遼寧省新型墻體材料高速化發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用研究

邱豐實(shí)，宋 海

（1.遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110001；2.沈陽(yáng)理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110159）

0 引言

遼寧省作為全國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)地區(qū)，作為東北老工業(yè)基地的核心，自然資源和工業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)良，建材工業(yè)的發(fā)展具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。目前，遼寧省建材工業(yè)已發(fā)展成為門類齊全，配套能力強(qiáng)、年產(chǎn)值超千億的重要產(chǎn)業(yè)。但仍以傳統(tǒng)墻體建材產(chǎn)品為主，且資源消耗大，能耗高，環(huán)保指標(biāo)差等突出問(wèn)題普遍存在，資源、能源、環(huán)境以及相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題十分突出，嚴(yán)重地影響了遼寧省提出的“建設(shè)生態(tài)遼寧，促進(jìn)綠色發(fā)展”的方針政策。因此開展健康、環(huán)保、安全綠色、耐久新型墻體建材產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策的研究，成為當(dāng)前遼寧省土木工程行業(yè)一個(gè)十分緊迫的任務(wù)。

1 新型墻體材料概述

1.1 新型墻體材料的定義

新型墻體材料是區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、灰砂石等傳統(tǒng)墻材的墻材新品種[1]，是在建筑物或構(gòu)筑物的全壽命期內(nèi)，能夠最大程度地節(jié)約資源、減少環(huán)境污染并減輕建筑物自重的一種適用于現(xiàn)代建設(shè)的墻體材料。它不僅能夠?yàn)槿祟愄峁┙】怠踩氖褂每臻g，還具有一定的適用性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)能減排、發(fā)展綠色建筑和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要的意義。

1.2 新型墻體材料的分類

我國(guó)新型墻體包括的品種和門類很多[2]，目前尚未有統(tǒng)一明確的分類，但大致分類如圖1所示。

圖1 新型墻體材料分類

2 遼寧省新型墻體發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 新型墻體材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面

在2007年11月頒布實(shí)施的《遼寧省墻體材料革新“十一五”發(fā)展計(jì)劃》中明確提出，力爭(zhēng)2010年底前，全省實(shí)施禁止使用實(shí)心黏土磚目標(biāo)的所有城市城區(qū)，且在完成“禁實(shí)”目標(biāo)的基礎(chǔ)上，逐步向禁止使用黏土制品推進(jìn)。為此，遼寧省結(jié)合實(shí)際情況，推進(jìn)依法監(jiān)督檢查，充分發(fā)揮新型墻材專項(xiàng)基金等經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用，并積極開發(fā)推廣應(yīng)用相關(guān)節(jié)能利廢、安全環(huán)保的新型墻體材料。目前，遼寧省節(jié)能型墻材產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力可達(dá)每年幾百億塊標(biāo)準(zhǔn)磚，并且以沈陽(yáng)、大連、撫順、本溪等為主的多個(gè)城市已經(jīng)不再以紅磚為主要墻體材料，節(jié)能型墻材的產(chǎn)量已超過(guò)紅磚產(chǎn)量。新型墻體材料已初步形成以磚、塊、板為主的三大類產(chǎn)品[3]，品種較為全面、其生產(chǎn)規(guī)模也能基本滿足現(xiàn)階段建筑行業(yè)的供給需求。但長(zhǎng)期以來(lái)墻體材料產(chǎn)業(yè)往往需要消耗大量的自然資源，且部分企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作模式仍然以“簡(jiǎn)投資、快見效，低水平”模式為主，由此導(dǎo)致部分企業(yè)缺乏積極主動(dòng)的科技創(chuàng)新意識(shí)、產(chǎn)品附加值低且競(jìng)爭(zhēng)力小等問(wèn)題。因此遼寧省尚未完成由小塊向大塊，大塊向板發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)，遼寧省新型節(jié)能型墻體材料和新型耐久型墻體材料在建設(shè)過(guò)程中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是墻體材料的發(fā)展在功能導(dǎo)向上仍處于不均勻的狀態(tài)，即安全型墻體材料在遼寧省的發(fā)展尚是個(gè)空缺，在節(jié)能型墻體材料和耐久型墻體材料上的發(fā)展水平遠(yuǎn)高于安全型墻體材料。

