硅酸鈣板發(fā)展

1、國際上已將可持續(xù)性作為對工業(yè)產(chǎn)品能否長期存在和持續(xù)發(fā)展的一項重要評定指標(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，因為可持續(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)過程及應(yīng)用過程3個環(huán)節(jié)中的主要因素對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，并參考國外有關(guān)企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合國情探討如何提升我國此類建筑板材的可持續(xù)性。原材料對產(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石棉”，盡管現(xiàn)在國際上對溫石棉的使用尚有爭議，但迄今全世界已有40多個國家（包括所有歐盟成員國、美國、日

2、本、澳大利亞）在制造硅酸鈣板、纖維水泥板時不使用溫石棉。看來在世界范圍內(nèi)停止使用溫石棉只是一個時間問題，目前我國絕大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)此類板材時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，但也缺乏對粉狀材料的吸附性，并且價格昂貴。國際上公認(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

3、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，即料漿的過濾性與對粉狀粒子的吸附性；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度處于一定范圍內(nèi)（長度為16mm的纖維含量為60%70%），與松解后的中長溫石棉大致相近；耐高濕高溫性好，與溫石棉一樣均可經(jīng)受蒸壓處理。同時木漿纖維與溫石棉相比，既對人體健康無害，又是可再生的天然資源。我國生產(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（即專用的牛皮紙纖維）或同時使用此2

4、種纖維。進(jìn)口纖維的價格不僅較高且經(jīng)常波動，筆者曾多次呼吁制造此類板材所用的木漿纖維應(yīng)立足于國內(nèi)。這就需要我國生產(chǎn)此類板材的行業(yè)與林業(yè)、造紙等行業(yè)開展必要的協(xié)作，尤應(yīng)注意使用可速生樹種制得的木漿纖維。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僅是前者的40%左右，屬低碳建材制品。國內(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)合硅酸鹽水泥來取代普通硅酸鹽水泥。我國復(fù)合硅酸鹽水泥中含

5、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50%，對此種水泥的技術(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。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)生成托勃莫來石晶體。長期以來國外企業(yè)在制造此類板材時均用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料，主要是因為石英砂的SiO2含量較高（可達(dá)90%以上）。我國在20世紀(jì)90年代后期已有個別生產(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

6、來，國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。但在選用粉煤灰時應(yīng)對其化學(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)超過我國國家標(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摻合料國內(nèi)外有些企業(yè)在制造蒸壓纖維水泥板或硅酸鈣板時摻加少量的微硅粉（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)成型過程中薄料層的黏結(jié)和蒸壓過程中促進(jìn)托

7、勃莫來石晶體的生成。制造防火性要求高的硅酸鈣板時，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。國內(nèi)外生產(chǎn)此類板材的企業(yè)均100%利用生產(chǎn)過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)。纖維含量過大，由于分布不均勻，反而導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低。對有防火要求的硅酸鈣板而言，木漿纖維的

8、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，最好在制品中不含剩余的未參與反應(yīng)的石英砂粉。這是因為石英砂中含有晶態(tài)的SiO2，在制品切割、砂光、鉆孔等機(jī)械加工過程中，SiO2晶體粉塵對人體有害，吸入過多的此種粉塵會導(dǎo)致矽肺與肺癌。為此，比利時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。運輸原材料的長途運輸既消耗大量燃油，又使空氣受到污染。為減少運輸過程中對能源與環(huán)境的影響，近年來Etex集團(tuán)在比利時的生產(chǎn)廠及其在德國的Promat公司已將部分原材料由陸路運輸改為水運。日本Nichiha公司90%以上原材料的運輸距離不超過200公里。筆者建議我國位于南方的此類板材的生產(chǎn)廠所用原材料

