我国已形成多种模板并存的格局
糜加平1 王兰纯2 史建峰3
1-中国模板脚手架协会,2-廊坊兴山木业有限公司,3-芬欧汇川(中国)有限公司
摘要:目前,我国对推广应用还是限制使用木模板存在着很大分歧,有人认为木模板的资源贫
乏,环境污染严重,“以铝代木”和“以塑代木”的呼声很高。本文认为木材是一种可再生资源,在资源和能源方面都有很大的优势。污染环境不是木模板本身的问题,而是生产和施工的管理问题。我国已形成多种模板并存的格局,各模板之间不是要取代,而是要相互合作,并存互补,要充分发挥各种模板材料的特点,大力研究和开发钢(铝)框胶合板模板和钢(铝)框塑料板模板。
20世纪80年代初,随着我国基本建设规模迅速扩大,钢筋混凝土结构迅速增加,建筑模板的需要量也剧增。由于我国木材资源十分短缺,难以满足基本建设的需要,在“以钢代木”方针的推动下,我国研制成功了组合钢模板先进施工技术,改革了模板施工工艺,节省了大量木材,取得了重大经济效益。
1987年我国开始从国外引进木胶合板模板,青岛华林胶合板有限公司引进芬兰劳特公司的生产设备和技术,生产了覆膜木胶合板模板,开发了钢框胶合板模板。当时曾大力宣传这是第三代模板,认为不久将全面替代组合钢模板。由于我国木材资源十分短缺,当时木胶合板模板的成本较高,施工企业还难以接受,结果没有得到推广应用。
20世纪90年代以来,我国建筑结构体系又有了很大发展,高层建筑和超高层建筑大量兴建,大规模的基础设施建设工程以及城市交通、高速公路的飞速发展,这些现代化的大型建筑体系,对模板技术提出了新的要求。随着国内建设市场的不断扩大,人造板企业也迅速发展,木胶合板的产量猛增。在这种情况下,有一些规模较大的胶合板厂利用国内生产条件,开发出覆膜木胶合板模板,很快在许多重点工程中大量应用。但是,20多年来,我国对推广应用还是限制使用木胶合板模板,一直存在着很大的意见分歧。
1 关于木材资源的分歧
我国是森林资源贫乏,木材供应十分短缺的国家,当时有专家预测“长期大规模使用木胶合板模板必将产生严重后果,这样下去必然会出现毁灭性的砍伐,造成毁林现象,破坏生态平衡,后患无穷。”但是,实际情况是我国木胶合板产量持续高速增长,木胶合板的年产量十年内增长了4.7倍。而木胶合板模板的年产量十年内增长了13倍。我国森林资源并没有得到毁灭性的破坏,森林覆盖率从16.55%增加到18.21%,并且我国木胶合板和木胶合板模板的产品还大量出口到欧美、日本、韩国、
非洲等国家。主要原因是:
我国经过多年的植树造林,人工林面积已增加到5326万h㎡以上,居世界首位。目前,我国林业已处在由木材生产为主向以生态建设为主的历史性阶段,逐步由以采伐天然林为主向以采伐人工林为主转变。近年来,我国森林面积每年以200万h㎡的速度增加,人工林木生长量大于消耗量。
我国每年有数千公顷土地实行退耕还林,还启动了速生丰产林工程,杨树人工林的开发带动了中、小胶合板企业的发展。杨树产业的发展和市场的驱动,激发了人工造林、护林、用林的积极性。目前,山东、河南、河北、江苏等地的农村田间地头沟沟坎坎,马路边,无处不是杨树,已成为农民致富的另一个途径。种植杨树得到当地政府的大力支持和奖励,种植杨树既富裕了农民,也绿化了祖国。
另外,木材加工的旋切技术有了很大的创新,几公分直径的木材都可以旋切成片材,大大提高了木材的利用率,降低了木胶合板的成本,把我国从木胶合板原料面临衰竭的困境,发展成为杨木资源富裕的胶合板制造大国。目前,我国速生林杨树木材的年产量可达1亿m3,我国木胶合板原料用量中杨木占70%,已成为我国胶合板生产用材的主要资源。
木材是一种可再生资源,速生林只要3~5年即可成材,一般树木10~20年即可成材,而铝矾土和铁矿石一样是不可再生资源,开采一点就少一点。多年来,欧美各国都很重视发展建筑用木结构、木装饰材料和木模板,原因是木材在资源和能源方面都有很大的优势。
国家提出保护森林资源,不是要取消木模板,而是要节约木材,提高木材的利用率。国家木材资源是缺乏,钢、铝、塑料的原材料也十分缺乏,每年都要进口大量的铁矿石、铝矾土和石油,进口这些原材料的费用大大地高于进口木材的费用。我国每年都大量进口木材、胶合板,同时也大量出口胶合板和胶合板模板。国外公司对中国庞大的建筑市场一直很关注,芬欧汇川公司早在1995年已在上海设立办事处,维萨模板在中国已有较大的知名度,我国许多重点工程都指定使用维萨模板,在国家体育场、国际贸易中心、国际机场、水电站、核电站、大型公路、桥梁以及标志性建筑工程项目之中都已应用。
2 关于环保节能的分歧
随着木胶合板模板的大量应用,也造成木材资源的较大浪费。因此,对推广应用木胶合板模板存在着不同的意见。有的专家提出“严禁使用木胶合板模板”,对待木胶合板模板的对策“不是发展,而是治理;不是鼓励,而是限制。”最近,又有专家提出“这种高物耗、高污染的木胶合板作为模板”、“20年来已造成我国森林资源和生产、运输能源达95%的惊人浪费”。不知这些结论是如何得出的,有何根据?
