硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板可持續(xù)性發(fā)展研究分析

1、 硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板可持續(xù)性發(fā)展研究分析國(guó)際上已將可持續(xù)性作為對(duì)工業(yè)產(chǎn)品能否長(zhǎng)期存在和持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要評(píng)定指標(biāo)，現(xiàn)今產(chǎn)品的可持續(xù)性與綠色度在某種意義上已成為同義詞，因?yàn)榭沙掷m(xù)性的產(chǎn)品必然是綠色的。筆者現(xiàn)就原材料、制品生產(chǎn)過(guò)程及應(yīng)用過(guò)程3個(gè)環(huán)節(jié)中的主要因素對(duì)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板可持續(xù)性的影響進(jìn)行分析，并參考國(guó)外有關(guān)企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)情探討如何提升我國(guó)此類(lèi)建筑板材的可持續(xù)性。原材料對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響纖維增強(qiáng)材料世界衛(wèi)生組織（WHO）在2006年發(fā)布的文件消除與石棉有關(guān)的疾病中指出“消除石棉相關(guān)疾病最有效的途徑就是停止使用各類(lèi)石棉”，盡管現(xiàn)在國(guó)際上對(duì)溫石棉的使用尚有爭(zhēng)議，但迄今全世

2、界已有40多個(gè)國(guó)家（包括所有歐盟成員國(guó)、美國(guó)、日本、澳大利亞）在制造硅酸鈣板、纖維水泥板時(shí)不使用溫石棉。看來(lái)在世界范圍內(nèi)停止使用溫石棉只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題，目前我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)此類(lèi)板材時(shí)也已不再使用溫石棉。耐堿玻璃纖維、高模量聚乙烯醇纖維與改性聚酰胺纖維雖然具有較高的抗拉強(qiáng)度，但缺乏對(duì)粉狀材料的吸附性，且不能經(jīng)受溫度在180200的蒸壓處理。芳綸纖維與碳纖維雖然具有很高的抗拉強(qiáng)度與彈性模量，能經(jīng)受蒸壓處理，但也缺乏對(duì)粉狀材料的吸附性，并且價(jià)格昂貴。國(guó)際上公認(rèn)用現(xiàn)有的濕法工藝（抄取法、流漿法）制造非石棉硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥制品，最適宜的石棉代用纖維是經(jīng)化學(xué)處理（硫酸鹽處理）的木漿纖維或稱(chēng)纖維

3、素纖維。這主要是經(jīng)磨漿后的木漿纖維（指經(jīng)化學(xué)處理的木漿纖維，以下均是）具有與松解后的石棉纖維相似的工藝性能，即料漿的過(guò)濾性與對(duì)粉狀粒子的吸附性；此種纖維具有一定的抗拉強(qiáng)度（松解后溫石棉的抗拉強(qiáng)度為500700MPa，磨漿后木漿纖維的值為500600MPa）；磨漿后木漿纖維的長(zhǎng)度處于一定范圍內(nèi)（長(zhǎng)度為16mm的纖維含量為60%70%），與松解后的中長(zhǎng)溫石棉大致相近；耐高濕高溫性好，與溫石棉一樣均可經(jīng)受蒸壓處理。同時(shí)木漿纖維與溫石棉相比，既對(duì)人體健康無(wú)害，又是可再生的天然資源。我國(guó)生產(chǎn)硅酸鈣板的企業(yè)多數(shù)使用進(jìn)口的經(jīng)漂白與化學(xué)處理的木漿纖維，生產(chǎn)蒸壓纖維水泥板的企業(yè)則多數(shù)使用進(jìn)口的未經(jīng)漂白、經(jīng)化學(xué)處

4、理的木漿纖維（即專(zhuān)用的牛皮紙纖維）或同時(shí)使用此2種纖維。進(jìn)口纖維的價(jià)格不僅較高且經(jīng)常波動(dòng)，筆者曾多次呼吁制造此類(lèi)板材所用的木漿纖維應(yīng)立足于國(guó)內(nèi)。這就需要我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材的行業(yè)與林業(yè)、造紙等行業(yè)開(kāi)展必要的協(xié)作，尤應(yīng)注意使用可速生樹(shù)種制得的木漿纖維?；厥盏膹U紙纖維經(jīng)適當(dāng)?shù)拇驖{處理也可用以替代部分木漿纖維。膠凝材料與非蒸壓的纖維水泥板相比較，硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的膠凝材料耗量?jī)H是前者的40%左右，屬低碳建材制品。國(guó)內(nèi)外制造硅酸鈣板的企業(yè)一般用消石灰作為膠凝材料，或以消石灰為主摻加適量的普通硅酸鹽水泥。制造蒸壓纖維水泥板所用膠凝材料是普通硅酸鹽水泥，為盡可能減少水泥中熟料的用量。建議使用復(fù)合硅酸鹽

5、水泥來(lái)取代普通硅酸鹽水泥。我國(guó)復(fù)合硅酸鹽水泥中含有硅酸鹽水泥熟料，2種或2種以上的混合材及適量的石膏，其中混合材的總摻量大于15%，但不超過(guò)50%，對(duì)此種水泥的技術(shù)要求則基本與普通硅酸鹽水泥相同。因復(fù)合水泥中摻有不同的混合材，制造纖維水泥板選用何種復(fù)合水泥為宜，最好在工藝線上先進(jìn)行必要的試驗(yàn)。硅質(zhì)材料制造硅酸鈣板或蒸壓纖維水泥板在原料中摻加硅質(zhì)材料，其作用在于蒸壓過(guò)程中鈣質(zhì)材料與硅質(zhì)材料起化學(xué)反應(yīng)生成托勃莫來(lái)石晶體。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外企業(yè)在制造此類(lèi)板材時(shí)均用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料，主要是因?yàn)槭⑸暗腟iO2含量較高（可達(dá)90%以上）。我國(guó)在20世紀(jì)90年代后期已有個(gè)別生產(chǎn)蒸壓纖維水泥板的企業(yè)用粉煤灰