2.2 新型墻體材料技術(shù)水平方面

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)一部分具有國(guó)際領(lǐng)先水平的新型墻體建材生產(chǎn)線的相繼建成與投產(chǎn)，有力地推動(dòng)了遼寧省節(jié)能型墻體材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術(shù)水平的優(yōu)化與升級(jí)，墻材工業(yè)的技術(shù)水平達(dá)到了一個(gè)新層次，節(jié)能型墻材產(chǎn)品的質(zhì)量與功能都有了較大的提升。以沈陽(yáng)、大連等城市為代表的混凝土空心砌塊生產(chǎn)線均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。而且，遼寧省的新型節(jié)能型墻材生產(chǎn)加工水平和生產(chǎn)比重也不斷穩(wěn)步增加，產(chǎn)品質(zhì)量管理水平和中高端產(chǎn)品的供應(yīng)能力也大大提高。同時(shí)，在節(jié)能減排和資源綜合利用方面也提高了一個(gè)層次，尤其是在建筑固廢物的綜合利用方面，工業(yè)效益好轉(zhuǎn)。但是，遼寧省關(guān)于新型墻體材料的創(chuàng)新還不夠徹底，目前大部分革新僅在原材料方面，如原材料使用了建筑固廢物等再生資源，廢棄了黏土等，而在塊型和施工工藝上仍延續(xù)傳統(tǒng)工藝，主要依靠人工砌筑墻體，這也導(dǎo)致一些墻體開裂、后期裝修困難等缺陷與不足。就砌塊墻體材料而言，遼寧省混凝土砌塊生產(chǎn)企業(yè)裝備技術(shù)先進(jìn)性差異較大，僅一部分企業(yè)擁有較為先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)裝備技術(shù)屬于中下游水平，同時(shí)，遼寧省蒸壓加氣混凝土砌塊的裝備技術(shù)水平也一般。盡管遼寧省墻體材料行業(yè)一些企業(yè)已經(jīng)通過(guò)改造并逐漸開始轉(zhuǎn)型升級(jí)，但眾多企業(yè)仍然處于生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)水平低、企業(yè)管理混亂、產(chǎn)品良品率低等經(jīng)營(yíng)狀態(tài)，產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量不能保障，存在拼產(chǎn)量輕質(zhì)量等嚴(yán)重現(xiàn)象[4]。

2.3 新型墻體材料耗能方面

目前，我國(guó)正處于工業(yè)化發(fā)展階段，能源消耗量及碳排放量體量巨大[5]，2019年，我國(guó)能源消費(fèi)、碳排放比2006年分別提高了69.7%和47.2%。而近幾年主要發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)處于工業(yè)化后期，CO2排放量已經(jīng)逐步下降。在我國(guó)碳排放量的排名中，與墻體材料相關(guān)的建筑行業(yè)與水泥分別排在第四、第五，這意味著我國(guó)建筑能耗占比過(guò)高。以遼寧省為例，建筑材料的生產(chǎn)能耗約占省內(nèi)總能耗的16.7%，而墻體材料更是占房屋建筑材料總量的70%，這說(shuō)明要降低建筑行業(yè)的能耗水平，首要是降低墻體材料的能耗水平。

