
20世紀80年代初,隨著我國建設規模迅速擴大,鋼筋混凝土結構迅速增加,建筑模板的需求量也急劇增加。由于我國木材資源十分短缺,難以滿足基本建設的需要,在“以鋼代木”方針的推動下,我國研制成功了組合鋼模板先進施工技術,改革了模板施工工藝,節省了大量木材,取得了重大經濟效益。
1987年,我國開始從國外引進木膠合板模板,青島華林膠合板有限公司引進芬蘭勞特公司的生產設備和技術,生產了覆膜木膠合板模板,開發了鋼框膠合板模板。當時曾大力宣傳這是第3代模板,認為不久將全面替代組合鋼模板。但由于我國木材資源短缺,當時木膠合板模板的成本較高,施工企業難以接受,結果沒有得到理想的推廣應用。
20世紀90年代以來,我國建筑結構體系有了很大發展,高層建筑和超高層建筑大量興建,大規模的基礎設施建設工程以及城市交通、高速公路建設飛速發展。這些現代化的大型建筑體系,對模板技術提出了新的要求。隨著國內建設市場的不斷擴大,人造板企業也迅速發展,木膠合板的產量猛增。在這種情況下,有一些規模較大的膠合板廠利用國內生產條件,開發出覆膜木膠合板模板,很快在許多重點工程中得到大量應用。但是,20多年來,我國對推廣應用還是限制使用木膠合板模板,一直存在著很大的意見分歧。
1 關于材料資源的分歧
我國是森林資源貧乏、木材供應十分短缺的國家,當時有專家曾預測“長期大規模使用木膠合板模板必將產生嚴重后果,這樣下去勢必會導致毀滅性的砍伐,造成毀林現象,破壞生態平衡,后患無窮”。但是,實際情況是我國木膠合板產量持續高速增長,木膠合板的年產量10年內增長了4.7倍。而木膠合板模板的年產量10年內增長了13倍。我國森林資源非但沒有得到毀滅性的破壞,森林覆蓋率反而從16.55%增加到18.21%,并且我國木膠合板以及木膠合板模板的產品還大量出口到歐美、日本、韓國、非洲等國家。
我國經過多年的植樹造林,人工林面積已增加到5326萬公頃,居世界首位。目前,我國林業已處在由“以木材生產為主”向“以生態建設為主”的歷史性階段,逐步由“以采伐天然林為主”向“以采伐人工林為主”轉變。近年來,我國森林面積每年以200萬公頃的速度增加,人工林木生長量大于消耗量。
我國每年有數千公頃土地實行退耕還林,還啟動了速生豐產林工程,楊樹人工林的開發帶動了中、小膠合板企業的發展。楊樹產業的發展和市場的驅動,激發了人工造林、護林、用林的積極性。目前,山東、河南、河北、江蘇等地的農村田間地頭溝溝坎坎、馬路邊,無處不是楊樹,已成為農民致富的另一個途徑。種植楊樹得到當地政府的大力支持和獎勵,既富裕了農民,也綠化了祖國。
另外,木材加工的旋切技術有很大創新,幾公分直徑的木材都可以旋切成片材,大大提高了木材的利用率,降低了木膠合板的成本,把我國從木膠合板原料面臨衰竭的困境,發展成為楊木資源富裕的膠合板制造大國。目前,我國速生林楊樹木材的年產量可達1億m3,我國木膠合板原料用量中楊木占70%,已成為我國膠合板生產用材的主要來源。
木材是一種可再生資源,速生林只需3~5年即可成材,一般樹木10~20年即可成材,而鋁礬土和鐵礦石一樣是不可再生資源,開采一點就少一點。多年來,歐美各國都很重視發展建筑用木結構、木裝飾材料和木模板,原因是木材在節約資源和能源方面都有很大優勢。
國家提出保護森林資源,不是要取消木模板,而是要節約木材,提高木材的利用率。國家木材資源缺乏,但鋼、鋁、塑料的原材料也十分缺乏,每年都要進口大量的鐵礦石、鋁礬土和石油,進口這些原材料的費用大大高于進口木材的費用。我國每年大量進口木材、膠合板,同時又大量出口膠合板和膠合板模板。這一現象值得模板同行深究。
2 關于環保節能的分歧
