前言

鋁合金模板快拆系統(tǒng)作為一種新型的模板系統(tǒng)，自1962年在美國誕生以來，已經(jīng)有近50 年的應(yīng)用歷史。在美國、加拿大等發(fā)達國家，以及像墨西哥、巴西、馬來西亞、韓國、印度這樣的新興工業(yè)國家的建筑中，均得到了廣泛的應(yīng)用。鋁合金模板可以形成完整的體系，可以一次完成墻、柱、梁、板、陽臺、飄窗、外裝飾線條等混凝土結(jié)構(gòu)的施工。鋁合金模板系統(tǒng)采用獨立鋼支撐，十分簡便，可以取代傳統(tǒng)木模板的木方、支撐。因為鋁合金材料的相對密度是鋼的1/3，使得鋁合金模板十分輕便，可以不需要使用塔吊，完全由人工轉(zhuǎn)運。

1、鋁合金模板的發(fā)展與優(yōu)勢

1.1 市場和應(yīng)用

目前，鋁合金模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)模板得到了廣泛地應(yīng)用，并以其重量輕、強度高，板幅面大，拼縫少的特點有效保證了施工質(zhì)量。雖然鋁合金模板的前期投入相對較高，但是卻能夠有效縮短施工周期，提高施工質(zhì)量，減少二次施工所帶來的不必要麻煩。同時，由于鋁模的設(shè)計具有標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格多樣化的特點，使它能夠適應(yīng)任何位置的安裝和施工，并讓建設(shè)工程的標(biāo)準(zhǔn)化程度得到了有效的保障和提升。在經(jīng)濟效益方面，鋁合金模板與傳統(tǒng)模板相比前期投入較多，之所以受到了普遍的歡迎，原因是木模等傳統(tǒng)模板雖然在前期投入較少，但是后期投入很多，從整體上看采用鋁模的效益較高。同時，由于鋁合金是環(huán)保建筑材料，有很高的回收率和回收價值，殘值回收率可達到原材料價格的80%以上。另外，鋁合金模板可以被多次重復(fù)利用，節(jié)約了投資成本。也就是說，使用鋁合金模板，除了較高的前期投入外，后期投入基本為零，這也是其經(jīng)濟效益突出的原因所在。

1.2 傳統(tǒng)模板與鋁模板的比較

目前國內(nèi)的建筑模板較為傳統(tǒng)的主要有以下幾種：

1）最傳統(tǒng)的木模板，比較常見的是楊木模板和松木模板，這種模板相對而言比較輕，成本略低，但是耐用度不算太好，而且重復(fù)利用率非常的低。

2）鋼模板，顧名思義是鋼質(zhì)的，強度非常大，但是重量過重，重復(fù)利用好，成本極高。

塑料模板，不怕水，成本較低，耐用，但是強度不夠。

較以上三種傳統(tǒng)模板相比，鋁模板和重復(fù)使用遠遠早過前三種常見的模板，強度大而且重量輕，也不生銹，適合南方和一些潮的地方。最主要是鋁模板拼裝完畢后能一次澆筑，如果是同樣的樓層，像一個小區(qū)那樣重復(fù)的樓樣，使用鋁模板，工期和價格的優(yōu)勢很明顯。而且拼縫很精細，成墻很漂亮，后期的裝修也很方便。

相對傳統(tǒng)模板鋁合金模板具有以下幾個優(yōu)勢：

1）施工周期短：鋁合金建筑模板系統(tǒng)為快拆模系統(tǒng)，一套模板正常施工可達到四、五天一層，大大節(jié)約承建單位的管理成本（目前澳門在建的項目-TN27公屋施工可達三天一層。

2）重復(fù)使用次數(shù)多，平均使用成本低：鋁合金建筑鋁模板系統(tǒng)采用整體擠壓形成的鋁合金型材做原材（6063-T6或6061-T6），一套模板規(guī)范施工可翻轉(zhuǎn)使用300-500次以上，平均使用成本低。

3）施工方便、效率高：鋁合金建筑模板系統(tǒng)組裝簡單、方便，平均重量30KG/m2，完全由人工拼裝，不需要任何機械設(shè)備的協(xié)助（工人施工通常只需要一把扳手或小鐵錘，方便快捷），熟練的安裝工人每人每天可安裝20-30平方米（與木模對比：鋁模安裝工人只需要木模安裝工人的70-80％，而且不需要技術(shù)工人，只需安裝前對施工人員進行簡單的培訓(xùn)即可）。