6、代替全部磨細(xì)石英砂，產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。近年來(lái)，國(guó)外有些纖維水泥板企業(yè)也用粉煤灰代替部分或全部磨細(xì)石英砂。使用粉煤灰代替磨細(xì)石英砂不僅利用了工業(yè)廢渣，同時(shí)還可免去粉磨石英砂的能耗并降低產(chǎn)品成本。但在選用粉煤灰時(shí)應(yīng)對(duì)其化學(xué)組成與放射性物質(zhì)含量有一定的要求。宜使用SiO2含量不低于50%的低鈣粉煤灰，為保護(hù)環(huán)境與保障人體健康，所用粉煤灰的放射性物質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑材料用工業(yè)廢渣放射性物質(zhì)限制中所規(guī)定的限值。Page摻合料國(guó)內(nèi)外有些企業(yè)在制造蒸壓纖維水泥板或硅酸鈣板時(shí)摻加少量的微硅粉（4%左右），由于微硅粉中非晶態(tài)、高活性的SiO2含量可達(dá)95%以上，故可適當(dāng)減少硅質(zhì)材料的用量，并有

7、助于增進(jìn)成型過(guò)程中薄料層的黏結(jié)和蒸壓過(guò)程中促進(jìn)托勃莫來(lái)石晶體的生成。制造防火性要求高的硅酸鈣板時(shí)，尚需加入適量的特種摻合料，如針狀硅灰石、膨脹珍珠巖或膨脹蛭石及云母鱗片等。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)此類(lèi)板材的企業(yè)均100%利用生產(chǎn)過(guò)程中未硬化的廢板坯與切下的邊料，制成料漿后重新使用。絕大多數(shù)企業(yè)均將板后加工過(guò)程中產(chǎn)生的邊角廢料、碎屑與細(xì)粒，經(jīng)收集、粉磨后作為摻合料使用，在制品中的摻量可達(dá)10%以上，這對(duì)減少生產(chǎn)區(qū)周邊的污染有重要意義。配方制造蒸壓纖維水泥板配方中木漿纖維的含量取決于纖維的樹(shù)種、磨漿后纖維的打漿度及纖維在纖維水泥料漿中分布的均勻性，一般在7%9%范圍內(nèi)。纖維含量過(guò)大，由于分布不均勻，反而導(dǎo)致制品

8、強(qiáng)度降低。對(duì)有防火要求的硅酸鈣板而言，木漿纖維的含量一般在5%以下。當(dāng)用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料時(shí)，最好在制品中不含剩余的未參與反應(yīng)的石英砂粉。這是因?yàn)槭⑸爸泻芯B(tài)的SiO2，在制品切割、砂光、鉆孔等機(jī)械加工過(guò)程中，SiO2晶體粉塵對(duì)人體有害，吸入過(guò)多的此種粉塵會(huì)導(dǎo)致矽肺與肺癌。為此，比利時(shí)Etex集團(tuán)在其產(chǎn)品配方中已嚴(yán)格控制磨細(xì)石英砂的含量。運(yùn)輸原材料的長(zhǎng)途運(yùn)輸既消耗大量燃油，又使空氣受到污染。為減少運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)能源與環(huán)境的影響，近年來(lái)Etex集團(tuán)在比利時(shí)的生產(chǎn)廠及其在德國(guó)的Promat公司已將部分原材料由陸路運(yùn)輸改為水運(yùn)。日本Nichiha公司90%以上原材料的運(yùn)輸距離不超過(guò)200公里。

9、筆者建議我國(guó)位于南方的此類(lèi)板材的生產(chǎn)廠所用原材料可考慮采用水運(yùn)。生產(chǎn)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響磨漿木漿纖維的磨漿對(duì)纖維與基材的黏結(jié)及纖維增強(qiáng)作用的發(fā)揮均起重要作用，但磨漿的能耗較大，可高達(dá)800kWh/t，而在磨漿過(guò)程中不僅可使纖維束被松開(kāi)以增進(jìn)其對(duì)粉料的吸附能力，同時(shí)又可使纖維被切斷而降低其平均長(zhǎng)度。硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的抗折強(qiáng)度與韌性不僅取決于纖維的含量，同時(shí)也取決于纖維的平均長(zhǎng)度。長(zhǎng)度3mm以上的纖維在制品中起著明顯的增強(qiáng)與增韌作用，長(zhǎng)度0.3mm的纖維即使纖維含量很大也僅起填料作用。Etex集團(tuán)研發(fā)中心研究了磨漿工藝對(duì)木漿纖維的打漿度與纖維長(zhǎng)度間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)提高磨漿的強(qiáng)化度至一定限度