木膠合板模板的大量應用,造成木材資源的較大浪費。因此,對推廣應用木膠合板模板存在不同的意見。有專家提出“嚴禁使用木膠合板模板”,對待木膠合板模板的對策“不是發展,而是治理;不是鼓勵,而是限制。”最近,又有專家提出“這種高物耗、高污染的木膠合板作為模板”“20年來已造成我國森林資源和生產、運輸達95%的驚人浪費”。這些結論有何根據?是否過于危言聳聽。
眾所周知,木材源于綠色樹木,從木材加工成板材,再加工成模板,耗費能量較少。據國外資料顯示,每加工1t鋼材、塑料、鋁材的能耗量分別為木材的27,34,300倍,即便算上加工制作成模板的能耗量,也遠遠高于木模板。
關于廢棄木模板在建筑工地大量堆積并產生環境污染的問題,這不是木模板本身的問題,而是施工現場的管理問題。過去一些企業生產工藝和設備落后,技術力量薄弱,缺乏嚴格的質量監督措施,為了搶占市場進行低價競爭。某些施工企業只考慮模板價格便宜,不考慮綜合成本,忽視木材浪費現象。生產廠家也不考慮提升產品質量、提高周轉次數,使大批低質量、只能使用3~5次的木模板流入施工現場。
經過近10年來的市場洗禮和技術革新,已有不少木模板生產企業在加強質量管理,改進生產工藝和生產設備等方面都有了較大進步,不少企業已能生產出質量較好、規格繁多的覆膜膠合板模板。如某木業公司生產的覆膜木膠合板模板,適合別墅、工業建筑(周轉可達10次左右),高層建筑(周轉可達20~30次以上),及與鋼(鋁)框模板配套使用(周轉可達30~50次),甚至有可使用80~100次的木塑板。這些產品既能滿足一般民用建筑、超高層建筑的需要,又能用于核電站、隧道、橋梁、航站樓等各種建筑的施工?,F在,木膠合板模板產品使用10次左右的只占到銷售量的15%,使用20~30次的占到75%,使用30~50次的占到10%。
面對廢棄木模板在建筑工地堆積如山和污染環境的問題,是施工企業現場管理措施不到位,廢舊模板的回收利用沒有做好。據調查,目前工地上使用過的廢舊木模板,大部分已被回收利用,廢舊木模板堆積如山的現象已看不到了。如在河北省左各莊市場上有幾百家廢舊木模板回收企業,從全國各地回收廢舊木模板,將較好的廢舊模板挑選出來,有些可加工成椅子或托盤等;有些則通過插接、拼接等方式,再次加工成模板,出口到非洲和中東地區;還有些廢舊模板加工成寬條,做成預應力積成板或工字梁;剩余的廢料粉碎后加工做刨花板、密度板,或投入鍋爐內焚燒產生能量。
近幾年,我國施工現場管理問題已有了很大進步,大部分實現了文明施工和綠色施工。但是,并不是使用鋁模板和塑料模板就一定是文明施工,也有一些鋁模板施工現場管理不好,建筑工地雜亂,鋁模板回收使用問題沒有解決好,使得鋁模板的使用不能達到綠色施工的要求。
還有廢塑料模板的回收使用問題,是否能很好解決,如果廢塑料模板隨意亂丟亂扔,塑料又難于降解處理,造成“白色污染”,將給生態環境造成很大污染。
3 關于模板取代的分歧
20多年前,在“以鋼代木”方針的推動下,研制開發了組合鋼模板施工技術,全國建立鋼模板廠1000余家,年生產能力3500多萬m2,鋼模板使用量曾達到1億多m2,全國范圍內推廣使用率曾達75%。其中,中央部屬基建單位,如冶金、水電、中建、鐵道等部門已達90%以上,大部分地方基建單位已達80%左右,年代用木材可達1500萬m3。
由于組合鋼模板存在板面尺寸小、拼縫多、板面易生銹、清理工作量大等缺陷。施工方法以散裝散拆的手工操作為主,裝拆效率低,且混凝土成型表面平整度差,已不能滿足高層建筑和大型公共設施的清水混凝土施工要求。我國以組合鋼模板為主的格局已經打破,鋼模板應用量大幅下降,大批鋼模板廠家倒閉或轉產。
最近,一些宣傳鋁合金模板的文章指出“目前在國內正在取代木模板、鋼模板和塑料模板”,而宣傳塑料模板的文章又說 “塑料模板必將取代傳統的木質模板”。但是,根據現在各種模板的發展情況,還不可能全面實現取代木模板。
