复合塑料建筑模板的现状及发展前景

梅 华，李张苗，李瑞红

复合塑料建筑模板的现状及发展前景

梅 华，李张苗，李瑞红

（南通职业大学建筑工程学院，江苏省南通市 226007）

综述了国内外复合塑料建筑模板的生产现状及发展前景。国外开发的可重复使用500次的钢框塑料模板具有质量轻，清洗、修补方便等特点，但初期投入较高。复合塑料建筑模板制作工艺简单，主要采用成本低廉的废旧塑料为原料，既符合国家节能环保的要求，也适应国家产业政策发展的方向。复合塑料建筑模板强度高、可塑性好、施工速度快，不但适用于潮湿的环境，且在小于700 ℃时不燃烧。因此复合塑料建筑模板发展前景广阔。

复合塑料 建筑模板 废旧塑料 节能 环保

目前，我国建筑行业使用的建筑模板种类主要有木模板、竹模板、钢模板、铝合金模板、塑料模板等。钢模板的生产率仅为塑料模板的1/5，且价格较高；木模板与竹胶模板的产量不能满足建筑业发展的需求；复合塑料建筑模板制作工艺简单，采用热压机即可快速模压成型，且主要采用成本低廉的废旧塑料为原料，报废后的模板经处理后可以再生成塑料模板或其他产品。复合塑料建筑模板表面平整光滑，机械加工的板面平整度误差小于0.3 mm ，厚薄均匀[1-2]。塑料与混凝土的热膨胀系数差别较大，而且塑料与混凝土不相容，浇筑完毕后，塑料模板会与混凝土自动脱离，减少了劳动量。 塑料可塑性强，通过调整模板内衬的形状，可生产不同形状和规格的复合塑料建筑模板，而且添加阻燃材料可满足材料对阻燃性能的要求。钢模板阻燃性能较好且可回收利用，但遇水易生锈，使用寿命短[3-5]。使用复合塑料建筑模板可实现绿色环保、节能高效的建筑施工。本文综述了复合塑料建筑模板的现状及发展前景。各种模板的性能对比见表1。

表1　各种建筑模板的性能对比Tab.1 Property comparisons of different construction formworks

1　复合塑料建筑模板生产现状

1.1国外生产现状

复合塑料建筑模板的生产能耗较低[如聚氯乙烯（PVC）的生产能耗约为钢材的1/5，铝材的1/8]。德国MEVA模板公司研制使用次数超过500次的钢框塑料模板具有质量轻，清洗、修补方便等特点，但初期投入较高，主要用于租赁。复合塑料建筑模板以废旧塑料为主要原料，按不同配比合理掺混，再根据不同的使用要求添加各种助剂（如阻燃剂，耐高温、抗冲击助剂等），采用注塑工艺一次成型。因此，复合塑料建筑模板的推广应用可节约资源，且可大幅降低生产成本。

美国Symons模板公司开发了多种塑料装饰衬模，用于各类建筑物的外墙和地坪，在混凝土内掺入不同颜料，可以成型各种颜色和花纹的外装饰。美国ACC模板公司开发的全塑料装饰墙模，可以用于各种仿石块的混凝土墙面，装饰效果极佳。美国一些模板公司还开发了可用于墙体保温层的一次性泡沫塑料模板。德国PECA模板公司开发了一种在钢筋骨架上黏贴一层塑料布的模板，主要用于基础、楼板等施工。德国NOE模板公司开发的可塑模板内衬可以把多种外饰面（如木纹、大理石、花岗岩等）真实地表现到混凝土上[6]。日本Kanaflex集团公司开发的轻型塑料模板，每平方米的质量仅为6.9 kg，主要用于楼板模板。斯洛文尼亚EPIC集团公司使用聚丙烯为基材、特殊纤维增强的复合材料为原料，采用注塑模压成型制备建筑模板。该模板的装拆速度快、施工简便，最大的模板质量仅为17.6 kg，可以使用300次以上，报废后能够全部回收再制成新模板。