10、后，對(duì)打漿度并無(wú)明顯提高，反而使纖維長(zhǎng)度有不同程度的下降。顯然磨漿的能耗將隨磨漿強(qiáng)化度的增高而增大，因此他們認(rèn)為，對(duì)不同品種的木漿，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其最適宜的磨漿強(qiáng)化度，從而在減少能耗的同時(shí)，又不致使纖維受較大的損傷。制坯國(guó)際上多年來(lái)已傾向于設(shè)計(jì)、制造與使用高生產(chǎn)率的板坯成型機(jī)，因?yàn)檫@有利于節(jié)約鋼材、降低能耗、節(jié)省場(chǎng)地、減少勞動(dòng)力和降低生產(chǎn)成本。例如，德國(guó)Wehrhahn公司制造的具有56個(gè)大網(wǎng)輪（椎1200mm）和大直徑（椎1600mm）成型筒的、自動(dòng)化程度很高的抄取機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)1000萬(wàn)1200萬(wàn)平方米（按厚度為6mm計(jì)），相當(dāng)于23臺(tái)年生產(chǎn)能力為400萬(wàn)平方米的抄取機(jī)。瑞士H.U.S

11、.技術(shù)公司制造的具有7個(gè)真空箱的流漿機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)800萬(wàn)平方米（按厚度為5mm計(jì)）。我國(guó)武漢建材工業(yè)設(shè)計(jì)研究院以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)、制造了年生產(chǎn)能力為800萬(wàn)平方米（按厚度為6mm計(jì)）的流漿機(jī)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。迄今為止，國(guó)際上制造硅酸鈣板與纖維水泥板仍以抄取法為主流，國(guó)內(nèi)則為流漿法與抄取法并行發(fā)展。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的方向，今后我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材，究竟以何種工藝為主，是值得行業(yè)專(zhuān)家進(jìn)一步深入、全面而又客觀地探討的。循環(huán)用水用濕法生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板，工藝用水的耗量極大。例如，年產(chǎn)量為2000萬(wàn)平方米的、擁有2條抄取工藝線的纖維水泥板廠，每日的循環(huán)用水量約為360立方米，過(guò)去經(jīng)1周即將

12、如此大量的工藝用水全部排放進(jìn)入污水管道。為了節(jié)約用水、減少對(duì)環(huán)境的污染，國(guó)外知名企業(yè)均在設(shè)法采取有效的措施。例如，澳大利亞JamesHardie集團(tuán)采用再生處理的非飲用水，該集團(tuán)在美國(guó)的2家工廠的工藝用水已實(shí)現(xiàn)了“零”排放或接近“零”排放。Nichiha公司位于美國(guó)Macon的工廠已建立了1座水處理分廠，不僅可回收95%的工藝用水，并對(duì)其余5%的水經(jīng)適當(dāng)去污處理后重新進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)。為節(jié)約工藝用水，我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材的企業(yè)應(yīng)盡快采取有效的措施。蒸壓養(yǎng)護(hù)板坯必須經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)，因而要耗用大量蒸汽。為減少用鍋爐產(chǎn)生蒸汽而釋放較多的溫室氣體，國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)均使用天然氣或熱輕油等清潔燃料，有條件的企業(yè)則可利用

13、發(fā)電廠排放的廢蒸汽。為減少能耗與水耗并改善對(duì)環(huán)境的影響，很多企業(yè)已使蒸壓釜中的殘余蒸汽進(jìn)入蒸汽養(yǎng)護(hù)的隧道窯內(nèi)（一般溫度保持在5060），使板坯硬化后獲得初始強(qiáng)度再脫去模板進(jìn)入蒸壓釜中。板面噴涂國(guó)外知名企業(yè)用于室外的硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板均在出廠前經(jīng)噴涂處理，不僅使產(chǎn)品有較好的外觀，更主要的是可提高產(chǎn)品的耐久性。例如，JamesHardie集團(tuán)外墻板的正、反兩面及四周的厚度方向均噴涂防水與耐候性較好的涂層。為減少涂料中有機(jī)溶劑所含揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)空氣的污染和對(duì)人體健康的危害，主要使用高固含量的溶劑型涂料或無(wú)溶劑涂料。Etex集團(tuán)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)纖維水泥板采用名為“Glasal”的專(zhuān)門(mén)涂裝技術(shù)，所用涂料

14、是無(wú)機(jī)質(zhì)的，需經(jīng)特殊的浸漬與烘烤處理。經(jīng)此種技術(shù)處理后的表面涂層非常致密、光潔，猶如瓷釉，故又名“瓷釉工藝”。迄今為止，我國(guó)絕大多數(shù)此類(lèi)板材的生產(chǎn)廠家僅供應(yīng)表面未經(jīng)噴涂的素板，或僅對(duì)天花板作表面噴涂。為提高產(chǎn)品的附加值，尤其是為增進(jìn)外墻板的長(zhǎng)期耐久性，有條件的企業(yè)應(yīng)盡早建立噴涂工藝線。Page應(yīng)用過(guò)程對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響品種及用途國(guó)外生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的知名企業(yè)的最大特色在于產(chǎn)品品種多、用途廣及表面色彩與紋理的多樣化，因此用戶對(duì)產(chǎn)品有很廣闊的選擇余地，并可保持其產(chǎn)品較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。JamesHardie集團(tuán)所生產(chǎn)的纖維水泥板按用途有條形板、鑲嵌板、拱腹板、背襯板、柔性板等主要品種。其中

