昕龙春XLC、昕龙N-LONG注册商标合法化3周年,品牌创立8年之献礼--上海著名《建筑施工》杂志在2011年第5期刊登公开发表以下论文--
绿色建筑HGZ模板成型技术研究与应用
Study and Application of Formed Techology 0f HGZ
Formwork to Green Building
北京
自然循环生命科学技术研究所 龚文跃
中国建筑第一工程局安装公司生产(原局科技中心)基地
www.xlc.cn 昕龙春网 来源 《建筑施工》杂志 2011年第5期
录入时间 2011.06.02 10:22:56星期四-06 10:30:28 星期一(端午)最后一次修改
热线 13691139438 13001204486 010-67962496
【摘要】 HGZ模板系环保(H)功效(G)增强(Z)型模板之简称,脱胎于电作用自脱模成型技术。本文较为详细地介绍了HGZ模板在施工应用中的成型功效,并指出该模板能在更大范围内满足低碳环保、绿色文明建筑施工应用的实际需要,为今后类似施工提供参考。
【关键词】 低碳环保 导体面 HGZ模板 电模成型 胶凝材料 绿色施工
0 引言
在国家促进低碳环保和绿色生态化建筑的大政方针支持下,安全、文明的绿色建筑施工方法顺理成章地成为了一种现实的需求;从而促使混凝土或水泥制品等胶凝材料成品的施工、生产或制造中涉及的建筑模板(含模具或模型等成型器具的系统或体系)的低碳环保、绿色或生态化发展,成为建筑施工技术发展的一种必然趋势。我们在2010年11月开始推出的一种具有环保功效增强型的HGZ模板(系统或体系),不仅是务实性低碳环保的绿色建筑模板产品,也同样是该项技术研究与应用推广的最新结晶。
1 环保功效增强型HGZ模板
1.1 基本定义
相对于传统品种始终可对人身、环境危害最小化的模板(系统),我们简称为环保功效增强型模板。其中,环保用字母H代表,功效以字母G作表示和增强以Z简示之。
在设计、制造、运输、储存、使用和废弃或再利用的尽量可良性循环的各个环节中,可实现含脱模类品种的模板与自、易脱模处理,以及有助于混凝土或水泥等胶凝材料制品养护的低温、早强或早拆模施工等定型需求的清水面成型的符合环保功效增强一体化的模板成品。
1.2 HGZ模板组成
HGZ模板是由包括面板、磁性等连接或紧固件、支撑或脚手架、养护和脱模等器具、拆模器具等组合而成。同时,它还应含各类有助于滑模、爬模、翻模等位移模板应用的专用器具,以及相应配套使用的机械、液压、电动或混合助动设备和专用辅助装置等部件。
一般而而言,建筑模板表面平整等性能无论多么优良,混凝土或水泥等含水胶凝材料成型后的表面品质,最终都须通过可靠的脱模效果来体现。符合低碳经济要求的HGZ模板,是体现最终成品表面品质脱模处理功效重要性的产品与技术,这是HGZ模板不同于常规传统模板概念叙述的一个重要区分点;我们强调提出的模板与满足成品养护的低温、早强或早拆模施工等清水面成型环保功效增强一体化,以及包括将面板作为可与固化后成品结合为一体(或同时带有外装饰功效的)一次性面板使用等,更加明确了HGZ模板不同于传统模板认识的新区别。值得特别指出的是:用于施工、生产现场的HGZ模板,理应尽力避免或减少裁剪、锯、刨和钉钉子等的现场操作的工作量。
从广义角度分类考虑,能够满足以上要求的模板,皆可称之谓HGZ模板(系统或体系)。
2 HGZ模板品种
