鐘路生

(廣東摩德娜科技股份有限公司 廣東 佛山 528222)

1 輕質(zhì)墻體材料發(fā)展概況

1.1 國家政策要求

據(jù)資料顯示，2013年全國房地產(chǎn)開發(fā)投資86 013億元，比上年增長19.8%，房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)房屋施工面積665 572萬m2，比上年增長16.1%。由此可見，城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展有力地帶動了房地產(chǎn)的發(fā)展，而與之配套的墻體材料需求與日俱增。其中新型墻體材料主要有：燒結(jié)多孔磚和空心磚、蒸壓(養(yǎng))磚(蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚)、墻用砌塊(粉煤灰砌塊、蒸壓加氣混凝土砌塊、混凝土小型空心砌塊、輕骨料混凝土小型空心砌塊)等。

國家工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》預(yù)測，在“十二五”期間，我國新型墻體材料需求將超過230億m2/年，保溫材料產(chǎn)值將達(dá)1 200億元/年，到2015年底，新型墻體材料比例可達(dá)到80%。主要推廣高效阻燃安全保溫隔熱材料、新型墻體材料、超薄型陶瓷板(磚)等建筑節(jié)能材料，提高建筑材料抗震防火和隔音隔熱性能。

1.2 市場狀況

在實(shí)際應(yīng)用中，墻體材料使用非常廣泛，新型墻體材料占比還是偏少。在我國幾千年的歷史中從城墻到秦磚漢瓦，實(shí)心粘土材料已深入人心，固有的看法根深蒂固。據(jù)了解，我國每年生產(chǎn)實(shí)心粘土磚近6 000億塊，耗用土地約66萬畝。若按照0.40元/塊計(jì)算，產(chǎn)值將高達(dá)2 400億元/年，是“十二五”期間新型墻體材料預(yù)計(jì)用量的2倍之多。在國家政策和環(huán)保需求的雙層壓力下，實(shí)心粘土磚正日益退出市場，市場將被新型墻體材料填補(bǔ)。除了上述砌塊材料外，還有一些新型輕質(zhì)墻板材料如：彩鋼夾芯板、發(fā)泡水泥復(fù)合板、輕骨料混凝土條板、GRC輕質(zhì)隔墻板、纖維增強(qiáng)硅酸鈣板、氧化鎂板材、泡沫混凝土板材等。

2 輕質(zhì)墻體材料的研究

陶瓷產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中需要消耗大量的粘土和砂石等礦產(chǎn)資源，原料處理、成形、干燥和燒成等工序又需要消耗大量的能源，并產(chǎn)生大量的工業(yè)固體廢渣，是一個(gè)典型的高能耗、高污染和資源消耗型行業(yè)，給整個(gè)社會的資源和能源消費(fèi)帶來了很大的壓力。

廣東摩德娜公司首先利用陶瓷廠的工業(yè)廢渣結(jié)合頁巖、低質(zhì)原料和微量的添加劑，研制出拋光廢料生產(chǎn)節(jié)能泡沫陶瓷，應(yīng)用于建筑保溫[1]和做輕質(zhì)板材[2]，產(chǎn)品性能優(yōu)異。公司繼而又利用珍珠巖、煤矸石、粉煤灰、稀土尾礦[3]、鐵礦渣、花崗巖尾礦等低質(zhì)無機(jī)材料生產(chǎn)輕質(zhì)節(jié)能墻材方面也取得了長足的進(jìn)展，并且在部分配方結(jié)構(gòu)中的廢料占比高達(dá)96%，真正實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變廢為寶(見圖1、圖2)。圖1為輕質(zhì)墻體材料樣品。圖2為泡沫陶瓷，其中圖2(a)為容重小于200 kg/m3的泡沫陶瓷，該產(chǎn)品不是任意材料和工藝都能實(shí)現(xiàn)的，對原料的選擇有特殊的要求。 圖2(b)為用冶煉鋼鐵的爐渣、機(jī)械廠廢棄的金屬研磨粉末研制的泡沫陶瓷，廢料占比超過40%，不僅變廢為寶，而且材料的抗壓強(qiáng)度大。 圖2(c)為用焦化廠的爐渣、粉煤灰、煤矸石研制的泡沫陶瓷，廢料占比超過40%，發(fā)泡比例達(dá)3倍。 圖2(d)為稀土尾礦研制的泡沫陶瓷，廢料占比超過60%，不僅研制的泡沫陶瓷強(qiáng)度較高，而且有效地為解決環(huán)保問題提供了新的途徑。

圖1 輕質(zhì)墻體材料樣品

(a)容重小于200 kg/m3的泡沫陶瓷

(b)冶煉鋼鐵廢爐渣、廢棄金屬研磨粉末研制的泡沫陶瓷

(c)焦化廢渣、粉煤灰、煤矸石研制的泡沫陶瓷

(d)稀土尾礦研制的泡沫陶瓷

2.1 輕質(zhì)墻體材料的主要性能

1)阻燃等級：A1級;