15、可用于建筑物外墻的條形板與鑲嵌板又有26種不同的表面顏色和多種不同的表面紋理，在美國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品中占有70%以上的市場(chǎng)份額。Etex集團(tuán)除了生產(chǎn)各種不同規(guī)格與表面色彩的住宅用和非住宅用的外墻板、內(nèi)墻板與天花板外，還生產(chǎn)可用于多層建筑物、辦公樓和公共建筑（機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、旅館、體育館等）的被動(dòng)防火系統(tǒng)（包括天花板、隔斷、風(fēng)道與電纜管等）；同時(shí)還為石化、造船、化工等工業(yè)部門(mén)提供專(zhuān)門(mén)的防火保護(hù)系統(tǒng)及高溫絕熱材料，多數(shù)屬于低密度、低熱導(dǎo)率的硅酸鈣制品。就我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材企業(yè)的總體情況而論，當(dāng)前存在的主要問(wèn)題是產(chǎn)品的品種單調(diào)、用途不廣，絕大多數(shù)企業(yè)均以生產(chǎn)吊頂板與表面未經(jīng)噴涂的本色內(nèi)墻面板為主。筆者認(rèn)為，為增進(jìn)

16、我國(guó)此類(lèi)建筑板材的可持續(xù)性，當(dāng)務(wù)之急是增加產(chǎn)品品種并相應(yīng)擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。參考國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，當(dāng)前應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展以下品種：1.建筑物節(jié)能外墻用的覆面板密度與強(qiáng)度較高的、表面經(jīng)噴涂的硅酸鈣板或蒸壓纖維水泥板與高效絕熱材料復(fù)合，形成外墻外絕熱的干式覆面系統(tǒng)。墻體的傳熱系數(shù)為0.250.35W/m2K，可減少墻體的熱損耗、降低建筑物的使用能耗、減少溫室氣體的排放并提高居住的舒適性。根據(jù)歐美國(guó)家的使用經(jīng)驗(yàn)，此種干式覆面系統(tǒng)，與濕式抹面系統(tǒng)相比較，雖造價(jià)較高，但施工進(jìn)度快、適于冬季施工、使用中可靠性強(qiáng)、維修費(fèi)用少。既可用于新的節(jié)能建筑，也可用于既有建筑的節(jié)能改造。2.被動(dòng)防火系統(tǒng)用的防火板高

17、層與超高層建筑、公共建筑、地下構(gòu)筑等均對(duì)防火有嚴(yán)格的要求，用專(zhuān)門(mén)的配方與工藝制成的硅酸鈣板具有較高的防火性能，在國(guó)際上被廣泛用來(lái)作為防火墻與吊頂、鋼結(jié)構(gòu)的防火包敷、自撐式耐火風(fēng)管、鐵皮風(fēng)管防火包敷、電纜防火包敷、玻璃幕墻防火裙墻、管道井及擋煙垂壁等。近年來(lái)我國(guó)已有個(gè)別企業(yè)開(kāi)發(fā)此種防火硅酸鈣板，投入批量生產(chǎn)并已用于若干工程中。例如，用防火硅酸鈣板與巖棉、輕鋼龍骨等所組成的防火輕質(zhì)隔墻，其耐火極限可達(dá)到4個(gè)小時(shí)，符合現(xiàn)代化建筑的防火要求。又如，用此種板材制作的自撐式耐火風(fēng)管的耐火極限可達(dá)3個(gè)小時(shí)，能在火災(zāi)發(fā)生時(shí)有效地抑制火焰的蔓延，并可保證通風(fēng)排煙系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在地鐵、地下車(chē)庫(kù)、隧道等工程中，防

18、火問(wèn)題尤其重要，采用此種板材與鋼骨架構(gòu)成的防火系統(tǒng)，可延緩混凝土結(jié)構(gòu)的爆裂性破壞，減少人命、財(cái)產(chǎn)的損失。希望我國(guó)能有更多的企業(yè)生產(chǎn)用于被動(dòng)防火系統(tǒng)的硅酸鈣板。3.現(xiàn)澆輕質(zhì)復(fù)合墻體的面板在蒸壓纖維水泥面板與輕鋼龍骨所組成的空腔內(nèi)，泵入由泡沫塑料粒子、水泥與粉煤灰等拌制成的輕質(zhì)灌漿料，可形成現(xiàn)澆的、實(shí)心的輕質(zhì)復(fù)合墻體。這種墻體最先應(yīng)用于我國(guó)臺(tái)灣，其主要特點(diǎn)是既有一定的絕熱性和隔音性，又有傳統(tǒng)墻體的重質(zhì)感，施工方便、不污染環(huán)境，并且墻面可吊掛重物。1999年我國(guó)臺(tái)灣發(fā)生9.21大地震，島內(nèi)大量建筑物倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞，而此種墻體仍然較為完好，為此得以在我國(guó)臺(tái)灣建筑中大量推廣。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始在若干建筑物

19、中采用此種構(gòu)造的墻體，遼寧省已著手編制現(xiàn)澆輕質(zhì)復(fù)合墻體應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。此種墻體所用蒸壓纖維水泥板，在材性上應(yīng)符合一定的要求，需采用專(zhuān)門(mén)的配方與工藝，建議盡快制定這種專(zhuān)用板材的技術(shù)規(guī)范并組織批量生產(chǎn)，優(yōu)先在地震多發(fā)區(qū)的建筑中推廣使用現(xiàn)澆輕質(zhì)復(fù)合墻體。耐久性國(guó)外知名企業(yè)將硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板使用的保質(zhì)期定為50年，在保質(zhì)期限內(nèi)，若制品在使用過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量上的問(wèn)題，可進(jìn)行更換；對(duì)室外使用的表面有涂層的制品，涂層的保質(zhì)期一般定為15年，若在此保質(zhì)期內(nèi)涂層質(zhì)量上有問(wèn)題，也可進(jìn)行產(chǎn)品的更換。我國(guó)此類(lèi)板材的生產(chǎn)企業(yè)尚未對(duì)出廠的產(chǎn)品規(guī)定有如此長(zhǎng)的保質(zhì)期。值得注意的是國(guó)外有些企業(yè)正在力求提高室外用板表面涂層的