2.1 电模成型HGZ模板(HGZ-D05)
直流电作用的导体面成型模板商品化名称的简称;或称电模板。目前,其一般由小于10公斤左右的普及、通用和变频的功效增强的便携式电成型器,或依据需要采用较大功率的清洁电源型电成型机,专用多品种工具式电极棒和导线等与钢、铝等可导体金属面定型模板的组合装置,再与配套辅助装置组成。
2010年年初以来,我们结合具体工程应用进行了电模成型技术与理论的研究,并通过金属模板电作用自脱模(含养护成型)相关施工工法的编制和具体的宣传推动,促使电模成型的HGZ钢模板进入了一个标准化推广的新阶段。
2.2 液压滑升电模成型HGZ钢模板(HGZ-dhG05)
液压滑升含自脱模处理等养护、清水面功效的清水电导体面成型钢模板;可简称滑升电成型模板;也称滑升电钢模或电模。其由专用电成型器、电极棒、电源导线、滑升钢模板等和液压滑模成套设备系统组合而成,是电模成型HGZ模板系列中最为成熟应用的品种之一。
传统滑升钢模板的施工工艺的先进性,曾以其施工速度的高效率为业内所推崇。然而,当这种依懒紧箍新浇混凝土体的钢模板,在施工中始终以摩擦尚未凝固的混凝土滑升方式,时常会因为模板微小偏斜等原因,发生混凝土体内、外拉裂的不利现象,引起业内人士对混凝土整体质量会受到影响的质疑,促使设计、甲方或施工等单位对此种工艺实施的担心。这种担心,使得人们开始采用成本更高的爬模、翻模等位移模板的施工。
特别是在滑模施工中,由于钢模板内侧面几乎始终紧贴新浇混凝土外表面;故按常规将传统的一次性脱模剂涂刷在钢模板内表面,或及时清理粘结混凝土的钢模板的内表面,都是一件无法顺利实现的事情—这种因缺少模板与混凝土体之间的脱模隔离剂的润滑作用,而引起的滑模用钢模板与混凝土体接触面之间无法有效脱模的事实,也正是传统滑模工艺引起业内人士担心混凝土施工整体质量的重要原因之一。是需要解决的滑模工艺实施的世界性历史难题。
滑升电模成型施工技术的实施,才得以顺利地化解了这一历史性难题;这种逐步成熟化的施工方法也在2004年底成功地应用在首创水利建设中的水电站钢筋混凝土闸墩墩体和2007年底首创矿山建设中的储煤钢筋混凝土筒仓的滑模施工之中,皆已获取了良好的技术和经济效益。
2.3 墙体电模成型HGZ钢模板(HGZ-DQG05)
墙体混凝土含自脱模等功效的清水电导体面成型钢模板的简称;也称墙体电钢模或电模板。在早期实验中,我们通过钢筋混凝土墙体的模拟实验,验证了电作用成型模板脱模处理效果,并在1997年创造了首个较大面积的塔楼结构钢筋混凝土浇筑施工中,完成了初期电模成型大钢模板的自脱模技术的应用。在2004年年底明确以自脱模技术之一重启的可靠性应用工艺研究中,我们又采用了由新研制的、高效节能的、便携式电成型器组成的最新专利模板成型组合系统,并在2005年9月应用于采用组合钢模板在北京王府井新东安市场附近某商务楼基础墙体浇筑混凝土施工的自脱模处理之中,完成了墙体电导体面钢模板的电模成型技术的成熟化应用。
2.4 电模成型HGZ钢模具(HGZ-DGM09)
(1)HGZ钢模具
这是电导体面清水钢模具或模型的简称;或称电模具或模型。具体的HGZ钢模具成型实施方案,可结合项目实际需求设定。
(2)电成型器(G-DCX05;G-DCX08;G-DCX09)
我们从2005年开始推出应用的系列环保功效增强的电作用自脱模器简称为G式脱模器(G-ZTM)。依据最新理论研究与推广的实用性需要,我们已将此设备命名为G式成型器(G-DCX)。