1.2 国内生产现状

我国研制的复合塑料建筑模板的吸水膨胀率小于0.06%，在水中长期浸泡也不会分层，可以保持稳定的板材尺寸；表面硬度高，韧性好，温度在-60～130 ℃都能正常使用；加工性能好，能承受各种施工荷载，施工过程中不易爆模。

母液池料是氯碱化工企业的混杂废料，成分复杂，利用难度大，直接用于生产建筑模板会影响模板力学性能，使模板失去使用价值。为实现资源的优化利用，开辟母液池料新用途，张友新[7]采用抗冲型丙烯酸酯类改性剂增韧改性母液池料，用于生产建筑模板，使用偶联剂活化的共混纳米CaCO3把无机材料与高分子材料的界面连接起来，形成网状结构，增加相互间的键合力，提高界面黏结强度，从而改善母液池料体系的相容性。当母液池料体系中共混纳米CaCO3用量为40.0 phr，丙烯酸酯类改性剂用量为2.5 phr时，制备的建筑模板与用PVC生产的建筑模板具有同样的性能。

新型PVC复合塑料模板以废旧PVC塑料及木粉为原料，采用挤出成型法制备，该方法制备工艺简单，模板循环利用次数高，性价比高，在新型模板中占据优势地位。张红梅[8]研究了特定配方PVC复合塑料模板的材料性能及工作性能，为新型模板的应用及推广提供了理论基础。田磊等[9]以剑麻纤维和PVC再生塑料为原料制备了复合塑料建筑模板，当剑麻纤维质量分数为24%时，所制复合塑料建筑模板具有较好的力学性能。张小伟等[10]以PVC为基材，加入经过粉碎干燥后的木粉、调节剂、稳定剂及发泡剂，采用挤出工艺制备的木塑复合塑料建筑模板的基本性能均能达到国家标准要求，满足工程需求。张友新[11]研究了偶联剂活化的煤灰/CaCO3共混粉在生产PVC木塑结皮发泡建筑模板中的应用。结果表明：与使用一种活化料相比，采用两种活化料填充生产的PVC木塑结皮发泡板材的改性效果显著，产品综合性能提高。

张帅等[12]结合挤出成型法将废旧聚乙烯（WPE）和废旧聚丙烯（WPP）分别制成WPE基、WPP基木塑复合材料。结果表明：WPP基木塑复合模板比WPE基的单位面积成本高26.0%[13-14]，但支撑跨度为0.5 m时，WPE基木塑复合模板，在保证力学性能的同时，实现了较好的经济效益[15-16]。刘玉强[17]以稻谷壳、废旧塑料为主要原料，经高温共混制备的木塑复合塑料建筑模板具有良好的力学性能，满足建筑施工要求；但木塑复合塑料相对较差的力学性能，使其应用受限，在模板材料中间增设玻璃纤维布，可提高材料的力学性能。刘淼[18]采用化学方法改性稻壳粉，极大提高了稻壳粉与废旧塑料的相容性，从而改善了建筑模板的加工性能和力学性能，并为农作物秸秆的利用开辟了新途径。蔺焘[19]采用不同种类废旧塑料与棉秆纤维束复合，制备废旧塑料/棉秆复合模板。研究表明：用WPP制备的复合模板的静曲强度和弹性模量最大，WPE次之。梅超群[20]采用杨木木粉和高密度聚乙烯制备木塑复合材料，通过对杨木木粉表面进行改性，优化了木塑复合材料的加工工艺，并研究了木粉的表面特性与复合材料性能的关系。吴厚增[21]研究聚丙烯模板的力学性能及支撑设计发现，聚丙烯模板完全满足建筑模板的要求。与其他传统建筑模板相比，虽然聚丙烯模板的单价比木模板和竹模板高，但由于其具有较高的周转次数和残余价值，因此聚丙烯模板的平均使用费用反而更低。以有“白色污染”之称的废旧塑料和有“黑色污染”之称的工业废渣粉煤灰作主要原料，通过热压制板工艺制备了废旧塑料/粉煤灰复合塑料建筑模板。当模板的加热温度和成型压力及保温时间分别为240 ℃，3.0 MPa，40 min，废旧塑料质量分数为60%，粉煤灰质量分数为40%，废旧塑料中m（WPE）∶m（WPP）为2∶3时，所制复合模板的成型性能及综合力学性能最佳，且模板具有密度小，吸水率低，溶解率低，冷热尺寸稳定性好的特点。中阳建设集团有限公司和江西省建材科研设计院合作研发的新型复合塑料建筑模板以废旧塑料为主体材料，木质纤维、轻质CaCO3等为填料，并添加各种助剂改性，是一种节能环保型建筑模板[22]。