众所周知,木材是绿色树木加工的,从木材加工成板材,再加工成模板,耗费的能量较小。据国外资料介绍,每加工1吨钢材、塑料、铝材的能耗量分别为木材的27倍,34倍和300倍,加上加工制作成模板的能耗量,都远远高于木模板。
关于废弃木模板在建筑工地大量堆积产生污染环境的问题,这不是木模板本身的问题,而是生产和施工的管理问题。过去一些企业生产工艺和设备落后,技术力量薄弱,缺乏严格的质量监督措施,为了抢占市场,进行低价竞争。有些施工企业也只要模板价格便宜,不考虑综合成本,忽视木材的浪费。生产厂家也就不去提升产品质量,提高周转次数,大批低质量只能使用3~5次的木模板流入施工现场。
经过近十年来的市场洗礼和技术革新,已有不少木模板生产企业在加强质量管理,改进生产工艺和生产设备等方面都有了较大的进步,有不少企业已能生产出质量较好的各种规格的覆膜胶合板模板。如兴山木业公司生产的覆膜木胶合板模板,有适合别墅、工业建筑使用的周转10次左右的模板,有适合高层建筑使用的周转20-30次以上的模板;有适合与钢(铝)框模板配套周转30-50次的模板,也有可使用80-100次木塑板。这些产品能满足一般民用建筑、超高层建筑,以及核电站、隧道、桥梁、航站楼等各种建筑的要求。现在木胶合板模板产品使用10次左右的只占到销售量的15%,使用20-30次的占到75%,使用30-50次的占到10%。
还有废弃的木模板在建筑工地堆积如山和污染环境的问题,这是施工企业现场管理措施不到位,废旧模板的回收利用没有做好。据调查,目前工地上使用过的废旧木模板,大部分已被回收,已看不到废旧木模板堆积如山的景象了。如在河北左各庄市场上有几百家废旧木模板回收企业,从全国各地回收废旧木模板,将较好的废模板挑选出来,有的可做椅子的座板、靠背及托盘等;有的通过插接、拼接等方式,再次加工成模板,出口到非洲和中东地区;还有的用废模板加工成宽条,做成预应力积成板和工字梁;剩余的废料粉碎后加工做刨花板、密度板,或投入锅炉内焚烧还可产生能量,见图1、2。
图1 回收的废旧模板 图2 再次加工成模板
目前,许多文章都讲“铝合金模板是一种绿色、环保的建筑模板”,其实铝模板的原材料电解铝并不是绿色材料,而是高污染、高能耗的产品,电解时会挥发出多
种含氟有害气体,不仅对环境、农作物及家畜造成污染,还对人们的身体健康也造成很大的危害。
我国施工现场的管理问题已有了很大的进步,大部分实现了文明施工和绿色施工。但是,并不是使用铝模板和塑料模板就一定是文明施工,也有一些铝模板的施工现场管理不好,建筑施工工地杂乱,使用后的铝模板堆积如山,见图3、4。
另外,铝模板全部回收使用的问题,不是短时期内能办到的,需要各环节之间协同合作,有一篇文章介绍目前铝模板的回收使用情况:“目前大部份使用后的铝模像垃圾一样堆放在工地或工厂,有的只好当废品送到铝材厂回炉熔炼,造成了极大的浪费和损失”。
还有废塑料模板的回收使用问题,是否能很好地解决了,如果废塑料模板随意乱丢乱扔,由于塑料难于降解处理,形成“白色污染”,将给生态环境造成很大的污染。
图3 铝模板的施工现场 图4 回收的铝模板堆积如山
3 关于模板取代的分歧
20多年前,在“以钢代木”方针的推动下,研制开发了组合钢模板施工技术,全国建立钢模板厂1000余家,形成年生产能力3500多万㎡,钢模板使用量曾达到1亿多㎡,全国范围内推广使用面曾达75%,其中,中央部属基建单位,如冶金、水电、中建、铁道等部门已达90%以上,大部分地方基建单位已达80%左右,年代用木材可达1500万m3。
由于组合钢模板存在板面尺寸小、拼缝多、板面易生锈,清理工作量大等缺陷。施工方法以散装散拆的手工操作为主,已不能适应高层建筑和大型公共设施建筑的清水混凝土施工工程要求。我国以组合钢模板为主的格局已经打破,钢模板的应用量大幅下降,大批钢模板厂家倒闭或转产。
最近,一些宣传铝合金模板的文章说 “目前在国内正在取代木模板、钢模板和塑料模板”等。宣传塑料模板的文章又说 “塑料模板必将取代传统的木质模板”。都想取代木模板,但是,根据现在各种模板的发展情况,还不可能全面取代木模板。