G式成型器,是目前唯一以大量实验和实际检测数据为设计依据的独家配合最新专利的电模(成品养护和自脱模等)成型处理的可靠性设备,已创造了近7年后仍可保障使用的历史。
(3)电极棒(G-JB05;G-JB09;G-JB10)
这是电导体面成型模板专用金属电极棒的简称。也可明确简称为电成型电极棒或电极棒。是电模成型装置的重要组成部件之一。
从2005年开始,结合具体专利推广,开始推出成熟、简便、可靠和实用性强的电极棒;除提供现场需要制备专用的电成型电极棒之外,推荐选择可工具化使用的专业加工的专用电极棒,并可依据具体要求,提供多品种的工具化和趋于标准化的电模成型的专用电极棒。
(4)电源导线(G-DX05;G-DX10)
亦既电线;是电模成型组合的重要组件之一。配合具体实用可靠要求的配套工具化的专用电源导线成品,也将是趋于标准化应用的新选择。
(5)导体面板
这是电导体面成型模板的面板板体、面层或膜的简称。其面层是现浇混凝土或水泥制品成型表面品质实现发挥模板功效的关键。
6)电模成型工法(HGZ-GF01;GF11)
钢、铝等金属板或导电面层或膜复合模板类HGZ模板的电模成型施工工法,是科研和施工实践的结晶。针对钢模板而言,自然可称为钢模板电模成型施工工法。为配合成熟工艺方法的推广和知识产权保护的需要,在2005年申请的国家专利已获正式授权。2010年9月,在北京顺利通过了首个涉及电模成型施工工法的专家评审。
2.2 坚韧、普彩和坚瓷覆膜钢HGZ模板(HGZ-fG081)
本模板采用无溶剂粉末涂料(非常温)加热静电喷涂工艺金属表面处理方法,直接完成具备不易龟裂、高耐磨、增强、防腐、耐磕碰、不粘(自、易脱模)等功效固化的黑色面层防护的坚韧钢(铝等金属基)定型模板,与辅助装置组合为周转使用可达100次以上覆膜的坚韧HGZ钢模板;采用专用普通彩色粉末静电喷涂方法,可制成周转次数达20~30次以上的普彩覆膜HGZ钢模板(HGZ-fG080);采用多彩“烤瓷”新型粉末静电喷涂工艺方法,还可获得耐高温的耐久型彩色覆膜的坚瓷HGZ钢模板(HGZ-fG082)。
上述普彩或坚韧钢处理工艺,自2008年以来已被扩展应用到成熟的增强非金属模板的空腹框肋表面等金属制品制造的表面防护之中。
坚韧HGZ钢模板(HGZ-fG080、HGZ-fG081)和坚瓷HGZ钢模板(HGZ-fG082)皆于2010年年初,在某发泡水泥制品生产厂得到了新的验证性应用;2010年推出的墙体板坚韧HGZ钢模具,已经历了近3个月左右的产品实用性检验;在实用历史已达近8年之久的坚韧HGZ小钢模板(HGZ-fG081)推进之后,2008年推出的坚韧HGZ大钢模板已被更多客户所关注。在适宜的应用条件下,所述电模成型、坚韧或坚瓷类金属模板,可选用相对轻质的铝合金面层基板(笔者创造的有关首例应用,可追溯到1982年--在为中央彩电中心项目特别研制的承重地板中,曾经成功实现针对铝合金板面和纸制蜂窝芯材进行了增强处理)。
2.3 框肋(楞)增强的木、塑等非金属HGZ模板
除采用常规方式完成钢、铝等空腹型材和木方作为木、塑等非金属面板组成定型模板之外,自2008年起,首创并推荐采用静电热喷涂钢、铝表面的增强用边框、背肋专用型材组合木、塑等非金属面板为成型模板;高耐磨增强的坚韧防护的静电热喷涂的此类专用型材,也成为近年重点推荐品种。