青岛中塑机械制造有限公司研制成功一种用来生产PVC木塑板和建筑模板的机械设备，可将PVC等回收塑料和废弃的植物纤维（如木屑、秸秆、稻壳等）充分混合，采用特殊工艺制备木塑板和建筑模板。所制板材表面平整、光洁，强度高，不含甲醛，易剥离，废料可回收再利用，广泛用于车船内饰业、家具业、包装业、建筑业、广告业等，用作建筑模板的数量更是不可估计[23]。

2　玻璃纤维增强热塑性塑料（GMT塑料）

GMT塑料是加入玻璃纤维和云母的板型复合材料，基材为可塑性聚丙烯及其合金，它具有钢材和玻璃钢材料的共同特质（如强度高、质轻、耐疲劳、抗冲击、耐磨等优点），可用于楼板模板和墙体模板[24]。GMT塑料模板强度和刚度较高，在正确规范使用的前提下，可循环使用50次左右，且受热时不变形或弯曲。模板表层光滑，无需使用脱膜剂，用清水清洗即可，而且混凝土表面平整光洁[25]。GMT塑料模板可全部回收再利用，节省了废物处理费，作为“以塑代木”的替代产品，有利于节约木材，保护森林资源和生态环境。

3　复合塑料建筑模板的发展前景

复合塑料建筑模板具有的优势：1）平坦光洁。塑料建筑模板拼接紧密平坦，脱模后混凝土结构的光洁度较高，无需2次抹灰，省工省料。2）简洁易装。质轻，技术适应性强，可随意构成任意几何形状，满足各种形状修建支模需求。3）脱模简洁。混凝土不黏板面，无需脱模剂，轻松脱模，容易清灰。4）安稳耐候。力学强度高，在-20～60℃时，不缩短、不湿胀、不开裂、不变形、尺寸稳定，耐碱防腐、阻燃防水。5）易维护。塑料建筑模板不吸水，维护或保管方便。6）成本低。周转次数多，平面模板不低于30次，柱梁模板不低于40次。7）节能环保。边角料和废旧模板能够回收再造。

复合塑料建筑模板的推广应用，可以降低劳动强度，提高作业效率，引导建筑施工企业尽快适用绿色施工和循环经济建设，提高整个建筑施工产业的技术含量和节能效果。复合塑料建筑模板不但适用于潮湿、氯盐侵蚀环境，而且在低于700℃时不燃烧，为进军海上建设项目提供土木工程施工技术支撑[26-28]。因此，复合塑料模板具有广阔的发展前景。

4　结语

复合塑料建筑模板有效的利用废旧资源，既符合国家节能环保要求，也适应国家产业政策发展方向。复合塑料建筑模板具有强度高、脱模简单、可塑性好等优点，而且生产过程简便，模板可回收再利用，极大减少了建筑垃圾，低碳环保，有利于节约能源，可带来良好的能源效率和环保效益，在强调绿色施工的现代建筑市场中应用广泛，具有广阔的发展前景。

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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。

梅华，女，1977年生，硕士，2000年毕业于南京河海大学土木工程系，主要研究方向为建筑施工、建筑材料、建筑力学。E-mail：31982528@qq.com。