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          我國GRC制品發展現狀和建議

          發表日期:2021-03-29

          (中國新型建材(集團)公司)(中國新型建材專業委員會)

          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年來新開發的一種新型復合材料,是人類社會運用高新技術對材料進行復合利用取得的又一重要成果。GRC具有輕質、高強、隔熱保溫、防水、防火、可加工性良好,價格適中等諸多的優點獲得了各國材料界的公認,在建筑工程、市政工程、農業工程、水利工程和園林工程等許多領域的應用中取得了明顯的技術經濟效果,顯示廣闊的發展前景。

          一、國外發展概況

          GRC制品的生產與應用,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)玻璃公司進行抗堿玻璃纖維增強波特蘭水泥制品的聯合開發。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年產量約40多萬噸,其中日本年產量約達12萬噸,美國約8萬噸,歐洲各國10萬噸以上,中國約達8萬噸以上。

          GRC生產技術經近30年來的不斷發展,已達到較高的水平。GRC板規?;a技術裝備已在眾多的國家得到了廣泛應用。已有高速噴吸成型法、流漿法、擠出法等多種成熟的生產工藝技術,生產線一般年生產能力為300—500萬m2,最大的生產線年生產能力可達600萬m2。

          日本是世界上GRC發展較快的國家。目前正以15%的速度在遞增。日本的GRC生產技術和裝備水平近幾年發展較快,其中最大的制造廠為旭硝子公司。該公司80年代初發明的連續噴射抽吸快速一體成型工藝線,機械化水平高,年生產GRC外墻板能力可達450萬m2,可生產一種輕質、高強、耐火、外表十分美觀的新型外墻板(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。

          美國也在大力發展GRC制品,1989年的市場規模為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m2。

          德國是歐洲GRC發展較快的國家,其產量約占全歐洲的50%以上,年產量約為6萬噸。海德堡水泥公司與奧地利托尼工業公司在80年代初聯合開發Wellcrete(韋爾克萊脫)成型法,已于1987年在德國建成生產線投入生產。此生產線是采用流漿法工藝,生產線年設計生產能力為300萬m2,生產速度為10m/min。

          英國是GRC制品發展的鼻祖。目前英國發展的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抗堿玻璃纖維約3000T。

          荷蘭也在積極發展推廣應用GRC,荷蘭Torton公司建有多條GRC半自動成型工藝生產線,一條生產線每年可生產各種GRC制品10.3萬噸,生產各種規格的平板和異型板,構件最大規格可達長8m,寬2m,用于工程的外掛墻板。

          西班牙,阿爾及利亞也積極發展GRC制品,至今已在建筑工程中使用100余萬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年引進英國制造GRC的生產技術;近年來,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展,GRC制品在建材工業中的地位已得到確立,目前GRC在國外正朝著進一步提高裝備的現代化,改進成型工藝,降低產品成本,提高制品性能,和擴大應用領域等方面努力。

          二、國內發展概況

          我國GRC工業的形成稍后于美、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“六五”、“七五”科技攻關,先后完成了GRC用抗堿玻璃纖維的生產線建設;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。特別是我國科學工作者在GRC的研制、生產和應用中,始終堅持“雙保險”(抗堿玻纖與低堿水泥相復合)的技術路線,因此,使我國GRC獲得了穩定、健康的發展。據不完全統計,全國從事GRC研制和生產單位已達200多家,已開發的品種很多,下面僅介紹其中有代表性的幾個品種:

          1、GRC輕質空心隔墻板

          GRC輕質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,制作簡便、安裝快捷等特點。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、分戶墻、廚房、衛生間隔墻及陽臺分戶墻,公共建筑的內隔墻、工業廠房的內隔墻,工業建筑的圍護外墻等。

          全國不少地區都建有生產線生產這種新型墻體材料,據統計,全國1999年年產量約1500萬m2左右,僅北京年產量約在50萬m2以上。這種隔墻板目前生產方式還比較落后,自動化、機械化水平尚較低,其制作技術與裝備正處于改進與發展階段。

          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、加工簡易、造型豐富、施工方便等特點。目前,我國開發的GRC復合外墻板品種較多,按墻體大小分,有單開間墻板和雙開間墻板;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

          青島的客來賓館,建筑面積2萬m2,高82m,26層,原設計采用進口GRC板,后改用北京新型建材總廠的GRC外墻板,共2390m2,為國家節約外匯110萬美元。

          亞運會羽排館,建筑面積l萬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,由于充分發揮了GRC的輕質高強,立面造型新穎、豐富、運輸吊裝方便等優點,受到用戶的好評。

          深圳高33層的錦銹大廈和高55層的羅湖商業中心大廈的內隔墻,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網架面板