涉及单独或同金属型材混合使用于上述目的的木方材料,我们主张采用成熟配方的常温喷涂的环氧树脂增强防护剂完成表面处理。
2.3.1 框肋(楞)增强环氧覆膜HGZ模板(HGZ-hf080)
框肋(楞)增强环氧树脂覆膜组合模板的简称。或可直接简称为环氧覆膜HGZ模板。它是通过采用常温喷涂的方法,将成熟配方的双组分环氧树脂在素面层压胶合平板表面进行增强、防水、防腐等防护的固化成膜处理的面板,与含专用框、肋等辅助装置组合制成环氧覆膜HGZ木模板(HGZ- hfM080)。此法同样适合制作各类木、竹或非金属面板的HGZ环氧覆膜木、竹或非金属模板;也可根据需要,获得环氧覆膜HGZ钢(铝等)金属模板。
3.3.2 框肋(楞)增强塑料HGZ模板(HGZ-S080)
选用防老化、防滑面好于市场现有增强PP面的价格合理的塑料黑色面板,与经过前述面层处理的钢、木框、肋等辅助装置组合制成为黑色面HGZ塑料模板。
采用其它可用做模板面板的塑料面板,也可制成各类HGZ塑料模板。
上述塑料黑色面板的价格可低于同类品种,综合性能与同品种相当,且表面耐老化和防滑好于档次相当的现有国产品种,其价格却仅同市面可周转10~20次左右的覆膜木胶合板相当;其合理周转次数可达40次左右,防水和无甲醛污染危害;回收残值高。
2.3.3 模板增强专用框肋(HGZ-GK08、-LK08、-GMK08、MK08)
自2008年首家在北京推出HGZ模板增强专用框肋型材的实物以来,2009年年初被某模板公司直接用于普彩喷涂处理的HGZ模板增强专用框肋,并制成木胶合板的HGZ模板,当年即获取效益。
为顺应模板产业化发展的趋势的需要,我们目前积极推荐符合各类非金属模板增强专用的木、钢木或非金属与金属非金属组合的模数化、装配工具化、定型标准化或促成非金属定型模板的框、肋(楞)产品的实用品种,以满足各类客户需求。
2.3.4 模板防护与脱模剂
许多具备自脱模功效的模板表面,在实用中常可能向至少需要水性脱模剂辅助的易脱模或相对不易脱模方向转移,施工者使用的习惯性需求的存在,还不能完全取消一次性脱模(隔离)剂产品。但是,我们应当鼓励采用对环境危害更小或最小化的脱模产品。普遍存在的废机油处理方式必须严禁,溶剂型脱模剂理应限制,对上述非溶剂或可自然降解的模板脱模方式须大力倡导。
在现阶段的实际操作中,应采用危害较少的水性、溶剂型的偏水性油乳液或油乳液类的脱模剂。目前,我们可提供超过2~20年以上的研发与应用的防护剂或脱模处理成品与技术。
2.3.5 模板辅助装置
我们对构成HGZ模板系统或体系的一切金属或非金属的连接、紧固、支撑或脚手架、现场安装或拆卸的专用工具等的表面,皆主张尽力采用前述成膜处理。
经过合适的处理的HGZ板模辅助装置的表面,都可有相应的耐温、防腐、耐磨、防磕碰、不粘、长效或耐久的脱模等符合低碳环保需要的综合性能。不同形状的木、钢木等金属与非金属材质组合,可通过现场制作或工厂化生产来完成,从而实现模板的快装与快拆(可符合保温、早强等需求)。
2.3.6 覆膜常温喷涂设备
近20年来,结合工地现场应用的上述环氧树脂成熟配方防护剂的成膜施工,大都以涂料涂刷的方式对木模板或钢模板表面进行处理。
2010年8月,我们研制的针对素面木胶合板表面的环氧覆膜成膜处理,首次配套使用了常温喷涂工艺。实验表明:该工艺成膜效果良好,节省原料明显,为环氧覆膜HGZ模板的成品制作或生产,提供了成套工艺装备的技术保障。