2)容重：140～900 kg/m3;

3)導(dǎo)熱系數(shù)：0.06～1.00 W/m2·K;

4)抗拉強(qiáng)度：0.5～3.0 MPa;

5)抗折強(qiáng)度：1.0～9.5 MPa;

6)抗壓強(qiáng)度：3.0～10.0 MPa。

2.2 材料的應(yīng)用

1)框架結(jié)構(gòu)的砌體(見圖3)。

圖3為非主體承重墻，它可起到減輕墻體質(zhì)量，同時(shí)又具有保溫、隔熱、隔音的作用。

圖3 非主體承重墻

2)外墻保溫磚(見圖4)。

圖4為外墻保溫磚，它具有阻止室內(nèi)溫度散失和室外冷風(fēng)侵入的作用。

圖4 外墻保溫磚

3)俄羅斯方塊：砌體+保溫+裝飾(見圖5)。

圖5的中間層容重小于200 kg/m3,外層裝飾面的容重為500～900 kg/m3，內(nèi)層為水泥預(yù)制塊。

圖5 墻體切面構(gòu)成(俄羅斯方塊)

圖6 臨時(shí)板房

圖7 高級隔斷

4)快捷隔斷材料?？旖莞魯嗖牧现饕糜谂R時(shí)板房和高級隔斷層。臨時(shí)板房主要具有快捷輕便，冬暖夏涼的作用(見圖6)。高級隔斷的邊框采用鋁合金材料，表面做裝飾處理(見圖7)。

5)隔音+吸音+降噪(見圖8、圖9)。主要用于高速公路、鐵路、隧道、卡啦OK廳等。

圖8 用于鐵路

圖9 用于高速公路

3 輕質(zhì)墻體材料的裝備及產(chǎn)業(yè)化

廣東摩德娜公司依托強(qiáng)大的窯爐和機(jī)械裝備技術(shù)實(shí)力，近年來注重于輕質(zhì)墻體材料的裝備研發(fā)，并于2011年在江蘇一方科技發(fā)展有限公司籌建日產(chǎn)140 m3，長228 m、寬4.6 m雙子星隧道窯；2013年在廣西碳歌環(huán)保新材料股份有限公司籌建3層裝載長239 m、寬3.1 m，日產(chǎn)220 m3的隧道窯；并協(xié)助廣西北流柏利新材科技發(fā)展有限公司籌建長280 m，寬4.6 m、日產(chǎn)180 m3的雙子星隧道窯。

據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般泡沫陶瓷隧道窯每立方米產(chǎn)品耗氣量為100～130 m3，而雙子星隧道窯(見圖10)和3層裝載隧道窯(見圖11)每立方米產(chǎn)品耗氣量是45～60 m3，節(jié)能降耗效果非常明顯。

2014年11月，全球最大的泡沫陶瓷生產(chǎn)線在山東蒙陰正式啟動，該生產(chǎn)線采用摩德娜全新設(shè)計(jì)的MTK隧道窯，內(nèi)寬為4.38 m，長為380 m，采用水煤氣燃料，日產(chǎn)320 m3泡沫陶瓷保溫材料，該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，將會使建筑陶瓷行業(yè)的發(fā)展水平達(dá)到一個(gè)新的高度。

圖10 雙子星隧道窯

圖11 3層裝載隧道窯

泡沫陶瓷作為新型墻體保溫材料正在成為一種趨勢，將會有力的促進(jìn)輕質(zhì)節(jié)能泡沫陶瓷墻體材料生產(chǎn)工藝技術(shù)和成套裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

4 輕質(zhì)墻體材料的市場前景

隨著全球環(huán)境的變差，極端天氣的增多，寒冷地區(qū)冷至-40～-50 ℃，極度嚴(yán)寒，一般的墻體材料幾乎無法抵御，加厚墻體既增加了生產(chǎn)成本，也增加了施工難度；而熱帶地區(qū)又是溫度居高不下，室外溫度超過40 ℃，室內(nèi)溫度也超過30℃，長期使用空調(diào)導(dǎo)致能耗巨增。輕質(zhì)墻體材料的保溫隔熱性能具有獨(dú)特的優(yōu)勢，兼具高寒地區(qū)和炎熱地區(qū)所需。利用固體工業(yè)廢渣、頁巖、低質(zhì)砂石等無機(jī)材料制備的輕質(zhì)墻體材料更具A1級防火功能，在國家政策和政府扶持下，具有廣闊的市場空間，輕質(zhì)墻體材料未來的發(fā)展前景較好。輕質(zhì)墻體材料的應(yīng)用及其產(chǎn)業(yè)化推廣，也必將為社會節(jié)能降耗做出巨大貢獻(xiàn)。