          GRC網架屋面板系用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、施工安裝方便等優點。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1/3。如北新建材(集團)公司生產的GRC大跨度屋面板(長5.5m,寬12m)應用于海南鳳凰國際機場樓,獲得了良好的技術經濟效果。

          S—GRC輕質平板

          北新建材(集團)有限公司研制生產的一種新型GRC產品,即輕質玻璃纖維增強水泥板(簡稱S—GRC板)。這種板材的物理性能與日本的輕質GRC板(HONBAN板)相當。它與普通GRC板材相比,除保持了強度較高、耐水不燃等特點外,還兼有密度低,易加工,可鋸、可刨、可釘便于施工等優點。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。該產品已獲得國家發明專利,產品在北京各大賓館、飯店累計使用已達100萬m2以上。其中天壇飯店衛生間就使用了1.2萬m2。

          目前我國開發的GRC產品尚有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,河北石家莊電廠采用GRC作永久性模板等都獲得良好的效果。

          我國GRC制品經近30年來的努力,獲得了較快的發展,但我國GRC行業水平,從整體來說與國外先進國家相比還有較大差距,主要表現在:

          (1)抗堿玻璃纖維產品品種尚不多,產量尚較??;

          (2)GRC生產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)科學研究經費投入不足,研究尚欠深入,特別是應用研究,生產工藝裝備的研究滯后,產品標準、施工規范、圖案等跟不上發展需要。

          三、幾點建議

          1.深入對”雙保險”的技術路線的研究,提高其理論和實踐水平

          國外在GRC的研究和生產中,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。眾所周知,普通硅酸鹽水泥在水化過程中產生大量的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危害,嚴重影響著制品的耐久性。

          而我國在GRC的研制和開發中,走的是“雙保險”的技術路子。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)減少水泥水化時氫氧化鈣(Ca(OH)2)的生成量,降低了抗堿玻纖使用環境的堿度,減少了對抗堿玻纖的侵蝕性,根據有關專家介紹,這種雙保險的技術路線制成的GRC制品,在北京室外大氣環境中使用,其強度半衰期可達100年。建議進一步深入對“雙保險”技術路線結構、機理的研究,跟蹤耐久性試驗以理論和實踐相結合,詳實的數據,對“雙保險”路線的耐久性進行科學的評價,以促進GRC健康向前發展。

          2.適當引進國外先進技術,盡快提高我國GRC生產工藝裝備水平

          目前我國GRC制品的生產能力已初具規模,但生產工藝和裝備尚較落后,目前我國GRC生產線生產規模只有20萬m2,因此,存在著生產規模小,成本高、經濟效益較差等缺點。而國外如德國已開發GRC板生產線的規模產量已達300萬m2,日本開發的HONBAN板快速一體成型工藝線的年產量甚至可達600萬m2。因此,為了盡快縮短與國外的差距,建議有選擇地引進國外全自動,連續生產GRC板工藝線的關鍵設備,并重視在消化吸收國外先進技術和裝備的基礎上,進行創新制備有中國特色的GRC生產線,并逐漸陶汰目前我國GRC生產中,廣泛采用規模小的落后的工藝裝備。

          3.進一步提高GRC所用主要原材料的產量和質量水平

          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,但無論從產品的生產工藝、生產規模、產品品種和質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(140T)、蚌埠玻璃鋼廠(170T)、丹陽玻璃纖維廠(40T)等幾個玻璃纖維生產廠家生產的抗堿玻纖,在硬挺性、分散性、切割性等方面與國外先進國家相比,尚有一定差距。北京引進的一條年產5000T的生產線,已建成投產,可望提高我國現有的抗堿玻璃纖維品種和質量水平。

          4.確保GRC產品質量,抵制劣質產品流入市場

          所有GRC生產廠家都應始終如一的貫徹“雙保險”的技術路線,嚴格按產品標準組織生產,以確保產品的耐久性在100年以上。對于一些在經濟利益驅動下,采用普通玻璃纖維,劣質被覆抗堿玻璃纖維網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,防止這不合格產品流入市場,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生產配方、生產工藝過程、重大關鍵設備、應用技術等都應列題進行深入的研究,集中優勢兵力進行攻關,開發出國際上一流的GRC產品、一流的生產工藝和裝備,培養出世界上一流的科技、研究、設計、生產專家和企業家。要繼續加強科研、生產、設計、施工等部門的緊密配合,不但要做好產品標準——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配套材料的選用和應用技術工作。

          6.進一步開拓GRC制品的應用領域

          GRC制品在建筑、交通、農業等行業的應用取得了可喜的成績。但其應用范圍尚不廣,還必須充分發揮GRC制品的固有特色,積極開拓新的應用領域。

          (本資料由天津市建筑材料交易中心整理)

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