4）穩(wěn)定性好、承載力高：鋁合金建筑模板系統(tǒng)全部部位都采用鋁合金板組裝而成，系統(tǒng)拼裝完成后，形成一個整體框架，穩(wěn)定性十分好；承載力可達到每平方米60KN。

5）應(yīng)用范圍廣：鋁合金建筑模板適合墻體、水平樓板、柱子、梁、樓梯、窗臺、飄板等位置的使用。

6）拆模后混凝土表面效果：鋁合金建筑模板拆模后，混凝土表面質(zhì)量平整光潔，基本上可達到飾面及清水混凝土的要求，無需進行批蕩，可節(jié)省批蕩費用。

7）現(xiàn)場無施工垃圾：鋁合金建筑模板系統(tǒng)全部配件均可重復(fù)使用，施工拆模后，現(xiàn)場無任何垃圾，施工環(huán)境安全、干凈、整潔。

8）標(biāo)準(zhǔn)、通用性強：鋁合金建筑模板規(guī)格多，可根據(jù)項目采用不同規(guī)格板材拼裝；使用過的模板改建新的建筑物時，只需更換20-30％左右的非標(biāo)準(zhǔn)板，可降低費用。

9）回收價值高：鋁合金建筑模板報廢后，當(dāng)廢料處理殘值高，均攤成本優(yōu)勢明顯（每平方米的回收價大概在400元左右）。

10）低碳減排：鋁合金建筑模板系統(tǒng)所有材料均為可再生材料，符合國家對建筑項目節(jié)能、環(huán)保、低碳、減排的規(guī)定。很多發(fā)達國家都已經(jīng)規(guī)定建筑項目不準(zhǔn)在使用木模板，需使用可再生材料的模板。

11）支撐系統(tǒng)方便：傳統(tǒng)施工方法中樓板、平臺等模板施工技術(shù)普遍采用滿堂支架，費工費料。而鋁模板支?，F(xiàn)場的支撐桿相對少（采用獨立支撐間距1200mm一支），操作空間大，人員通行、材料搬運暢通，現(xiàn)場易管理。

2、生產(chǎn)工藝探討

2.1 模具設(shè)計要考慮的問題

模具的設(shè)計必須滿足剛度、強度的計算要求，以達到減少模具在受壓時的彈性變形量。在確定工作帶時，工作帶的長短、空刀形式、模頸及焊合室形式等，都要考慮參數(shù)選擇最佳值。模具的導(dǎo)流孔、分流孔等系數(shù)的選擇，在允許范圍內(nèi)盡量選較大值，達到減小壓力的目的。鋁模板一般采用6061等硬合金生產(chǎn)，使生產(chǎn)技術(shù)難度增大，擠壓生產(chǎn)時經(jīng)常會出現(xiàn)出料拖爛、壓不動、出料太慢等情況，因此模具的設(shè)計在生產(chǎn)過程中起到很大的關(guān)鍵作用。

2.2 模具設(shè)計

導(dǎo)流孔、分流孔設(shè)計

設(shè)計模具時導(dǎo)流孔、分流孔位置要均勻分布，這樣型材各部才能吸收同量的金屬。導(dǎo)流孔、分流孔大小與型材面積成正比例關(guān)系，在不影響模具強度、型材表面質(zhì)量情況下，盡量把導(dǎo)流孔、分流孔做到最大，當(dāng)擠壓時金屬流入焊合室，導(dǎo)流孔、分流孔越大，橋位面積受力就越小，金屬流從橋位移開使阻力減少而出料速度就會增大，但不影響模具強度。所以入料孔小、橋位大的模具不一定就會比入料孔大的模具強度好。

橋位設(shè)計

橋位是模具組織的重要部份，它是模具的支撐橋梁，設(shè)計模具橋位時必須要考慮它對模具有足夠的支撐力。為了滿足模具的支撐強度，一般橋位角度設(shè)計在18～25℃之間，角度太大會增加金屬流與橋位的摩擦力，使金屬流的流動減慢，角度越小金屬越容易于焊合，出料速度隨之增快。同時設(shè)計橋位角度交接處時盡量圓滑過度，避免或減少造成焊合死角。

