn)建設以及GRC外墻板在多層和高層建筑的應用等重要課題的研究。特別是我國科學(xué)工作者在GRC的研制、生產(chǎn)和應用中,始終堅持“雙保險”(抗堿玻纖與低堿水泥相復合)的技術(shù)路線(xiàn),因此,使我國GRC獲得了穩定、健康的發(fā)展。據不完全統計,全國從事GRC研制和生產(chǎn)單位已達200多家,已開(kāi)發(fā)的品種很多,下面僅介紹其中有代表性的幾個(gè)品種:

    1、GRC輕質(zhì)空心隔墻板

    GRC輕質(zhì)空心隔墻板是以低堿度水泥為膠凝材料,膨脹珍珠巖為集料,抗堿玻璃纖維織造的網(wǎng)格布為增強材料,采用臺座法和機組流水法等工藝成型方法制成。具有重量輕、強度高、防火性好,防水、防潮性好,抗震性好,干縮變形小,制作簡(jiǎn)便、安裝快捷等特點(diǎn)。在建筑工程中適用于非承重的墻體部位。主要用于多層居住建筑的分室、分戶(hù)墻、廚房、衛生間隔墻及陽(yáng)臺分戶(hù)墻,公共建筑的內隔墻、工業(yè)廠(chǎng)房的內隔墻,工業(yè)建筑的圍護外墻等。

    全國不少地區都建有生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)這種新型墻體材料,據統計,全國1999年年產(chǎn)量約1500萬(wàn)m2左右,僅北京年產(chǎn)量約在50萬(wàn)m2以上。這種隔墻板目前生產(chǎn)方式還比較落后,自動(dòng)化、機械化水平尚較低,其制作技術(shù)與裝備正處于改進(jìn)與發(fā)展階段。

    2.GRC復臺外墻板

    GRC復合外墻板是由帶肋的GRC板為內外面層,中間填充保溫隔熱材料,經(jīng)成型、養護而成。具有墻體薄、重量輕、強度高、韌性好以及保溫、防水、耐久、抗裂、加工簡(jiǎn)易、造型豐富、施工方便等特點(diǎn)。目前,我國開(kāi)發(fā)的GRC復合外墻板品種較多,按墻體大小分,有單開(kāi)間墻板和雙開(kāi)間墻板;按保溫層材料分有水泥珍珠巖芯層和巖棉芯層,也可用其他保溫材料制成的各種墻材。這種復合外墻板適用于多層和高層建筑的非承重建筑外墻

    青島的客來(lái)賓館,建筑面積2萬(wàn)m2,高82m,26層,原設計采用進(jìn)口GRC板,后改用北京新型建材總廠(chǎng)的GRC外墻板,共2390m2,為國家節約外匯110萬(wàn)美元。

    亞運會(huì )羽排館,建筑面積l萬(wàn)m2,高度30m,其外墻由四錐面體的504塊(單板尺寸為3100×2240nvn)異形GRC殼板組成。在建造中,由于充分發(fā)揮了GRC的輕質(zhì)高強,立面造型新穎、豐富、運輸吊裝方便等優(yōu)點(diǎn),受到用戶(hù)的好評。

    深圳高33層的錦銹大廈和高55層的羅湖商業(yè)中心大廈的內隔墻,都選用以膨脹珍珠巖混合料為芯層的GRC夾芯板,都取得了良好的效果。

    3.GRC網(wǎng)架面板

    GRC網(wǎng)架屋面板系用GRC為面板與預應力混凝土肋復合而成。該板具有自重輕、強度高,耐高沖擊、防水、防火、施工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。采用這種屋面板有明顯節約鋼材,縮短吊裝周期的效果。如與同規格的鋼筋混凝土網(wǎng)架屋面板相比,每平方米可節約鋼筋2—2.5kg,可縮短吊裝周期,節省工時(shí)1/3。如北新建材(集團)公司生產(chǎn)的GRC大跨度屋面板(長(cháng)5.5m,寬12m)應用于海南鳳凰國際機場(chǎng)樓,獲得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