20、抗老化性，例如，Nichiha公司在某些外墻制品上使用壽命可達(dá)25年表面涂層。維修使用于室外的此類(lèi)板材在使用過(guò)程中的維修主要是對(duì)制品表面涂層的重新涂刷。國(guó)外的應(yīng)用實(shí)踐表明，涂層與纖維水泥的黏結(jié)性?xún)?yōu)于木材，纖維水泥保持涂料的能力約為木材的2倍。若纖維水泥外墻板的表面涂層能在使用過(guò)程中受到很好的保護(hù)，則可經(jīng)15年再重新涂刷一次，而木板表面的涂層則經(jīng)8年左右即要重新涂刷。為此，纖維水泥外墻板的維修費(fèi)用要明顯低于木質(zhì)外墻。廢棄根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)正確安裝、合理使用、及時(shí)維修的蒸壓纖維水泥或硅酸鈣外墻板的使用壽命一般不少于50年。用于室內(nèi)的蒸壓纖維水泥板與硅酸鈣板的正常使用壽命可達(dá)50年以

21、上。到達(dá)使用壽命的此類(lèi)板材，在拆卸過(guò)程中絕大多數(shù)會(huì)受到破損，因而不宜再重復(fù)使用。其中大部分廢棄后的板材可作為生產(chǎn)水泥熟料的原料，部分則可作為制造硅酸鈣板或蒸壓纖維水泥板的摻合料。希望我國(guó)生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的企業(yè)為提升此類(lèi)板材的可持續(xù)性，在原材料、生產(chǎn)與應(yīng)用等環(huán)節(jié)上進(jìn)一步采取更加卓有成效的措施，大力開(kāi)發(fā)低碳技術(shù)，增加產(chǎn)品品種，擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，為國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)提供更多的高性能硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板。硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板均屬短纖維增強(qiáng)的蒸壓制品，前者以消石灰、SiO2含量在90%以上的硅質(zhì)材料和輕集料為基體，外觀主要特征是白色和低密度（0.91.4g/cm3）。后者以普通硅酸鹽水泥

22、和SiO2含量在50%以上的硅質(zhì)材料為基體，外觀主要特征是灰色和高密度（1.41.7g/cm3）。 我國(guó)在20世紀(jì)80年代后期開(kāi)發(fā)了硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板，90年代初期投入生產(chǎn)。近10年來(lái)其發(fā)展尤為迅速，全國(guó)此類(lèi)板材的年總生產(chǎn)能力已由上世紀(jì)末的不足3000萬(wàn)平方米增至近年的2億平方米。不僅廣泛用于辦公樓、醫(yī)院、賓館、地鐵隧道中，也已用于奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館、國(guó)家大劇院與上海世博會(huì)館等重點(diǎn)工程中。多年來(lái)出口海外的數(shù)量已達(dá)到年銷(xiāo)售量的30%左右。國(guó)際上已將可持續(xù)性作為對(duì)工業(yè)產(chǎn)品能否長(zhǎng)期存在和持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要評(píng)定指標(biāo)，現(xiàn)今產(chǎn)品的可持續(xù)性與綠色度在某種意義上已成為同義詞，因?yàn)榭沙掷m(xù)性的產(chǎn)品必然是綠色的。筆者

23、現(xiàn)就原材料、制品生產(chǎn)過(guò)程及應(yīng)用過(guò)程3個(gè)環(huán)節(jié)中的主要因素對(duì)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板可持續(xù)性的影響進(jìn)行分析，并參考國(guó)外有關(guān)企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國(guó)情探討如何提升我國(guó)此類(lèi)建筑板材的可持續(xù)性。原材料對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響纖維增強(qiáng)材世界衛(wèi)生組織（WHO）在2006年發(fā)布的文件消除與石棉有關(guān)的疾病中指出“消除石棉相關(guān)疾病最有效的途徑就是停止使用各類(lèi)石棉”，盡管現(xiàn)在國(guó)際上對(duì)溫石棉的使用尚有爭(zhēng)議，但迄今全世界已有40多個(gè)國(guó)家（包括所有歐盟成員國(guó)、美國(guó)、日本、澳大利亞）在制造硅酸鈣板、纖維水泥板時(shí)不使用溫石棉?？磥?lái)在世界范圍內(nèi)停止使用溫石棉只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題，目前我國(guó)絕大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)此類(lèi)板材時(shí)也已不再使用溫石棉。耐

24、堿玻璃纖維、高模量聚乙烯醇纖維與改性聚酰胺纖維雖然具有較高的抗拉強(qiáng)度，但缺乏對(duì)粉狀材料的吸附性，且不能經(jīng)受溫度在180200的蒸壓處理。芳綸纖維與碳纖維雖然具有很高的抗拉強(qiáng)度與彈性模量，能經(jīng)受蒸壓處理，但也缺乏對(duì)粉狀材料的吸附性，并且價(jià)格昂貴。國(guó)際上公認(rèn)用現(xiàn)有的濕法工藝（抄取法、流漿法）制造非石棉硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥制品，最適宜的石棉代用纖維是經(jīng)化學(xué)處理（硫酸鹽處理）的木漿纖維或稱(chēng)纖維素纖維。這主要是經(jīng)磨漿后的木漿纖維（指經(jīng)化學(xué)處理的木漿纖維，以下均是）具有與松解后的石棉纖維相似的工藝性能，即料漿的過(guò)濾性與對(duì)粉狀粒子的吸附性；此種纖維具有一定的抗拉強(qiáng)度（松解后溫石棉的抗拉強(qiáng)度為500700M