焊合室設(shè)計

焊合室不宜過深，焊合室過深會增加焊合室內(nèi)金屬體積，焊合室內(nèi)體積增加時焊合流程也加長，擠壓壓力隨之會升高。

工作帶設(shè)計

模具工作帶拋光要仔細，保證平面度，垂直度，不能出現(xiàn)龜背或凹凸不平，合理計算工作帶長度，均勻金屬流量。

2.3 擠壓工藝

工藝流程：       

鋁棒加熱(440-460℃)

模具加熱(420-460℃,3-6h)  →擠壓（出口溫度530-570℃）→噴霧風(fēng)冷淬火→取

盛錠筒加熱(410-420℃)

板自檢→（200℃以下）→拉伸矯直（70℃以下，拉伸率≤1.5%）→定尺鋸切 →裝筐（檢查）→時效→硬度檢驗→去包裝（或氧化、噴涂）。

2.3.1 鋁棒加熱

對6061合金，必須加熱到500℃以上，Mg和Si才能完全固溶，擠壓前鑄錠在440℃以上，由于擠壓變形熱的作用使溫度上升，通過?？讜r金屬溫度達530-570℃，達到固溶處理狀態(tài)，因此，鋁棒擠壓前必須要加熱到440～460℃之間。

2.3.2 模具加熱

模具上機前加熱時溫度規(guī)定：平模410-440℃，分流模430-460℃；模具在爐內(nèi)加熱時間不允許超過10h，時間過長，?？坠ぷ鲙菀桩a(chǎn)生點腐蝕點。

2.3.3 擠壓

擠壓過程中必須認真控制擠壓速度。擠壓速度對變形熱效應(yīng)、變形均勻性、再結(jié)晶和固溶過程、制品力學(xué)性能及制品表面質(zhì)量均有重要影響。為了提高生產(chǎn)效率，根據(jù)多年生產(chǎn)探討和經(jīng)驗累積，目前我們主要的擠壓方式都遵循“低溫高速”生產(chǎn)工藝，也就是說，鋁棒溫度與擠壓速度成反比，鋁棒溫度高、擠壓速度就適當(dāng)減慢，鋁棒溫度低、擠壓速度就適當(dāng)加快，通過這種調(diào)整模式，把擠壓生產(chǎn)調(diào)到最佳狀態(tài)為準(zhǔn)。通常情況下，上模生產(chǎn)到第三支棒時就可以降溫加速，平模鋁棒溫度降至保持在390～410℃為最佳；分流模鋁棒溫度降至保持在410～430℃為最佳。

2.3.4 在線淬火

淬火是為了將在高溫下固溶于基體金屬中的Mg2Si在出模后經(jīng)快速冷卻到室溫而被保留下來。6061含Mg2Si0.6-0.9%，從500度左右降至204度臨界冷卻溫度范圍，最小冷卻速度不小于180℃/min，可用水冷，6061合金的鋁模板硬度要求在≥15HW,其大斷面淬火冷卻,推薦為549℃/min。擠壓在線淬火，冷卻速度應(yīng)以能確保過飽和固溶體被凝結(jié)下來為原則，對可進行矯直的產(chǎn)品，其淬火引起的翹曲度以可矯正為限。

2.3.5 時效

6061合金的鋁模板型材，其力學(xué)性能一般要求抗拉強度在：265（σь）MPa左右，維氏硬度要≥15HW。因此時效溫度一般為180-200℃，時間5-6h;有時為了提高其強度性能，亦可采用（170-180）℃×（6-8）h的工藝。

結(jié)束語：

由于冶煉方法的改進、電力工藝的發(fā)展、電價的下降，鋁工業(yè)近年來的發(fā)展速度非常驚人。2011年，世界鋁銷量就突破了4，500萬噸大關(guān)。鋁合金模板的市場前景更不用說，由于市場前景好，經(jīng)濟效益高，又是環(huán)保產(chǎn)品，在建筑模板行業(yè)中已成為主打產(chǎn)品，促使鋁合金模板在鋁行業(yè)生產(chǎn)中的所受關(guān)注越來越大，競爭也越來越激烈。要看誰的產(chǎn)品在市場上站住腳，最終還是看生產(chǎn)技術(shù)、效率，因此生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)尤為重要。