    S—GRC輕質(zhì)平板

    北新建材(集團)有限公司研制生產(chǎn)的一種新型GRC產(chǎn)品,即輕質(zhì)玻璃纖維增強水泥板(簡(jiǎn)稱(chēng)S—GRC板)。這種板材的物理性能與日本的輕質(zhì)GRC板(HONBAN板)相當。它與普通GRC板材相比,除保持了強度較高、耐水不燃等特點(diǎn)外,還兼有密度低,易加工,可鋸、可刨、可釘便于施工等優(yōu)點(diǎn)。這種板材特別適用于作建筑的內隔墻和吊頂材料。如衛生間、地下室的內隔墻和吊頂,也適用于電梯井、通道、管道等部位。該產(chǎn)品已獲得國家發(fā)明專(zhuān)利,產(chǎn)品在北京各大賓館、飯店累計使用已達100萬(wàn)m2以上。其中天壇飯店衛生間就使用了1.2萬(wàn)m2。

    目前我國開(kāi)發(fā)的GRC產(chǎn)品尚有GRC保溫屋面板、GRC永久性模板、GRC隔聲屏障、波瓦等等。如廣深準高速鐵路石龍特大橋隔聲屏采用GRC隔聲板作隔聲屏障,共采用GRC板12850m2,河北石家莊電廠(chǎng)采用GRC作永久性模板等都獲得良好的效果。

    我國GRC制品經(jīng)近30年來(lái)的努力,獲得了較快的發(fā)展,但我國GRC行業(yè)水平,從整體來(lái)說(shuō)與國外先進(jìn)國家相比還有較大差距,主要表現在:

    (1)抗堿玻璃纖維產(chǎn)品品種尚不多,產(chǎn)量尚較??;

    (2)GRC生產(chǎn)工藝和裝備尚較落后,規?;?、機械化水平尚較低;

    (3)GRC制品在建筑上和其它工程上的應用,應用面尚不廣,應用量尚較??;

    (4)科學(xué)研究經(jīng)費投入不足,研究尚欠深入,特別是應用研究,生產(chǎn)工藝裝備的研究滯后,產(chǎn)品標準、施工規范、圖案等跟不上發(fā)展需要。

    三、幾點(diǎn)建議

    1.深入對”雙保險”的技術(shù)路線(xiàn)的研究,提高其理論和實(shí)踐水平

    國外在GRC的研究和生產(chǎn)中,大多數走的是采用抗堿玻璃纖維增強普通硅酸鹽水泥的路線(xiàn)。眾所周知,普通硅酸鹽水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生大量的Ca(OH)2硬化體乳溶液之堿度較高,對抗堿玻璃纖維的侵蝕帶來(lái)危害,嚴重影響著(zhù)制品的耐久性。

    而我國在GRC的研制和開(kāi)發(fā)中,走的是“雙保險”的技術(shù)路子。即既使用抗堿玻璃纖維,以提高其在水化硬化水泥的高堿性環(huán)境中的耐蝕性,又采用PH值不大于11.5的低堿度水泥(如硫酸鋁Ⅰ型低堿度水泥等)減少水泥水化時(shí)氫氧化鈣(Ca(OH)2)的生成量,降低了抗堿玻纖使用環(huán)境的堿度,減少了對抗堿玻纖的侵蝕性,根據有關(guān)專(zhuān)家介紹,這種雙保險的技術(shù)路線(xiàn)制成的GRC制品,在北京室外大氣環(huán)境中使用,其強度半衰期可達100年。建議進(jìn)一步深入對“雙保險”技術(shù)路線(xiàn)結構、機理的研究,跟蹤耐久性試驗以理論和實(shí)踐相結合,詳實(shí)的數據,對“雙保險”路線(xiàn)的耐久性進(jìn)行科學(xué)的評價(jià),以促進(jìn)GRC健康向前發(fā)展。

    2.適當引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù),盡快提高我國GRC生產(chǎn)工藝裝備水平