25、Pa，磨漿后木漿纖維的值為500600MPa）；磨漿后木漿纖維的長(zhǎng)度處于一定范圍內(nèi)（長(zhǎng)度為16mm的纖維含量為60%70%），與松解后的中長(zhǎng)溫石棉大致相近；耐高濕高溫性好，與溫石棉一樣均可經(jīng)受蒸壓處理。同時(shí)木漿纖維與溫石棉相比，既對(duì)人體健康無(wú)害，又是可再生的天然資源。我國(guó)生產(chǎn)硅酸鈣板的企業(yè)多數(shù)使用進(jìn)口的經(jīng)漂白與化學(xué)處理的木漿纖維，生產(chǎn)蒸壓纖維水泥板的企業(yè)則多數(shù)使用進(jìn)口的未經(jīng)漂白、經(jīng)化學(xué)處理的木漿纖維（即專(zhuān)用的牛皮紙纖維）或同時(shí)使用此2種纖維。進(jìn)口纖維的價(jià)格不僅較高且經(jīng)常波動(dòng)，筆者曾多次呼吁制造此類(lèi)板材所用的木漿纖維應(yīng)立足于國(guó)內(nèi)。這就需要我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材的行業(yè)與林業(yè)、造紙等行業(yè)開(kāi)展必要的協(xié)作，尤

26、應(yīng)注意使用可速生樹(shù)種制得的木漿纖維。回收的廢紙纖維經(jīng)適當(dāng)?shù)拇驖{處理也可用以替代部分木漿纖維。膠凝材料與非蒸壓的纖維水泥板相比較，硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的膠凝材料耗量?jī)H是前者的40%左右，屬低碳建材制品。國(guó)內(nèi)外制造硅酸鈣板的企業(yè)一般用消石灰作為膠凝材料，或以消石灰為主摻加適量的普通硅酸鹽水泥。制造蒸壓纖維水泥板所用膠凝材料是普通硅酸鹽水泥，為盡可能減少水泥中熟料的用量。建議使用復(fù)合硅酸鹽水泥來(lái)取代普通硅酸鹽水泥。我國(guó)復(fù)合硅酸鹽水泥中含有硅酸鹽水泥熟料，2種或2種以上的混合材及適量的石膏，其中混合材的總摻量大于15%，但不超過(guò)50%，對(duì)此種水泥的技術(shù)要求則基本與普通硅酸鹽水泥相同。因復(fù)合水泥中摻

27、有不同的混合材，制造纖維水泥板選用何種復(fù)合水泥為宜，最好在工藝線上先進(jìn)行必要的試驗(yàn)。硅質(zhì)材料制造硅酸鈣板或蒸壓纖維水泥板在原料中摻加硅質(zhì)材料，其作用在于蒸壓過(guò)程中鈣質(zhì)材料與硅質(zhì)材料起化學(xué)反應(yīng)生成托勃莫來(lái)石晶體。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外企業(yè)在制造此類(lèi)板材時(shí)均用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料，主要是因?yàn)槭⑸暗腟iO2含量較高（可達(dá)90%以上）。我國(guó)在20世紀(jì)90年代后期已有個(gè)別生產(chǎn)蒸壓纖維水泥板的企業(yè)用粉煤灰代替全部磨細(xì)石英砂，產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。近年來(lái)，國(guó)外有些纖維水泥板企業(yè)也用粉煤灰代替部分或全部磨細(xì)石英砂。使用粉煤灰代替磨細(xì)石英砂不僅利用了工業(yè)廢渣，同時(shí)還可免去粉磨石英砂的能耗并降低產(chǎn)品成本。但在選用粉煤

28、灰時(shí)應(yīng)對(duì)其化學(xué)組成與放射性物質(zhì)含量有一定的要求。宜使用SiO2含量不低于50%的低鈣粉煤灰，為保護(hù)環(huán)境與保障人體健康，所用粉煤灰的放射性物質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑材料用工業(yè)廢渣放射性物質(zhì)限制中所規(guī)定的限值。Page摻合料國(guó)內(nèi)外有些企業(yè)在制造蒸壓纖維水泥板或硅酸鈣板時(shí)摻加少量的微硅粉（4%左右），由于微硅粉中非晶態(tài)、高活性的SiO2含量可達(dá)95%以上，故可適當(dāng)減少硅質(zhì)材料的用量，并有助于增進(jìn)成型過(guò)程中薄料層的黏結(jié)和蒸壓過(guò)程中促進(jìn)托勃莫來(lái)石晶體的生成。制造防火性要求高的硅酸鈣板時(shí)，尚需加入適量的特種摻合料，如針狀硅灰石、膨脹珍珠巖或膨脹蛭石及云母鱗片等。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)此類(lèi)板材的企業(yè)均100%利用

29、生產(chǎn)過(guò)程中未硬化的廢板坯與切下的邊料，制成料漿后重新使用。絕大多數(shù)企業(yè)均將板后加工過(guò)程中產(chǎn)生的邊角廢料、碎屑與細(xì)粒，經(jīng)收集、粉磨后作為摻合料使用，在制品中的摻量可達(dá)10%以上，這對(duì)減少生產(chǎn)區(qū)周邊的污染有重要意義。配方制造蒸壓纖維水泥板配方中木漿纖維的含量取決于纖維的樹(shù)種、磨漿后纖維的打漿度及纖維在纖維水泥料漿中分布的均勻性，一般在7%9%范圍內(nèi)。纖維含量過(guò)大，由于分布不均勻，反而導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低。對(duì)有防火要求的硅酸鈣板而言，木漿纖維的含量一般在5%以下。當(dāng)用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料時(shí)，最好在制品中不含剩余的未參與反應(yīng)的石英砂粉。這是因?yàn)槭⑸爸泻芯B(tài)的SiO2，在制品切割、砂光、鉆孔等機(jī)械加工