9、可考慮采用水運。生產(chǎn)過程對產(chǎn)品可持續(xù)性的影響磨漿木漿纖維的磨漿對纖維與基材的黏結(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，而在磨漿過程中不僅可使纖維束被松開以增進(jìn)其對粉料的吸附能力，同時又可使纖維被切斷而降低其平均長度。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，同時也取決于纖維的平均長度。長度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木漿纖維的打漿度與纖維長度間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)提高磨漿的強(qiáng)化度至一定限度后，對打漿度并無明顯提高，反而使纖維長度有不同程

10、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，對不同品種的木漿，應(yīng)通過試驗確定其最適宜的磨漿強(qiáng)化度，從而在減少能耗的同時，又不致使纖維受較大的損傷。制坯國際上多年來已傾向于設(shè)計、制造與使用高生產(chǎn)率的板坯成型機(jī)，因為這有利于節(jié)約鋼材、降低能耗、節(jié)省場地、減少勞動力和降低生產(chǎn)成本。例如，德國Wehrhahn公司制造的具有56個大網(wǎng)輪（椎1200mm）和大直徑（椎1600mm）成型筒的、自動化程度很高的抄取機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)1000萬1200萬平方米（按厚度為6mm計），相當(dāng)于23臺年生產(chǎn)能力為400萬平方米的抄取機(jī)。瑞士H.U.S.技術(shù)公司制造的具有7個真空箱的流漿機(jī)的年生產(chǎn)能

11、力可達(dá)800萬平方米（按厚度為5mm計）。我國武漢建材工業(yè)設(shè)計研究院以自主知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計、制造了年生產(chǎn)能力為800萬平方米（按厚度為6mm計）的流漿機(jī)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。迄今為止，國際上制造硅酸鈣板與纖維水泥板仍以抄取法為主流，國內(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，今后我國生產(chǎn)此類板材，究竟以何種工藝為主，是值得行業(yè)專家進(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

12、用水、減少對環(huán)境的污染，國外知名企業(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)在美國的2家工廠的工藝用水已實現(xiàn)了“零”排放或接近“零”排放。Nichiha公司位于美國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，我國生產(chǎn)此類板材的企業(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環(huán)境

13、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)物對空氣的污染和對人體健康的危害，主要使用高固含量的溶劑型涂料或無溶劑涂料。Etex集團(tuán)長期以來對纖維水泥板采用名為“Glasal”的專門涂裝技術(shù)，所用涂料是無機(jī)質(zhì)的，需經(jīng)特殊的浸漬與烘烤處理。經(jīng)此種技術(shù)

14、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，我國絕大多數(shù)此類板材的生產(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)用過程對產(chǎn)品可持續(xù)性的影響品種及用途國外生產(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)的競爭力。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

15、表面顏色和多種不同的表面紋理，在美國同類產(chǎn)品中占有70%以上的市場份額。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、商場、旅館、體育館等）的被動防火系統(tǒng)（包括天花板、隔斷、風(fēng)道與電纜管等）；同時還為石化、造船、化工等工業(yè)部門提供專門的防火保護(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。就我國生產(chǎn)此類板材企業(yè)的總體情況而論，當(dāng)前存在的主要問題是產(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)我國此類建筑板材的可持續(xù)性，當(dāng)務(wù)之急是增加產(chǎn)品品

16、種并相應(yīng)擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。參考國外的先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合我國國情，當(dāng)前應(yīng)重點發(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)歐美國家的使用經(jīng)驗，此種干式覆面系統(tǒng)，與濕式抹面系統(tǒng)相比較，雖造價較高，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)筑等均對防火有嚴(yán)

17、格的要求，用專門的配方與工藝制成的硅酸鈣板具有較高的防火性能，在國際上被廣泛用來作為防火墻與吊頂、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。近年來我國已有個別企業(yè)開發(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個小時，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個小時，能在火災(zāi)發(fā)生時有效地抑制火焰的蔓延，并可保證通風(fēng)排煙系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在地鐵、地下車庫、隧道等工程中，防火問題尤其重要，采用此種板材與鋼骨架構(gòu)成的防火系