木模板市場占有率巨大,短時間內無法取而代之。目前,我國每年房屋建筑面積4億m2,膠合板模板的消耗量達3萬m3,如此龐大的模板用量,除木模板外,無論是鋼、塑料及鋁模板都難以滿足?,F在木模板和竹模板的用量占模板使用總量的80%左右,鋼模、塑料模板、鋁模板只占20%左右,相當長時間內都無法取代木模板。
鋁模板雖然有諸多優勢,但其在應用上也存在一定局限性。鋁模板是否能推廣應用,主要取決于其應用的地區采用什么樣的建筑結構類型和施工工法。鋁模板主要適合于標準化的高層住宅建筑和多層裙樓,施工方法適合于散裝散拆的人工操作,對于體育場、機場、水電站、核電站、市政工程、道路、橋梁、隧道等結構形式復雜的工程不適合,機械化程度高的大模板吊裝施工也不適合。這些局限性導致鋁模板不能完全取代木模板。
鋁合金模板的設計、制作和施工過程非常復雜。首先,施工單位須提前幾十天提供施工圖紙,生產單位按施工圖進行鋁模板配板設計,制定出鋁合金模板加工圖和模板清單,再制定生產計劃進行生產;模板及相關配件生產完成后,將模板轉交給拼裝組進行整體試拼裝,拼裝檢驗合格確認后,將根據圖紙對模板順序編號、拆卸、打包入庫,運往施工現場;施工單位收到鋁模板后,組織工人按圖紙模板順序編號安裝和拆除模板,再由人工搬運到上層施工。如果有一個環節沒有做好,將影響整個工程進度。
4 關于互補并存的建議
當前,鋁合金模板和塑料模板正在大力推廣,宣傳文章中有些言詞太過夸大,如有些鋁合金模板文章講“鋁合金模板是建筑模板在經歷了木模板、鋼模板、塑料模板之后的第四代模板”“塑料模板為木模、鋼模、鋁模之后的第四代新型模板”等等。根據第二、三代模板的經驗,要成為新一代模板,推廣使用面應達到70%左右,所以,筆者認為,鋁、塑料模板只能是在多種模板體系中,增加了一個模板新品種。
在歐洲建筑市場中,有木模板、鋼模板、鋼框膠合板模板和鋁框膠合板模板。幾乎沒有全鋁模板,并且以大量使用木模板體系為主,木模板使用量約在70%以上。北美建筑市場中,大多是鋼、鋁框膠合板模板體系,少量有全鋁模板。
我國鋁模板開發和應用的時間不長,在“綠色施工”“綠色模板”“環保節能”政策的鼓勵下,近幾年有一大批鋼模板生產企業和鋁制品加工企業加入到鋁模板制造行業,但是對鋁模板生產、施工和管理中存在的一些問題尚未解決。如生產環節中鋁模板標準不統一、非標模板太多、模板制作質量等問題,施工環節中鋁模板施工管理、模板表面混凝土黏結處理、模板重復使用次數及模板回收利用等問題。
全塑模板在歐美國家應用較少,鋼(鋁)框塑料板模板和裝飾塑料模板應用較多,如德國MEVA模板公司與Alkus塑料公司合作,開發了鋼框塑料板模板,這種塑料板材質輕、耐磨性好、周轉使用次數多,一般情況下重復使用可達500次以上,使用年限超過10年。塑料板的兩側表面為硬質塑料,中間為添加玻璃纖維和輔助材料的增強塑料。在硬質塑料與增強塑料之間,粘貼0.5mm厚的鋁紙,可以較好地解決塑料板熱脹冷縮及阻燃性問題。但是這種塑料板價格很高,比芬蘭維薩模板高3~4倍。
我國塑料模板經過10多年的發展取得了很大進步,在模板結構、材料性能和使用功能方面都有了較大提升。但是,總體來說塑料板的強度和剛度較小,熱脹冷縮、阻燃性及廢塑料模板的回收利用等問題沒有很好解決。
目前,我國已形成多種模板并存的格局,各模板之間不是要取代,而是要相互合作、并存互補,各模板材料都有不同的特點和不足。鋼板和鋁板強度高、剛度好,而脫模性較差,容易黏結混凝土,適宜做模板邊框。木板和塑料板表面光滑,脫模性較好,而強度和剛度不足,適宜用作模板板面。多種模板并存,充分發揮各種模板材料的特點,大力研究和開發鋼(鋁)框膠合板模板和鋼(鋁)框塑料板模板是最好的選擇。當前,有關部門和協會應發揮導向作用,借鑒國外先進模板技術和經驗,引領模板、腳手架技術健康發展,進一步促進我國模板和腳手架的創新開發、技術進步和推廣應用。
(文章來源:模板與腳手架設計施工應用)