30、過(guò)程中，SiO2晶體粉塵對(duì)人體有害，吸入過(guò)多的此種粉塵會(huì)導(dǎo)致矽肺與肺癌。為此，比利時(shí)Etex集團(tuán)在其產(chǎn)品配方中已嚴(yán)格控制磨細(xì)石英砂的含量。運(yùn)輸原材料的長(zhǎng)途運(yùn)輸既消耗大量燃油，又使空氣受到污染。為減少運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)能源與環(huán)境的影響，近年來(lái)Etex集團(tuán)在比利時(shí)的生產(chǎn)廠及其在德國(guó)的Promat公司已將部分原材料由陸路運(yùn)輸改為水運(yùn)。日本Nichiha公司90%以上原材料的運(yùn)輸距離不超過(guò)200公里。筆者建議我國(guó)位于南方的此類(lèi)板材的生產(chǎn)廠所用原材料可考慮采用水運(yùn)。生產(chǎn)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響磨漿木漿纖維的磨漿對(duì)纖維與基材的黏結(jié)及纖維增強(qiáng)作用的發(fā)揮均起重要作用，但磨漿的能耗較大，可高達(dá)800kWh/t，而在磨

31、漿過(guò)程中不僅可使纖維束被松開(kāi)以增進(jìn)其對(duì)粉料的吸附能力，同時(shí)又可使纖維被切斷而降低其平均長(zhǎng)度。硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的抗折強(qiáng)度與韌性不僅取決于纖維的含量，同時(shí)也取決于纖維的平均長(zhǎng)度。長(zhǎng)度3mm以上的纖維在制品中起著明顯的增強(qiáng)與增韌作用，長(zhǎng)度0.3mm的纖維即使纖維含量很大也僅起填料作用。Etex集團(tuán)研發(fā)中心研究了磨漿工藝對(duì)木漿纖維的打漿度與纖維長(zhǎng)度間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)提高磨漿的強(qiáng)化度至一定限度后，對(duì)打漿度并無(wú)明顯提高，反而使纖維長(zhǎng)度有不同程度的下降。顯然磨漿的能耗將隨磨漿強(qiáng)化度的增高而增大，因此他們認(rèn)為，對(duì)不同品種的木漿，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其最適宜的磨漿強(qiáng)化度，從而在減少能耗的同時(shí)，又不致使纖維受較大的

32、損傷。制坯國(guó)際上多年來(lái)已傾向于設(shè)計(jì)、制造與使用高生產(chǎn)率的板坯成型機(jī)，因?yàn)檫@有利于節(jié)約鋼材、降低能耗、節(jié)省場(chǎng)地、減少勞動(dòng)力和降低生產(chǎn)成本。例如，德國(guó)Wehrhahn公司制造的具有56個(gè)大網(wǎng)輪（椎1200mm）和大直徑（椎1600mm）成型筒的、自動(dòng)化程度很高的抄取機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)1000萬(wàn)1200萬(wàn)平方米（按厚度為6mm計(jì)），相當(dāng)于23臺(tái)年生產(chǎn)能力為400萬(wàn)平方米的抄取機(jī)。瑞士H.U.S.技術(shù)公司制造的具有7個(gè)真空箱的流漿機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)800萬(wàn)平方米（按厚度為5mm計(jì)）。我國(guó)武漢建材工業(yè)設(shè)計(jì)研究院以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)、制造了年生產(chǎn)能力為800萬(wàn)平方米（按厚度為6mm計(jì)）的流漿機(jī)，達(dá)到了國(guó)際先

33、進(jìn)水平。迄今為止，國(guó)際上制造硅酸鈣板與纖維水泥板仍以抄取法為主流，國(guó)內(nèi)則為流漿法與抄取法并行發(fā)展。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展的方向，今后我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材，究竟以何種工藝為主，是值得行業(yè)專(zhuān)家進(jìn)一步深入、全面而又客觀地探討的。循環(huán)用水用濕法生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板，工藝用水的耗量極大。例如，年產(chǎn)量為2000萬(wàn)平方米的、擁有2條抄取工藝線的纖維水泥板廠，每日的循環(huán)用水量約為360立方米，過(guò)去經(jīng)1周即將如此大量的工藝用水全部排放進(jìn)入污水管道。為了節(jié)約用水、減少對(duì)環(huán)境的污染，國(guó)外知名企業(yè)均在設(shè)法采取有效的措施。例如，澳大利亞JamesHardie集團(tuán)采用再生處理的非飲用水，該集團(tuán)在美國(guó)的2家工廠的工藝用水已實(shí)現(xiàn)