18、統(tǒng)，可延緩混凝土結(jié)構(gòu)的爆裂性破壞，減少人命、財產(chǎn)的損失。希望我國能有更多的企業(yè)生產(chǎn)用于被動防火系統(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、實心的輕質(zhì)復(fù)合墻體。這種墻體最先應(yīng)用于我國臺灣，其主要特點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年我國臺灣發(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，為此得以在我國臺灣建筑中大量推廣。近年來，我國開始在若干建筑物中采用此種構(gòu)造的墻體，遼寧省已著手編制現(xiàn)澆輕質(zhì)復(fù)

19、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，需采用專門的配方與工藝，建議盡快制定這種專用板材的技術(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)，若制品在使用過程中發(fā)生質(zhì)量上的問題，可進(jìn)行更換；對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)量上有問題，也可進(jìn)行產(chǎn)品的更換。我國此類板材的生產(chǎn)企業(yè)尚未對出廠的產(chǎn)品規(guī)定有如此長的保質(zhì)期。值得注意的是國外有些企業(yè)正在力求提高室外用板表面涂層的抗老化性，例如，Nichiha公司在某些外墻制品

20、上使用壽命可達(dá)25年表面涂層。維修使用于室外的此類板材在使用過程中的維修主要是對制品表面涂層的重新涂刷。國外的應(yīng)用實踐表明，涂層與纖維水泥的黏結(jié)性優(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用要明顯低于木質(zhì)外墻。廢棄根據(jù)國外經(jīng)驗，質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)正確安裝、合理使用、及時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年以上。到達(dá)使用壽命的此類板材，在拆卸過程中絕大多數(shù)

21、會受到破損，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。希望我國生產(chǎn)硅酸鈣板與蒸壓纖維水泥板的企業(yè)為提升此類板材的可持續(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，為國內(nèi)外建筑市場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和SiO2含量在50%以上的硅質(zhì)材料為基體，外觀

22、主要特征是灰色和高密度（1.41.7g/cm3）。 我國在20世紀(jì)80年代后期開發(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年來其發(fā)展尤為迅速，全國此類板材的年總生產(chǎn)能力已由上世紀(jì)末的不足3000萬平方米增至近年的2億平方米。不僅廣泛用于辦公樓、醫(yī)院、賓館、地鐵隧道中，也已用于奧運會場館、國家大劇院與上海世博會館等重點工程中。多年來出口海外的數(shù)量已達(dá)到年銷售量的30%左右。國際上已將可持續(xù)性作為對工業(yè)產(chǎn)品能否長期存在和持續(xù)發(fā)展的一項重要評定指標(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，因為可持續(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)過程及應(yīng)用過程3個環(huán)節(jié)中的主

23、要因素對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，并參考國外有關(guān)企業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合國情探討如何提升我國此類建筑板材的可持續(xù)性。原材料對產(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石棉”，盡管現(xiàn)在國際上對溫石棉的使用尚有爭議，但迄今全世界已有40多個國家（包括所有歐盟成員國、美國、日本、澳大利亞）在制造硅酸鈣板、纖維水泥板時不使用溫石棉。看來在世界范圍內(nèi)停止使用溫石棉只是一個時間問題，目前我國絕大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)此類板材時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

24、然具有較高的抗拉強(qiáng)度，但缺乏對粉狀材料的吸附性，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，但也缺乏對粉狀材料的吸附性，并且價格昂貴。國際上公認(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，即料漿的過濾性與對粉狀粒子的吸附性；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）；