遼寧省墻體材料可分為燒結(jié)墻體材料和非燒結(jié)墻體材料，主要包括燒結(jié)制品、水泥混凝土砌塊、輕質(zhì)板材等。根據(jù)所處的資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件、使用習(xí)慣和產(chǎn)品自身的性能特點(diǎn)等因素，燒結(jié)墻體材料一直在墻體材料中占主導(dǎo)地位。電耗和燃燒消耗是燒結(jié)磚在生產(chǎn)過(guò)程中的兩種主要能耗方式，由于不同企業(yè)對(duì)于原材料使用、生產(chǎn)工藝、管理水平及產(chǎn)品類型均存在一定的差異，所以在生產(chǎn)制造過(guò)程中能耗消耗也有所不同。以遼寧省企業(yè)為例，采用自然干燥和輪窯工藝，其燒結(jié)粉煤灰磚產(chǎn)量約為2500萬(wàn)塊/年，單位產(chǎn)品熱值約為1.13×106kJ/t，每噸產(chǎn)品耗煤約5.3kgce，耗電約9.2kW·h；而若以人工干燥和隧道窯燒成，每噸產(chǎn)品則耗煤約6.8kgce，耗電約13.5kW·h，能耗大大增加。在生產(chǎn)非燒結(jié)型墻體材料時(shí)，通常需要使用一定數(shù)量的水泥、石灰和石膏等原料，這些能耗主要來(lái)自于原材料的生產(chǎn)制造企業(yè)，但從實(shí)際情況來(lái)看，在生產(chǎn)過(guò)程中由于混合料配方、顆粒級(jí)配的不合理，從而導(dǎo)致了原材料和能源的過(guò)多消耗。

2.4 新型墻體材料區(qū)域分布方面

目前，遼寧省已基本建立了中直、省屬建筑材料工業(yè)和建筑業(yè)的科研機(jī)構(gòu)，并形成了以工程設(shè)計(jì)、質(zhì)量監(jiān)督和大專院校等相關(guān)機(jī)構(gòu)為一體的新型建筑材料研發(fā)體系，同時(shí)，該體系同步推進(jìn)新型墻體材料研發(fā)、應(yīng)用及推廣。以沈陽(yáng)、大連兩地為例，兩地根據(jù)所處的地理位置，結(jié)合自身?xiàng)l件，高效地將墻體材料的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)裝備與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域充分緊密結(jié)合，積極探索研發(fā)出一種節(jié)能環(huán)保、廢舊利用率高、滿足實(shí)際需求的新型墻體材料，進(jìn)而形成了從生產(chǎn)加工到質(zhì)量檢驗(yàn)再到實(shí)際工程應(yīng)用及竣工驗(yàn)收的一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為遼寧省建材行業(yè)的發(fā)展起到了良好的領(lǐng)頭作用。然而，遼寧省內(nèi)的新型墻體材料企業(yè)仍然存在著分布不均勻，產(chǎn)品單一等特點(diǎn)，這也與遼寧省省內(nèi)資源分布有關(guān)。例如，以沈陽(yáng)市為中心的周圍片區(qū)，生產(chǎn)企業(yè)多為外墻的阻燃保溫材料、聚氨酯冷庫(kù)板、A級(jí)防火聚氨酯封邊巖棉板等保溫隔熱的板材為主，如圖2所示；以朝陽(yáng)市為中心的周圍地區(qū)則以新型墻體材料、空心磚和輕質(zhì)保溫磚為主，如圖3所示；圍繞大連市、遼陽(yáng)市及本溪市周圍地區(qū)的新型墻體材料多為PVC墻板、外墻掛材和裝飾材料為主，如圖4所示。

圖2 保溫隔熱板

圖3 輕質(zhì)空心保溫磚

圖4 新型墻體材料

3 新型墻體材料高速化發(fā)展對(duì)策

3.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、積極推廣應(yīng)用

優(yōu)化新型墻體建筑材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，能夠節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本，為遼寧省經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是促進(jìn)遼寧經(jīng)濟(jì)騰飛的重要途徑。遼寧省應(yīng)該積極創(chuàng)新，提升工藝技術(shù)，提高準(zhǔn)入門檻，鼓勵(lì)大中小企業(yè)創(chuàng)立自己的知名產(chǎn)品，從而進(jìn)一步推動(dòng)遼寧省新型墻體材料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。同時(shí)，要積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的整合，采用市場(chǎng)化的方式，對(duì)現(xiàn)有的一些生產(chǎn)水平低、生產(chǎn)工藝落后的小企業(yè)進(jìn)行改造，培養(yǎng)出一批專業(yè)程度高、科技含量高的新興企業(yè)，最終形成以龍頭企業(yè)為主、中小企業(yè)配套發(fā)展的百花齊放新格局。同時(shí)，各個(gè)企業(yè)或政府相關(guān)人員應(yīng)積極開展市場(chǎng)初期的調(diào)研和分析，明確新型墻體材料的發(fā)展前景和重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，加大節(jié)能環(huán)保新型墻體材料在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用。