    目前我國GRC制品的生產(chǎn)能力已初具規模,但生產(chǎn)工藝和裝備尚較落后,目前我國GRC生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)規模只有20萬(wàn)m2,因此,存在著(zhù)生產(chǎn)規模小,成本高、經(jīng)濟效益較差等缺點(diǎn)。而國外如德國已開(kāi)發(fā)GRC板生產(chǎn)線(xiàn)的規模產(chǎn)量已達300萬(wàn)m2,日本開(kāi)發(fā)的HONBAN板快速一體成型工藝線(xiàn)的年產(chǎn)量甚至可達600萬(wàn)m2。因此,為了盡快縮短與國外的差距,建議有選擇地引進(jìn)國外全自動(dòng),連續生產(chǎn)GRC板工藝線(xiàn)的關(guān)鍵設備,并重視在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)和裝備的基礎上,進(jìn)行創(chuàng )新制備有中國特色的GRC生產(chǎn)線(xiàn),并逐漸陶汰目前我國GRC生產(chǎn)中,廣泛采用規模小的落后的工藝裝備。

    3.進(jìn)一步提高GRC所用主要原材料的產(chǎn)量和質(zhì)量水平

    GRC采用的主要原材料硫鋁酸鹽低堿度水泥和抗堿玻璃纖維,但無(wú)論從產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)規模、產(chǎn)品品種和質(zhì)量等方面都尚存在較大差距,如目前,北京建材研究院(400T)、鄭州華宇新材公司(180T)、襄樊玻纖廠(chǎng)(140T)、蚌埠玻璃鋼廠(chǎng)(170T)、丹陽(yáng)玻璃纖維廠(chǎng)(40T)等幾個(gè)玻璃纖維生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的抗堿玻纖,在硬挺性、分散性、切割性等方面與國外先進(jìn)國家相比,尚有一定差距。北京引進(jìn)的一條年產(chǎn)5000T的生產(chǎn)線(xiàn),已建成投產(chǎn),可望提高我國現有的抗堿玻璃纖維品種和質(zhì)量水平。

    4.確保GRC產(chǎn)品質(zhì)量,抵制劣質(zhì)產(chǎn)品流入市場(chǎng)

    所有GRC生產(chǎn)廠(chǎng)家都應始終如一的貫徹“雙保險”的技術(shù)路線(xiàn),嚴格按產(chǎn)品標準組織生產(chǎn),以確保產(chǎn)品的耐久性在100年以上。對于一些在經(jīng)濟利益驅動(dòng)下,采用普通玻璃纖維,劣質(zhì)被覆抗堿玻璃纖維網(wǎng)格布和普通水泥制造的GRC制品,都是違法行為,必須予以抑制,防止這不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng),并限制其在建筑工程上使用。

    5.要重視科技研究,并搞了配套工作

    要增加GRC科技的投入,對GRC生產(chǎn)配方、生產(chǎn)工藝過(guò)程、重大關(guān)鍵設備、應用技術(shù)等都應列題進(jìn)行深入的研究,集中優(yōu)勢兵力進(jìn)行攻關(guān),開(kāi)發(fā)出國際上一流的GRC產(chǎn)品、一流的生產(chǎn)工藝和裝備,培養出世界上一流的科技、研究、設計、生產(chǎn)專(zhuān)家和企業(yè)家。要繼續加強科研、生產(chǎn)、設計、施工等部門(mén)的緊密配合,不但要做好產(chǎn)品標準——施工圖案——檢收規范等的配套工作,還要注意做好板縫密封材料,表面裝飾材料,復合板用的保溫材料等相關(guān)配套材料的選用和應用技術(shù)工作。

    6.進(jìn)一步開(kāi)拓GRC制品的應用領(lǐng)域

    GRC制品在建筑、交通、農業(yè)等行業(yè)的應用取得了可喜的成績(jì)。但其應用范圍尚不廣,還必須充分發(fā)揮GRC制品的固有特色,積極開(kāi)拓新的應用領(lǐng)域。

    (本資料由天津市建筑材料交易中心整理)

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