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硅酸钙板材在民用建筑上的应用

伍永基 中国混凝土与水泥制品网  [2008-4-23]  
  
  应用场合与产品性能

  目前,无论是国内建材市场还是国外发达国家的建材市场,石膏制品、水泥或者砂质水泥制品和硅钙制品作为民用建筑物的轻板材料应用是十分普遍的。然而,由于对材料的认识不同,民众的求知欲望和自然科学知识普及率的不同,导致国内建材市场与国外发达国家的建材市场在相同应用范围时对材料的选择有所不同。

  比如,纸面石膏板在国外发达国家里,由于其应用历史比我们长得多,经验也丰富得多。他们大多数会把纸面石膏板由于私人住宅的室内隔墙和吊顶上,也会用于一些规模不算太大的公共建筑物的吊顶上;对于水泥或者砂质水泥板材,他们会大量地由于建筑物的室外部位,如:独户住宅的外墙、屋面、屋檐及天沟围闭等;对于硅钙板材,他们一般会由于公共建筑的室内隔墙、吊顶等等的部位。而需要防火的公共场合包括私人住宅,会选用专用的防火硅钙产品。各种产品有各种产品特有的用途,有其独特的市场定位和价格定位,很少会出现混淆和错误使用的。虽然纸面石膏板也在发展其防水防潮产品和防火产品,但在这些发达国家里,人们都非常清楚尽管纸面石膏板也有性能不错的专业防水防潮产品和专业防火产品,不过其最终的性价比仍然无法和专业的硅钙产品媲美,所以选用的情况也不多。生产企业也比较愿意自觉遵守某些道德规范,不会硬着头皮拿石膏板去跟硅钙板产品去斗一番。

  他们就是这样各自在各自特有的市场中并立生存着,正面的竞争情况甚少也基本上无需太多和太大的材料陈述就能够解决问题。也是因为有此基础,所以他们的建材DIY(DO IT YOUR SELF,自己动手做)非常流行,基本上不用解释产品的用途,只要在说明书上写清楚,顾客就能作出正确的选择,不会硬为了省钱或者某种目的故意为难自己、产品和生产商的。

  但在我们国内的情况就有点不同。我们实行墙体改革已经三十年,实际上除了大城市里的公共建筑以外,其他建筑物仍然有使用粘土砖的情况,就算是大城市里的住宅楼也还有使用粘土砖的。所以,建筑轻板在我国虽然已经有几十年的历史,实际上真正认识和了解这类产品的非专业人士很少,就算是专业人士也因为接触不多而了解肤浅,甚至最近还有建筑师看着样品仍然搞不清楚什么是石膏板和什么是硅酸钙板的。在如此的认知状态下,让这些国内人士对产品作出正确的选择的确是非常困难的。

  也因为如此,造成纸面石膏板、木夹板、水泥板、砂质水泥板、硅酸钙板、模压石膏板、冷扎铝板、彩色钢板、矿棉板、塑料装饰板、木屑水泥板、木屑石膏板、刨花板、中密度纤维板(MDF)和高密度纤维板(HDF)等等的板材都挤在一个小小的市场区域中,进行着“风、马、牛不相及”的正面竞争。

  广州埃特尼特当年的总经理,比利时人芮尼·维梅尔先生说,在介绍产品时不要拿不同的产品作直接的比较,那是没有意义的不正当竞争。应该站在材料特性的原理上介绍产品,把各种不同的材料特性清楚地介绍,专业人士们就会知道他们该做些什么的了。若通过搞关系去推销产品,由于有些专业设计人员不了解材料,他们就跟企业讨价还价。所以,有许多问题并非完全就是别人的问题,自己曾经做了些什么呢?我们应该这样问一下自己。

  那么,在民用建筑物里面,在不同的应用场合,对我们的纤维增强水泥制品、纤维增强砂质水泥制品、硅钙制品又有些什么具体一点的、经过量化的要求呢?

  首先,我们来看看无石棉板材的密度与强度关系:
 
轻板名称
自然养护水泥制品或蒸压砂质水泥制品
蒸压养护硅钙制品
密度
≤1.0
1.3
≥1.5
≤1.0
1.3
≥1.5
强度
最低
最高
最低
最高
最低
最高
最低
最高
最低
最高
最低
最高
7.0
9.0
13.0
17.0
18.0
23.0
6.0
10.0
12.0
15.0
17.0
20.0

 
  从上表中,我们可以发现:自然养护的水泥制品和蒸压养护的砂质水泥制品在相同的密度情况下,其强度一般都比蒸压的硅酸钙制品要高一点。然而,与之相反的是,在温度和湿度变化影响中,蒸压的硅酸钙制品在相同密度的情况下,其体积变化率要比自然养护的水泥制品和蒸压养护的砂质水泥制品要小一点。两者各有各的优缺点,如何选择只是选择人对使用场合的具体要求侧重点的和个人理解而已。

  然而,对建筑轻板的选择并非仅仅就是一个密度和一个强度两项指标就可以解决问题的。还有许多不同的,甚至是很特殊的项目指标需要明确。另外,应用场合也非常广泛。因此,我把最常见的几个应用列举出来,再把国外典型的无石棉板材指标以及其适用范围给大家作一下介绍,以作为各个企业在发展自己的产品时参考使用(图表见附件一)。