2.3.7 覆膜加热喷涂设备
在2008年推出热喷覆膜坚韧HGZ大钢模板之后,又通过吸取早期“长效脱模剂”处理钢模板表面成膜品质的不足,研制成功的静电粉末涂料热喷涂表面而成的新型“长效脱模”处理功效的增强覆膜普彩HGZ钢模板在2009年正式推出以来,为进一步保障针对性强的喷涂工艺的顺利实施,在2010年推出了可满足工厂、现场应用的系列热喷涂金属普彩、坚韧等HGZ模板、模具、模型等成型器具的成膜装备。
热喷涂工艺相比常温喷涂环保,金属表面处理使用寿命显著增加。
3 技术经济分析
3.1 低碳环保
(1)在上述钢、铝金属普彩、坚韧和坚瓷HGZ模板中,坚韧、坚瓷表面涂层的综合优势,明显优于国内目前应用的各类模板的覆面层。同时,相关检测表明:坚韧、坚瓷涂层无有害物质渗出,故此类金属HGZ模板的环保优势显著。其中,关键设备或配件可重复或更加耐久性使用的电模成型与应用的金属HGZ模板的环保性更具优势。在条件允许之下,我们鼓励采用可重复利用的、无机材料为主的一次性使用的模板专用面板。
(2)由于电模成型装置专用HGZ模板具备耐久自脱模功效和经济实用的特点,使其环保性或性价比显著优于现有的各类模板。有条件时,也可考虑与固化成品为一体(或同时带有装饰功效的模板专用一次性)的面板应用中配套使用。
3.2 经济效益好
(1)在首次电模成型处理技术的应用中,就有可能为直接用户节约可比较直接费用30%左右;在回收前期投入后,其发生脱模处理的可比费用仅为传统工艺费用的5%左右。
(2)坚韧涂层耐磨可达钢铁表面耐磨的7倍左右以上,其合理使用的周转次数可轻松达到100次以上,明显超过其它非金属面层材料,降低其在实际中的平摊使用成本。
(3)在含支撑在内的HGZ模板的经济比较中,金属HGZ模板更能体现环保、技术等综合经济优势。我们认为:任何类型模板应用不应只强调面板部分的简单对比,必须通过实用系统和考虑其对施工总成本予以体现—这样的比较,才是符合实际的经济性比较(目前,自然不能不考虑是否首先符合低碳环保或绿色消费的实际需求)。
针对按传统工艺实现清水面混凝土需要比预算定额可能高出20~30%的现实而言,HGZ模板无疑在更易实现清水面效果的同时,也显示出大大降低综合成本的实用优势。
另外,非金属模板应尽量做成金属边框、木方等增强定型成品式样,这可减少HGZ模板成品在实际使用中的现场施工的操作工程量,能更好地体现其优异的技术、经济与低碳环保等方面的综合经济经济效益。
3.3 安全性高
(1)符合技术标准要求的金属HGZ定型模板,其安全性比其它常规模板要好。这种模板如果被管理素质优良的施工队伍所采用,更能体现其应有的安全保障的使用优势。电模成型HGZ模板的实用电源电压为不超过36V的安全电压,同样具备安全使用的基本优势。电模成型、上述坚韧和坚瓷HGZ模板,在实用中的使用、维护方便和寿命延长的优点,同样显示其在安全性能上的优势。我们始终认为:尽量使用可减少现场人员操作的工作量的具备安全品质保障的模板产品,无疑是可以减少安全事故隐患。
(2)由于塑料类等非金属材料为主的模板专用面板,在刚度、韧性、耐温、老化、阻燃和尺寸稳定等方面的不确定因素较多,还有因脆裂等引起使用寿命不定等缺陷,必须通过增强面板固定的边框等定型化处理予以事先解决,并通过标准化和加强管理提高其使用中的安全性。HGZ模板无疑在这方面具有先天优势。
4结语