25、磨漿后木漿纖維的長度處于一定范圍內(nèi)（長度為16mm的纖維含量為60%70%），與松解后的中長溫石棉大致相近；耐高濕高溫性好，與溫石棉一樣均可經(jīng)受蒸壓處理。同時木漿纖維與溫石棉相比，既對人體健康無害，又是可再生的天然資源。我國生產(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（即專用的牛皮紙纖維）或同時使用此2種纖維。進(jìn)口纖維的價格不僅較高且經(jīng)常波動，筆者曾多次呼吁制造此類板材所用的木漿纖維應(yīng)立足于國內(nèi)。這就需要我國生產(chǎn)此類板材的行業(yè)與林業(yè)、造紙等行業(yè)開展必要的協(xié)作，尤應(yīng)注意使用可速生樹種制得的木漿纖維。回收的廢紙纖

26、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僅是前者的40%左右，屬低碳建材制品。國內(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)合硅酸鹽水泥來取代普通硅酸鹽水泥。我國復(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50%，對此種水泥的技術(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

27、宜，最好在工藝線上先進(jìn)行必要的試驗。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)生成托勃莫來石晶體。長期以來國外企業(yè)在制造此類板材時均用磨細(xì)石英砂作為硅質(zhì)材料，主要是因為石英砂的SiO2含量較高（可達(dá)90%以上）。我國在20世紀(jì)90年代后期已有個別生產(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，國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。但在選用粉煤灰時應(yīng)對其化學(xué)組成與放射性物質(zhì)含量有一定的要求。

28、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)超過我國國家標(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摻合料國內(nèi)外有些企業(yè)在制造蒸壓纖維水泥板或硅酸鈣板時摻加少量的微硅粉（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)成型過程中薄料層的黏結(jié)和蒸壓過程中促進(jìn)托勃莫來石晶體的生成。制造防火性要求高的硅酸鈣板時，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。國內(nèi)外生產(chǎn)此類板材的企業(yè)均100%利用生產(chǎn)過程中未硬化的廢板坯與切下的邊料，制成料漿后

29、重新使用。絕大多數(shù)企業(yè)均將板后加工過程中產(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)。纖維含量過大，由于分布不均勻，反而導(dǎo)致制品強(qiáng)度降低。對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，最好在制品中不含剩余的未參與反應(yīng)的石英砂粉。這是因為石英砂中含有晶態(tài)的SiO2，在制品切割、砂光、鉆孔等機(jī)械加工過程中，SiO2晶體粉塵對人體有害，吸入過多的此

30、種粉塵會導(dǎo)致矽肺與肺癌。為此，比利時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。運輸原材料的長途運輸既消耗大量燃油，又使空氣受到污染。為減少運輸過程中對能源與環(huán)境的影響，近年來Etex集團(tuán)在比利時的生產(chǎn)廠及其在德國的Promat公司已將部分原材料由陸路運輸改為水運。日本Nichiha公司90%以上原材料的運輸距離不超過200公里。筆者建議我國位于南方的此類板材的生產(chǎn)廠所用原材料可考慮采用水運。生產(chǎn)過程對產(chǎn)品可持續(xù)性的影響磨漿木漿纖維的磨漿對纖維與基材的黏結(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，而在磨漿過程中不僅可使纖維束被松開以增進(jìn)其對粉料的吸附

31、能力，同時又可使纖維被切斷而降低其平均長度。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，同時也取決于纖維的平均長度。長度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木漿纖維的打漿度與纖維長度間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)提高磨漿的強(qiáng)化度至一定限度后，對打漿度并無明顯提高，反而使纖維長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，對不同品種的木漿，應(yīng)通過試驗確定其最適宜的磨漿強(qiáng)化度，從而在減少能耗的同時，又不致使纖維受較大的損傷。制坯國際上多年來已傾向于設(shè)計、制造與使用高