  首先,让我们关注一下附件一中的应用范围。正如我前面所说的那样,在此图表中我仅仅介绍了:

       普通吊顶,两种,分别是:干燥场合的吊顶,例如住宅的客厅、卧室的吊顶,公共场合的办公室、走廊吊顶,酒店的大堂、房间、走廊吊顶,以及候车室、候船厅、候机厅、演出场所的休息厅等等的吊顶。潮湿场合的吊顶,例如住宅的卫生间、厨房吊顶,公共卫生间、浴室、食堂餐厅的厨房等等的吊顶;

       普通隔墙,两种,分别是:人流密度低场合的隔墙,例如住宅的套内各种隔墙,办公室隔墙,酒店房间隔墙等等。人流密度高场合的隔墙,例如商场、走廊过道、学校、影剧院,各种候车、船、飞机的厅室隔墙,医院、实验室隔墙等等;

      外墙围壁,两种,分别是:城市多层建筑(一般指最大应用高度≤15米,约合标准设计5层楼)的应用,同时必须考虑当地的最大风压、地表和环境粗糙度、基本风压、建筑物的体形系数、建筑物的高度系数、最大降雨量等等的因素。城市高层建筑(一般指最大应用高度≤100米,约合标准设计33层楼)的应用,同样必须考虑当地的最大风压、地表和环境粗糙度、基本风压、建筑物的体形系数、建筑物的高度系数、最大降雨量等等的因素;

      平式和坡式屋面,可以利用大幅面板材以≥1.5%坡度作轻型保温隔热和防水的平式屋面系统。也可以各种平面形状的小幅面板材,以叠合的形式作轻型保温隔热和水密(非气密式)的坡式屋面系统;

        隔声墙体,主要以解决人声的传播干扰为目的时,其有效频率选择范围为100Hz~3150Hz。主要以解决影剧院和歌舞剧院声音传播干扰为目的的,其有效频率范围的选择为20Hz~20000Hz。实际上,以建筑轻板作为隔声用途时,其隔声量特别是低频部分由于受到“质量定律”的影响而实际效果是无法跟那些厚重的建筑砌块或现浇混凝土墙体系统相比的。因此,综合可行性因素和经济因素考虑,以建筑轻板作隔声墙体的最大隔声量以≤55db为宜;

      吸声。几乎所有的材料都具有吸声的能力,区别只是吸声量的大小而已。如果板材做了穿孔处理的,其吸声量已经不仅仅是板材本身的吸声量,而是通过“空腔效应”、“活塞效应”、“面积率”、“反射率”和“折射率”等等各种效应的综合结果了。在此所分析的仅仅是指板材没有作任何处理的结果。这里分两种,分别是:吊顶和墙体围壁。必须注意的是:吸声量与有效的、具有吸声率比较大的材料面积有直接的正比关系。在建筑物里面,墙体的面积都比吊顶和地面面积要大,甚至是数倍的关系。也就是说,在考虑建筑吸声的时候,对墙体处理更应该予以重视;

      声反射。在建筑声学里,除了要作隔声和吸声处理以外,往往同时需要考虑声反射的处理。建筑轻板在这个时候是大有用武之地,同时,考虑吸声系统的设计和应用的时候,利用建筑轻板的声反射功能可以减少穿孔板的品种数量,提高企业的经济效益也令使用者随时调整其声学效果提供了方便;

      保温隔热。保温和隔热是两个不同方向的相同概念。无论是建筑物的内外保温隔热,还是同一幢建筑物里面不同的楼层或者房间之间的保温隔热都是需要考虑到的,特别是建筑物的建筑面积比较大而使用频率并不太高的时候更应该注意;

       被动防火。与灭火器、喷淋系统、烟感系统和温感系统这些主动防火所对应的、具有不燃特性的、耐高温特性的、高热阻特性的、高温体积变形低的和具有抗高温开裂性能的都可以称之为被动防火材料或者系统。它可以以隔墙、吊顶、风管、烟管、门、隔断物和披覆物等等的形式出现。

  这里共介绍了九种不同的建筑轻板具体应用。在这九种不同的应用当中,与板材本身性能关系最大的应用是:外墙、屋面和被动防火这三方面的应用。

  而这三个方面里,外墙产品和屋面产品是我们这个行业的所有产品里应用历史最长的,也是目前国际上产销量最大的产品。以本行业世界上最大的跨国企业,比利时埃特尼特来说,在2002年外墙和屋面产品的销售额高达一亿多欧元,以现在的汇率折算,这两个产品她的营业额接近12亿人民币!

  而且,这两种产品无论是从建筑物的抗自然灾害能力、减少伤害的安全保障能力、建筑节能能力、环境保护和提高建筑物舒适度等等各个角度来说都是十分有效的。

  在被动防火产品上,虽然这个产品是在上个世纪中叶才发展起来的,但其发展势头非常的强劲。在当今世界的发达国家里,这个产品已经成为公共建筑物里面必然用到的产品。在国内一些大型建筑物或者政府工程里也相当重视,使用量越来越大。还是以本行业世界上最大的跨国企业,埃特尼特属下的一个著名品牌“保全(PROMAT)”来说,在2002年他们的防火板材销售额接近五千八百万欧元,以现在的汇率折算,其营业额接近6亿5千万人民币!

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