我们在2009年推出的涉及环保功效增强型HGZ模板解决方案基础之上,2010年以来又以成套产品与技术应用成果促进了HGZ模板成品化发展,并受到越来越多的政府官员、专家、同行、组织、杂志或刊物、网络等媒体的关注与支持。
2010年12月~2011年3月30日,我们逐步明确了HGZ模板的广义范围:既模板与含有助于成品养护、脱模等清水成型处理环保功效增强一体化的,且对环境危害最小化的有益于低碳、绿色建筑施工的所有模板(系统或体系)。
我们认为:在国家资源政策调整和人工费用不断上升的现实面前,理应树立追求符合低碳环保要求,降低施工总成本的理念或思维模式,才能顺应住宅等建筑部品装配、产业化的时代发展进程的需要,走出合作、双赢和多赢的中国创新的发展之路。
注:作者早在1975年,既有亲自组装、使用和拆除模板(当时称支盒子板)实际施工和在拆除模板时出现意外的惨痛经历,或许正是促成作者能够坚持多年进行有关研究、实践和推广的重要的原始动力之一。
本论文是在一篇前期宣传文章的基础之上的缩编改写而成。
在本文转载中,作者针对刊登在杂志上原文中的刊误或明显不足之处,做了些微必要的更正或修改。
本文作者(现为高级工程师)借此机会对无私促成此文在《建筑施工》杂志上发表的上海建工集团总工程师龚剑、杂志编辑部等业内同仁朋友表示真诚的谢意!同时,对间接促成此文发表的现任北京市政府顾问的杨嗣信老前辈深表敬意和感谢!
前期宣传文章:点看
低碳环保绿色建筑HGZ模板新探-含自脱模电养护功效等清水成型器具(中国创新2011)
新品点看
国产铝合金模板脱模难等缺陷及其解决办法简述(HGZ自脱模处理技术) ;
高效节能成组立模自脱模墙板电模成型机(同样适用于盒子构件等制品生产用)
结合HGZ模板自脱模成熟技术推广应用的成品化推进实例电模-坚韧\瓷自脱模HGZ成型器\机盒子\L等墙板\井盖箅子等成型器具、机具设备product.asp?bookid=609
HGZ模板部分典型案例点看cp.asp?nclassid=346
作者手机:13691139438 电邮:gwy5059@126.com
特别提醒:昕龙春XLC主管积30余年经验或研究应用体验--特别是自2004年开始不断探询首家明确提出的自脱模技术、产品系列研究与应用推广之后,逐渐明确认定:惟有尽量采用金属材质,砂、石、石膏、菱镁、水泥或陶瓷等无机材料和纯木等纤维质(木板、拼版类;一般须做表面防护处理)等为主的天然或接近天然的原料制成符合实际需要的模板专用面板或面层,才是真正符合对人身或环境危害最小化的首选。因此,在尽量少用或不用原始的溶剂型化学脱模剂(包括常温溶剂型双组分“模板漆”类脱模品种的现场使用等)的同时,寻求有利于延长使用寿命--既尽力具备耐久性周转次数和有利于安全循环使用环保功效的建筑模板的专用面板,才是当今绿色建筑模板应有发展的研发与应用推广的基本方向。... ...。
各类施工单位、模板厂商、模板租赁或服务等实际用户,必须对此保持清醒的头脑。
2011年力推以昕龙春XLC或昕龙N-LONG专用品牌问世的精品HGZ模板产品及其系列技术--
业内朋友们共同努力吧!促使非环保的禁而不止的“废机油”脱模处理等习惯性落后的模板和施工技术,丧失其所谓的“低成本优势”。
相关链接点看:
建筑模板在低碳政策推动下应用现状与发展趋势(电模\耐磨\金属非金属组合\塑料面板等) ;
电模成型技术-10年前笔者推电脱模-05年称电作用自脱模专利升华的HGZ模板(领先国内外) 等