32、生產(chǎn)率的板坯成型機(jī)，因為這有利于節(jié)約鋼材、降低能耗、節(jié)省場地、減少勞動力和降低生產(chǎn)成本。例如，德國Wehrhahn公司制造的具有56個大網(wǎng)輪（椎1200mm）和大直徑（椎1600mm）成型筒的、自動化程度很高的抄取機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)1000萬1200萬平方米（按厚度為6mm計），相當(dāng)于23臺年生產(chǎn)能力為400萬平方米的抄取機(jī)。瑞士H.U.S.技術(shù)公司制造的具有7個真空箱的流漿機(jī)的年生產(chǎn)能力可達(dá)800萬平方米（按厚度為5mm計）。我國武漢建材工業(yè)設(shè)計研究院以自主知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計、制造了年生產(chǎn)能力為800萬平方米（按厚度為6mm計）的流漿機(jī)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。迄今為止，國際上制造硅酸鈣板與纖維水泥板

33、仍以抄取法為主流，國內(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，今后我國生產(chǎn)此類板材，究竟以何種工藝為主，是值得行業(yè)專家進(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、減少對環(huán)境的污染，國外知名企業(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)在美國的2家工廠的工藝用水已實現(xiàn)了“零”排放或接近“零”排放。Nichiha公司

34、位于美國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，我國生產(chǎn)此類板材的企業(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

35、，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)物對空氣的污染和對人體健康的危害，主要使用高固含量的溶劑型涂料或無溶劑涂料。Etex集團(tuán)長期以來對纖維水泥板采用名為“Glasal”的專門涂裝技術(shù)，所用涂料是無機(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，我國絕大多數(shù)此類板材的生產(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)外墻板的長期耐久性，有條件

36、的企業(yè)應(yīng)盡早建立噴涂工藝線。Page應(yīng)用過程對產(chǎn)品可持續(xù)性的影響品種及用途國外生產(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)的競爭力。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，在美國同類產(chǎn)品中占有70%以上的市場份額。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、商

37、場、旅館、體育館等）的被動防火系統(tǒng)（包括天花板、隔斷、風(fēng)道與電纜管等）；同時還為石化、造船、化工等工業(yè)部門提供專門的防火保護(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。就我國生產(chǎn)此類板材企業(yè)的總體情況而論，當(dāng)前存在的主要問題是產(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)我國此類建筑板材的可持續(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。參考國外的先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合我國國情，當(dāng)前應(yīng)重點發(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

38、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)歐美國家的使用經(jīng)驗，此種干式覆面系統(tǒng)，與濕式抹面系統(tǒng)相比較，雖造價較高，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)筑等均對防火有嚴(yán)格的要求，用專門的配方與工藝制成的硅酸鈣板具有較高的防火性能，在國際上被廣泛用來作為防火墻與吊頂、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。近年來我

39、國已有個別企業(yè)開發(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個小時，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個小時，能在火災(zāi)發(fā)生時有效地抑制火焰的蔓延，并可保證通風(fēng)排煙系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在地鐵、地下車庫、隧道等工程中，防火問題尤其重要，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、財產(chǎn)的損失。希望我國能有更多的企業(yè)生產(chǎn)用于被動防火系統(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

40、灰等拌制成的輕質(zhì)灌漿料，可形成現(xiàn)澆的、實心的輕質(zhì)復(fù)合墻體。這種墻體最先應(yīng)用于我國臺灣，其主要特點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年我國臺灣發(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，為此得以在我國臺灣建筑中大量推廣。近年來，我國開始在若干建筑物中采用此種構(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，需采用專門的配方與工藝，建議盡快制定這種專用板材的技術(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)，若制品在使用過程中發(fā)生質(zhì)量上的問題，可進(jìn)行更換；對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)量上有問題，也可進(jìn)行產(chǎn)品的更換。我國此類板材的生產(chǎn)企業(yè)尚未對出廠的產(chǎn)品規(guī)定有如此長的保質(zhì)期。值得注意的是國外有些企業(yè)正在力求提高室外用板表面涂層的抗老化性，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板材在使用過程中的維修主要是對制品表面涂層的重新涂刷。國外的應(yīng)用實踐表明，涂層與纖維水泥的黏結(jié)