3.2 推進(jìn)綠色建筑、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

遼寧省作為東北老工業(yè)基地的核心，自然資源和工業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)良，建材工業(yè)的發(fā)展具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。但是目前仍然存在過(guò)去積蓄的巨量固體廢棄物，也成為地區(qū)改變環(huán)境面貌、阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大障礙。因此，應(yīng)積極推進(jìn)綠色建筑發(fā)展，消納固體廢棄物，發(fā)展綠色、生態(tài)化無(wú)污染的建筑材料，并向產(chǎn)業(yè)化的道路發(fā)展，把固體廢棄物變?yōu)榭衫觅Y源，一舉成為地方政府振興遼寧老工業(yè)區(qū)非常重要的舉措。

3.3 推動(dòng)產(chǎn)學(xué)合作、加強(qiáng)科技創(chuàng)新

建材工業(yè)的主要特點(diǎn)是體量大、能源消耗大及各種環(huán)境污染嚴(yán)重。改革開放以來(lái)，建材工業(yè)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到一定的升級(jí)，但由于自主創(chuàng)新能力不足，能源消耗高，環(huán)境污染等問(wèn)題仍沒(méi)有得到徹底的解決。為此，應(yīng)積極推動(dòng)產(chǎn)學(xué)合作，互利互補(bǔ)，開展新型墻體建材的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的研究，穩(wěn)步提升我國(guó)、遼寧省的綠色建材的自主創(chuàng)新能力，促進(jìn)我國(guó)、遼寧省建材行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，推動(dòng)綠色建材產(chǎn)業(yè)和學(xué)科的發(fā)展，將產(chǎn)生眾多的建材新興企業(yè)和專業(yè)，為建材行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的科技人才和專業(yè)人才，這也是遼寧省實(shí)施“科教興省”“人才強(qiáng)省”戰(zhàn)略的一項(xiàng)新舉措。

3.4 降低產(chǎn)業(yè)能耗、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局

為進(jìn)一步降低墻體材料生產(chǎn)鏈上的能耗，應(yīng)充分利用工業(yè)、礦山的廢料，例如，在墻體材料加工中摻入一定比例的煤渣、煤矸石、污泥等，使需要燒結(jié)的新型墻體材料在制作過(guò)程中起到內(nèi)燃作用，代替了原煤的消耗，不僅減少了這些廢渣對(duì)環(huán)境的污染，還節(jié)省了對(duì)這些廢料處理中的能源消耗。再者，遼寧省新型墻體材料發(fā)展應(yīng)堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向，按照因地制宜、集中高效、強(qiáng)化特色的方針，把新型墻體材料的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與地區(qū)調(diào)整緊密結(jié)合起來(lái)，優(yōu)化區(qū)域生產(chǎn)力布局，整合優(yōu)勢(shì)形成區(qū)域特色產(chǎn)品，培育區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。以城市化建設(shè)為依托，根據(jù)全市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、資源地理環(huán)境，形成與其相適應(yīng)的合理新型墻材產(chǎn)業(yè)的區(qū)域布局。

4 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了遼寧省新型墻體材料的發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)目前所存在的問(wèn)題針對(duì)性地提出一些發(fā)展建議，以助推遼寧省新型墻體材料的良性有序發(fā)展。開發(fā)健康、環(huán)保、安全綠色及耐久性良好的新型墻體材料，不僅能夠節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，同時(shí)，在國(guó)家大力推進(jìn)綠色、低碳、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的整體形勢(shì)下，遼寧省綠色新型墻體材料產(chǎn)業(yè)也處于大有可為的戰(zhàn)略機(jī)遇期。