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水泥木絲板在40年代開始在歐洲廣泛應用,目前已成為國際上應用範圍很廣的建築材料。它實用性廣、性能優異,有著耐腐、耐熱、耐蟻蝕、易加工、與水泥、石灰、石膏配合性好、綠色環保等多種優點。

1 水泥木絲板 -簡介

  水泥木絲板在40年代開始在歐洲廣泛應用,目前已成為國際上應用範圍很廣的建築材料。它實用性廣、性能優異,有著耐腐、耐熱、耐蟻蝕、易加工、與水泥、石灰、石膏配合性好、綠色環保等多種優點。現在,荷蘭、芬蘭、德國、奧地利、俄羅斯等國家已經形成了不少此類板材的專項製造公司,以及專業設備製造廠家,相比之下,中國的此類生產線較少,水泥木絲板在國內的發展空間相對較大,有待深度開發與利用。

  水泥木絲板用次等圓木、間伐材或制材板皮為原料。木材經剝皮后鋸成長50 cm的木段, 用木絲機將木材製成木絲, 經與水泥混合、鋪裝、養護等工序製成。根據用途, 需改變木絲的厚度和寬度, 例如用作聲學天花板時, 其外觀和吸聲是重要的, 通常使用0.75-1.5 mm寬的木絲。如用作絕緣用, 通常用3-5 mm寬的木絲。長久以來, 木絲生產使用手工操作的往複式木絲生產機, 直到最近, 荷蘭艾托美心公司研製成由把刀組成的旋轉圓盤型木絲生產設備。

2 水泥木絲板 -常用生產工藝

  製造水泥木絲板以冷杉木材為佳, 其他材種也可, 但要求木材節子少、小, 這將十分有利於加工木絲。木絲是通過刨絲機床從木材刨下順纖維方向木絲而得, 每一立方米水泥木絲板約需木絲115 kg, 消耗木材約0.25-0.45 ㎡。木絲規格為: 長240-600 mm , 寬3-4 mm , 厚0.3-0.5 mm。木絲與水泥拌和前, 須對木絲進行礦化處理。常用的礦化劑是氯化鈣、溶融的脫水氯化鈣等。水泥是水泥木絲板的第二大原料, 使用硅酸鹽水泥不應低於500 號, 各項指標均應符合國家標準要求。使用闊葉樹材的木絲時, 須使用快乾500 號水泥或600 號以上快乾水泥。水泥木絲板的常用生產過程為冷壓法,大致分為木材處理與木絲製備鋪裝與壓板成型養護與調濕處理裁切整形飾面深加工等5個工序。

3 水泥木絲板 -水泥木絲板的性能

  水泥木絲板之所以受到社會青睞, 是因為它具有較好的物理力學性能和優良的建築功能, 其有關性能和用途如下:

強度

  水泥木絲板在工程上的應用強度, 主要表現為彎曲破壞載重和抗彎強度, 其強度值取決於容重, 組成成分, 木絲的排列以及固化時的溫、濕度條件等。

導熱性

  水泥木絲板的組成材料之一木絲是熱的不良導體, 在結構組成形式上, 具有不貫穿的孔, 構成空氣的熱容與熱阻, 因此水泥木絲板的導熱性很小, 因容重不同, 其導熱係數一般在0.08-0.13m·h·℃。

  吸音性與隔聲性

  吸音板的容重在350-450 kg/㎡, 其容重比保溫板大。板的吸音效果隨著厚度而提高。但使用方法對吸音效果有很大影響。例如, 在木絲板與建築結構體之間, 保留間距, 能顯著提高吸音效果。經試驗驗證, 將25 mm厚的吸音水泥木絲板釘在距牆體25 mm的骨架上, 其效果與用厚板直接釘在牆體上的一樣。

耐火性

  水泥木絲板是耐火材料, 容重越大,耐火性越好。容重350 kg/㎥ 的木絲板, 用火炬燃燒,將火炬移開后, 板的阻燃時間為30 s。荷蘭按BS4T6試驗, 水泥木絲板的耐火性能如下:5 cm板耐火1 h;10 cm的板耐火2 h。