1)目前,我国每年房屋建筑面积达到4亿m2,胶合板模板的消耗量达3.000万
m3,如此庞大的模板用量,除木模板外,无论是钢、塑料及铝模板都难于满足。现在木模板和竹模板的用量占模板使用总量的80%左右,钢模、塑料模板、铝模板只占20%左右,相当长时间内都无法取代木模板。
2)铝模板虽然有诸多优势,但其在应用上有一定的局限性。铝模板是否能推广应用,主要看其应用的地区采用什么样的建筑结构类型和施工工法等。铝模板主要适合于标准化的高层住宅建筑和多层楼群,施工方法适合于散装散拆的人工操作,对于体育场、机场、水电站、核电站、市政工程、道路、桥梁、隧道等结构形式复杂的工程不适合,采用机械化程度高的大模板吊装施工也不适合。这些局限性也必然导致铝模板不能完全取代木模板。
3)铝合金模板的设计、制作和施工过程非常复杂,首先施工单位须提前几十天提供施工图纸,生产单位按施工图进行铝模板配板设计,制定出铝合金模板加工图和模板清单,再制定生产计划进行生产;模板及相关配件生产完成后,将模板转交给拼装组进行整体试拼装,拼装检验合格确认后,将根据图纸对模板顺序编号、拆卸、打包入库,运往施工现场;施工单位收到铝模板后,组织工人按图纸模板顺序编号安装和拆除模板,再由人工搬运到上层施工。如果有一个环节没有做好,必将影响整个工程进度,这对大多数施工工程不适合,大多数施工单也很难接受。
4关于互补并存的建议
当前,铝合金模板和塑料模板正在大力推广,宣传文章中有些言词太过夸大,如有些铝合金模板文章讲“铝合金模板是建筑模板在经历了木模板、钢模板、塑料模板之后的第四代模板”,有些塑料模板的文章宣传“塑料模板为木模、钢模、铝模之后的第四代新型模板”等等。根据第二、三代模板的经验,要成为新一代模板,推广使用面应达到70%左右,所以,铝、塑料模板只能是在多种模板体系中,增加一个模板新品种了。
在欧洲建筑市场中,有木模板、钢模板、钢框胶合板模板和铝框胶合板模板。几乎没有全铝模板,还是大量使用木模板体系为主,木模板的使用量约在70%以上。北美建筑市场中,大多是钢、铝框胶合板模板体系,少量有全铝模板。
我国铝模板开发和应用的时间不长,在“绿色施工”、“绿色模板”、“环保节能”政策的鼓励下,近几年有一大批钢模板生产企业和铝制品加工企业加入到铝模板制造行业,但是对铝模板生产、施工和管理中存在的一些问题还没有很好解决。如生产环节中有铝模板的标准不统一、非标模板太多、模板制作质量等问题;施工环节中有铝模板的施工管理、模板表面混凝土粘结处理、模板重复使用次数及模板回收利用等问题。
全塑料模板在欧美各国应用较少,钢(铝)框塑料板模板和装饰塑料模板应用较多,如德国MEVA模板公司与Alkus塑料公司合作,开发了钢框塑料板模板,这种塑料板的材质轻、耐磨性好、周转使用次数多,一般模板重复使用次数可达到500次以上,使用年限可超过10年。塑料板的两表面为硬质塑料,中间为添加玻璃纤维和辅助材料的增强塑料。在硬质塑料与增强塑料之间,粘贴0.5㎜厚的铝纸,其作用是可以较好解决塑料板热胀冷缩和阻燃性的问题。但是这种塑料板的价格很高,比芬兰维萨板还高3-4倍。
我国塑料模板经过十多年的发展取得了很大进步,对模板结构、材料性能和使用功能方面都有了较大提升。但是,总体来说塑料板的强度和刚度较小,热胀冷缩、阻燃性及废塑料模板的回收利用等问题没有很好解决。
我国已形成多种模板并存的格局,各模板之间不是要取代,而是要相互合作,并存互补,各模板材料都有不同的特点和不足。钢板和铝板的强度高、刚度好,而脱模性较差,容易粘结混凝土,适合于做模板边框。木板和塑料板的表面光滑,脱模性较好,而强度和刚度不足,适合于做模板的板面。多种模板并存,充分发挥各种模板材料的特点,大力研究和开发钢(铝)框胶合板模板和钢(铝)框塑料板模板是最好的选择。当前,有关部门和协会应发挥导向作用,借鉴国外先进模板技术和经验,引领模板、脚手架技术健康发展,进一步促进我国模板和脚手架的创新开发、技术进步和推广应用。
(此文写于2016年9月9日,经过多方征求意见,
我反复修改补充了5次,于9月17日定稿。)