34、了“零”排放或接近“零”排放。Nichiha公司位于美國(guó)Macon的工廠已建立了1座水處理分廠，不僅可回收95%的工藝用水，并對(duì)其余5%的水經(jīng)適當(dāng)去污處理后重新進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)。為節(jié)約工藝用水，我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材的企業(yè)應(yīng)盡快采取有效的措施。蒸壓養(yǎng)護(hù)板坯必須經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)，因而要耗用大量蒸汽。為減少用鍋爐產(chǎn)生蒸汽而釋放較多的溫室氣體，國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)均使用天然氣或熱輕油等清潔燃料，有條件的企業(yè)則可利用發(fā)電廠排放的廢蒸汽。為減少能耗與水耗并改善對(duì)環(huán)境的影響，很多企業(yè)已使蒸壓釜中的殘余蒸汽進(jìn)入蒸汽養(yǎng)護(hù)的隧道窯內(nèi)（一般溫度保持在5060），使板坯硬化后獲得初始強(qiáng)度再脫去模板進(jìn)入蒸壓釜中。板面噴涂國(guó)外知名企業(yè)用于室

35、外的硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板均在出廠前經(jīng)噴涂處理，不僅使產(chǎn)品有較好的外觀，更主要的是可提高產(chǎn)品的耐久性。例如，JamesHardie集團(tuán)外墻板的正、反兩面及四周的厚度方向均噴涂防水與耐候性較好的涂層。為減少涂料中有機(jī)溶劑所含揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)空氣的污染和對(duì)人體健康的危害，主要使用高固含量的溶劑型涂料或無(wú)溶劑涂料。Etex集團(tuán)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)纖維水泥板采用名為“Glasal”的專(zhuān)門(mén)涂裝技術(shù)，所用涂料是無(wú)機(jī)質(zhì)的，需經(jīng)特殊的浸漬與烘烤處理。經(jīng)此種技術(shù)處理后的表面涂層非常致密、光潔，猶如瓷釉，故又名“瓷釉工藝”。迄今為止，我國(guó)絕大多數(shù)此類(lèi)板材的生產(chǎn)廠家僅供應(yīng)表面未經(jīng)噴涂的素板，或僅對(duì)天花板作表面噴涂。為提高產(chǎn)品

36、的附加值，尤其是為增進(jìn)外墻板的長(zhǎng)期耐久性，有條件的企業(yè)應(yīng)盡早建立噴涂工藝線。Page應(yīng)用過(guò)程對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)性的影響品種及用途國(guó)外生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的知名企業(yè)的最大特色在于產(chǎn)品品種多、用途廣及表面色彩與紋理的多樣化，因此用戶對(duì)產(chǎn)品有很廣闊的選擇余地，并可保持其產(chǎn)品較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。JamesHardie集團(tuán)所生產(chǎn)的纖維水泥板按用途有條形板、鑲嵌板、拱腹板、背襯板、柔性板等主要品種。其中可用于建筑物外墻的條形板與鑲嵌板又有26種不同的表面顏色和多種不同的表面紋理，在美國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品中占有70%以上的市場(chǎng)份額。Etex集團(tuán)除了生產(chǎn)各種不同規(guī)格與表面色彩的住宅用和非住宅用的外墻板、內(nèi)墻板與天花板外，還

37、生產(chǎn)可用于多層建筑物、辦公樓和公共建筑（機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、旅館、體育館等）的被動(dòng)防火系統(tǒng)（包括天花板、隔斷、風(fēng)道與電纜管等）；同時(shí)還為石化、造船、化工等工業(yè)部門(mén)提供專(zhuān)門(mén)的防火保護(hù)系統(tǒng)及高溫絕熱材料，多數(shù)屬于低密度、低熱導(dǎo)率的硅酸鈣制品。就我國(guó)生產(chǎn)此類(lèi)板材企業(yè)的總體情況而論，當(dāng)前存在的主要問(wèn)題是產(chǎn)品的品種單調(diào)、用途不廣，絕大多數(shù)企業(yè)均以生產(chǎn)吊頂板與表面未經(jīng)噴涂的本色內(nèi)墻面板為主。筆者認(rèn)為，為增進(jìn)我國(guó)此類(lèi)建筑板材的可持續(xù)性，當(dāng)務(wù)之急是增加產(chǎn)品品種并相應(yīng)擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。參考國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，當(dāng)前應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展以下品種：1.建筑物節(jié)能外墻用的覆面板密度與強(qiáng)度較高的、表面經(jīng)噴涂的硅酸鈣板或蒸壓纖維

38、水泥板與高效絕熱材料復(fù)合，形成外墻外絕熱的干式覆面系統(tǒng)。墻體的傳熱系數(shù)為0.250.35W/m2K，可減少墻體的熱損耗、降低建筑物的使用能耗、減少溫室氣體的排放并提高居住的舒適性。根據(jù)歐美國(guó)家的使用經(jīng)驗(yàn)，此種干式覆面系統(tǒng)，與濕式抹面系統(tǒng)相比較，雖造價(jià)較高，但施工進(jìn)度快、適于冬季施工、使用中可靠性強(qiáng)、維修費(fèi)用少。既可用于新的節(jié)能建筑，也可用于既有建筑的節(jié)能改造。2.被動(dòng)防火系統(tǒng)用的防火板高層與超高層建筑、公共建筑、地下構(gòu)筑等均對(duì)防火有嚴(yán)格的要求，用專(zhuān)門(mén)的配方與工藝制成的硅酸鈣板具有較高的防火性能，在國(guó)際上被廣泛用來(lái)作為防火墻與吊頂、鋼結(jié)構(gòu)的防火包敷、自撐式耐火風(fēng)管、鐵皮風(fēng)管防火包敷、電纜防火包敷、玻璃幕墻防火裙墻、管道井及擋煙垂壁等。近年來(lái)我國(guó)已有個(gè)別企業(yè)開(kāi)發(fā)此種防火硅酸鈣板，投入