  穩定性

  水泥木絲板的穩定性主要表現在防霉性與防蟲蛀性和耐候性。由於木絲外表受水泥保護, 又經礦化劑處理, 因此不怕黴菌。在水泥木絲板試樣上接種培育木腐菌, 6個月後, 板失重僅2%, 抗彎強度降低4%-5%。這表明水泥木絲板是耐腐材料。水泥木絲板不怕鼠害, 不受白蟻侵蝕。荷蘭Eitomation公司曾報導該材料在地面上使用30年未產生剝離、分層、粉化現象。

可加工性

  水泥木絲板可進行鋸割、鑽孔、刨削、砂光、著釘和油漆, 也可輕易的用水泥砂漿和石膏粉刷。水泥木絲板施工方便, 砌築效率高, 減少自重,擴大建築使用面積。水泥木絲板由於採用的基本材料42.5R硅酸鹽水泥和間伐木材及木材加工的剩餘物, 都是價格低廉和易得的材料, 因此具有實用性和推廣性。

環保性

  水泥木絲板生產線是綜合利用速生、廢棄林,節約土地資源,符合國家生態環境建設規劃的要求,其板材使用水泥作為交聯劑,不需施加膠黏劑,所以不存在甲醛等有害物質釋放,是新型的綠色環保建材。木絲板所採用的木材是人工速生林(楊木、落葉松)小徑材,而不耗用優質天然木材。原料來源廣泛,可採用造林』加工一體化的產業模式,能更加有利於生態環境的保護。

保溫性

  木材本身屬於一種絕熱材料,而木絲板在製造成型過程中又產生出很多空隙,這樣就賦予它具有很好的絕熱保溫性。近些年又研製出一種專門用作保溫材料的產品稱之為複合保溫木絲板,該產品:兩表層(或單面)為水泥木絲板,芯層(或另一面)為聚苯乙烯板、岩棉板、玻璃纖維板等。複合保溫木絲板具有更好的保溫效果。

  其

它性能

  木絲板可用水泥灰沙與其它建材粘合,可鋸割、可釘釘;優雅的外表面可直接使用本色,也可著色、塗飾、粉刷、覆貼等。

  水泥木絲板的用途

  水泥木絲板的用途主要用作吸音材料、保溫材料、裝飾材料、混凝土模板材料, 主要在建築與交通部門使用。在建築中的應用對於工業廠房、公用建築的劇院、車站、飯館、候機室、辦公室以及民用住宅建築,水泥木絲板主要用作框架建築結構牆體保溫層, 天花板, 屋面板各種預製房屋, 活動房屋及農用建築, 防火隔熱, 防火門, 潮濕房間的內襯板, 電、氣裝置的底板等。可做永久模板, 替代鋼模板進行混凝土澆注, 而不用拆模, 特別是作為外牆外保溫材料, 除了可起到保溫、隔熱作用外, 還具有極好的防火作用。在交通方面,主要用於高速公路的隔音牆及鐵路隧道的內襯板, 電梯豎井壁板及管道護板, 起到了較好的隔音、防潮、防火的多種功能。在混凝土施工中,木絲板與混凝土澆注成一體,既當模板又不再拆除並起裝飾作用,真是一舉兩得。

4 水泥木絲板 -水泥木絲板生產工藝

  水泥木絲板的生產工藝大致有四種類型,半干法、熱壓法、三層定向法以及平壓-壓蒸法。現階段水泥木絲板生產工藝基本均採用半干法,此方法成熟可靠為現在普遍採用的生產方法,但生產周期長生產輔助設備多且存在厚度公差需要砂光處理。但此法目前有較系統的定型生產裝備和質量可靠的產品,是世界各國推行的生產方法。另外水泥木絲板的熱壓快速固化是現在研究的熱點 ,國內外有眾多的專家學者正在從事這方面的研究,但目前此種生產工藝還存在一些問題,也還未有生產廠家採用。下面簡單介紹如下:

半干法

  此種生產方法是目前荷蘭、德國、法國、芬蘭、俄羅斯、日本、瑞士普遍採用的水泥木絲板生產方法。其基本含義是水泥、木質材料在混合攪拌機中加入除保證水泥水化所要求的水量外,另外儘可能的少加水使水泥木絲板的混合料形成半干狀態,然後通過鋪裝機的工藝處理,將半干混合料鋪裝在墊板上,通過疊板機將墊板坯料堆放在具有鎖模模具的模車底座上,堆疊成2 m高,通過傳送設備送入到壓機中加壓,板坯在壓機中視板材的用途類型施加不同的壓力,一般單位壓力為2.5-3.0 MPa,在壓機上壓到所要求的厚度並用鎖緊裝置固緊,維持在受壓狀態下完成水泥與木質材料的固結。為了縮短硬化時間,鎖緊的板坯要置於溫度在60-80攝氏度的強化養護窯中硬化,一般需要540-640 ℃·h約8 h然後卸模,再在保溫狀態下自然養護5-7 d進行板材的乾燥,乾燥溫度為70-110 ℃,使其板材的含水率控制在9%±4%,以減少水泥木絲板的使用收縮性,提高尺寸穩定性,然後進行裁邊整形和砂光處理以確保板材的尺寸和厚度要求。

  半干法生產工藝是成熟可靠的,發展至今在生產設備的機電一體化、生產程序控制、準確計量和控厚以及鋪裝成型質量提高上都較20世紀60年代向前邁進了一大步,能生產8-40 mm厚的板材,不需要二氧化碳噴射設備。作為年產3-5萬立方米的水泥木絲板的成套設備比同類型的熱壓法設備要低30%-50%的價格。

  半干法工藝存在的局限性:1 生產周期長,能形成脫模初始強度,即使在60-80 ℃下熱養護也要5-8 h,對木質材料的存放期也有較嚴格的要求。 2增加了生產輔助設備,如墊板、相應的墊板回送裝置、清理裝置、傳送輥台裝置以及模具鎖緊裝置和養護硬化窯,卸模及疊板裝置等,相應的生產車間佔地面積大,這是半干法生產工藝不可精簡的組成部分。3半干法生產的板材存在較大的厚度偏差,需要砂光處理。

  木絲 → 礦化浸漬 → 混合 → 鋪裝成型 → 預壓 →加壓成型 → 鎖模養護→ 脫模→二次養護 →裁邊→檢驗

  ↑

  水泥 → 計量

  圖1.半干法水泥木絲板工藝流程

三層定向法

  該生產方法系指木質材料在水泥木絲板的芯層為統一的橫向排列,在表層呈縱向排列,這樣構成的板材尺寸穩定性和強度較熱壓法和半干法工藝的板材要好,這種定向排列是在特定的定向鋪裝機上實現的。但這種類型的木質材料要有一定寬度,片狀的刨花最為合適。

  平壓-壓蒸法

  採用平壓法在材料組成上應加入一定量的硅質原料,含硅量最好的是石英粉,但也可以用粉煤灰代替。粉煤灰要求二氧化硅含量小於等於50%,燒失量低於8%。平壓-壓蒸法生產工藝的其他組成於半干法基本相同,所不同的是模板不是平板而是生產者要求的有造型的模板。在生產過程中經壓制鎖模的板坯應在80 ℃的養護窯中養護12-16 h,然後脫模送入172-185 ℃下壓蒸約20 h,以形成收縮率小且穩定的托貝莫來石凝膠體,使其水泥木絲板獲得更好的尺寸穩定性,並改善抗水性、凍融性等諸多方面性能。

熱壓法

  該方法是指在水泥、木絲的混合料中加入相當於水泥質量約10%的消石灰,板坯在多層熱壓機或單層熱壓機中進行加熱,與此同時向板坯噴射相當於水泥量8%-10%的二氧化碳,由於坯料中的石灰和二氧化碳產生放熱反應,其溫度可達120℃,同時生成具有一定強度和硬度的碳酸鈣,因而板材從壓機出來可獲得終強度約50%的強度,達到成型脫模的要求。熱壓法工藝將成型時間縮短到4-5 min,熱壓后的板堆放2周即可獲得最終強度。熱壓法簡化了生產流程,無需保壓加緊裝置,不需設置硬化養護窯,大大精簡了墊板數量和熱板回送及處理裝置,無需卸壓和脫模設施,縮小了生產場地。

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