王玉文 張士察 鐘路生 徐熙武

(1 中國建筑衛(wèi)生陶瓷協會 北京 100831) (2 佛山市德力泰科技有限公司 廣東 佛山 528137)

前言

發(fā)泡陶瓷是利用礦山尾礦、工業(yè)固廢等為主要生產原料，添加特殊的發(fā)泡劑，經高溫燒結形成大量均勻閉口氣孔結構的硅酸鹽陶瓷材料。發(fā)泡陶瓷是建筑物保溫、墻體、內外墻裝飾領域的一種新型綠色環(huán)保建筑材料，是我國建筑陶瓷產業(yè)經過近幾年產業(yè)結構調整和轉型升級發(fā)展出現的標志性產品。我國是世界上唯一將該產品大規(guī)模應用于民用建筑的國家，生產工藝和技術裝備處于世界領先水平。發(fā)泡陶瓷具有輕質高強、防火阻燃、保溫隔熱、防水防潮、隔音降噪等優(yōu)良性能；兼具施工快速整潔，可循環(huán)利用的特點，是理想的保溫材料。最近兩年逐步成熟的發(fā)泡陶瓷裝飾一體板產品有良好的裝飾效果，具有全生命周期綠色化特性[1]。

1 國內發(fā)展現狀

根據發(fā)泡陶瓷使用場所及特點，可以分為3類：用于建筑物外墻外保溫的發(fā)泡陶瓷保溫板、發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板和用于建筑物室內隔斷的發(fā)泡陶瓷隔墻板[2]。

1.1 發(fā)泡陶瓷保溫板

發(fā)泡陶瓷產業(yè)化研究始于21世紀初，借鑒發(fā)泡玻璃原理，生產出發(fā)泡陶瓷保溫板，最初用于建筑物外墻保溫。發(fā)泡陶瓷保溫板具有節(jié)能保溫、安全防火、輕質高強、綠色環(huán)保、可與建筑物同壽命等優(yōu)良特性，是適應性強、兼具燃燒性能為A級的保溫材料，適用于外墻外保溫薄抹灰系統、防火隔離帶、屋面保溫防火一體化工程等[3]。

據不完全統計，發(fā)泡陶瓷保溫板生產廠家有9家，分別位于河南、江蘇、山東、廣西、甘肅、遼寧、山西等省份，年產能約50萬m3。

1.2 發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板

發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板是近年來逐漸興起的一種新的外墻外保溫做法。它的核心技術特點是通過工廠預制成形等技術手段，將保溫材料與飾面材料一體燒結，具有保溫和裝飾的雙重功能。發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板具有良好的保溫隔熱性能、不燃、強度高、不吸水、與建筑主體同壽命、施工工序少、性價比高等優(yōu)點。

發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板的推出，使發(fā)泡陶瓷保溫板具備了良好的裝飾效果。發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板在生產過程中，將保溫層、裝飾層、表面保護層等功能層燒結在一起而形成保溫裝飾一體化板材。該產品外表面裝飾多樣化，有花崗巖、大理石、銹石、洞石、砂巖、板巖、木紋、迷彩等系列，釉面圖案可根據客戶的不同需求加工生產。在施工工藝上，將建筑外墻保溫層與裝飾層合二為一，簡化了傳統外墻保溫裝飾繁瑣的工序，施工工期短、工藝簡單，并可大幅度降低施工成本、加快施工進度。發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板多用于建筑外墻、泳池、地下室、停車庫等場所。

目前已經投產的釉面裝飾保溫板有五家企業(yè)，分別位于河南、安徽、浙江、山東等省份。采用的是以長石、頁巖、珍珠巖等為主要配方原料，干壓成形、噴墨打印和輥道窯裸板燒成以及磨邊加工的工藝技術路線，產品輕質、發(fā)泡細膩、平整度好、裝飾面豐富多彩，作為外墻保溫裝飾一體化產品，受到市場青睞。

1.3 發(fā)泡陶瓷隔墻板

發(fā)泡陶瓷隔墻板是在發(fā)泡陶瓷保溫板生產技術基礎上，調整生產配方與工藝，生產出來的綠色環(huán)保新型墻板。發(fā)泡陶瓷隔墻板具有質量輕、不燃、吸水率低、抗壓強度高、耐老化、抗腐蝕、抗風化、防水氣滲透、吸音隔音、易切割等一系列優(yōu)異性能。

發(fā)泡陶瓷隔墻板由于板材規(guī)格尺寸工整，易于成形，便于機械化生產，生產效率高；板材尺寸大、塊型大、整體性好，可以裝配式安裝，施工效率高；容易實現生產工業(yè)化、產品標準化、規(guī)格尺寸模數化、施工裝配化；且能夠大量利用工業(yè)廢棄物作原料，減薄墻體厚度擴大使用面積，減輕墻體自重，降低基礎造價，有效降低建筑物的綜合造價，特別適合住宅產業(yè)現代化、部品化及以輕鋼結構為主體的現代化建筑結構。與瓷磚使用客戶大多數為家裝消費者不同，發(fā)泡陶瓷隔墻板的使用客戶大多數都是房地產開發(fā)商。當下，萬科、碧桂園、萬達等房地產公司已經在探索使用發(fā)泡陶瓷隔墻板。一些終端客戶的二次裝修及寫字樓的隔斷也在大量采用。

據不完全統計，生產發(fā)泡陶瓷隔墻板的廠家有14家，分別位于廣東、廣西、浙江、福建、江蘇、江西、河北、河南、內蒙、遼寧等省份，其中有11家公司已投產，年產能約80萬m3。

2 存在的主要問題

2.1 規(guī)模偏小

我國發(fā)泡陶瓷產業(yè)尚處于發(fā)展初期，多年來受國家相關政策、需求市場、生產技術及裝備發(fā)展水平等影響，行業(yè)發(fā)展相對緩慢。目前產業(yè)總體規(guī)模偏小，年設計產能約150萬m3，實際產量約100萬m3，產能利用率為三分之二。由于產能和產量規(guī)模偏小，市場適應能力較差，對于工程需求量較大的保溫和墻體材料訂單，單個企業(yè)在短時期內難于保證供貨。

2.2 標準滯后

發(fā)泡陶瓷保溫板行業(yè)標準化工作剛剛起步，《尾砂微晶發(fā)泡板材及砌塊》JG/T 506-2016行標2016年8月8日發(fā)布，2017年2月1日實施；《建筑用發(fā)泡陶瓷保溫板》(JG/T 511-2017)，于2017 年9月1日實施；《發(fā)泡陶瓷保溫板應用技術規(guī)程》(T/CECS 480-2017)團體標準，于2017年11月1日實施；《外墻外保溫泡沫陶瓷》GB/T 33500-2017國標2017年2月28日發(fā)布，2018年1月1日實施。標準化工作的滯后一定程度上影響了發(fā)泡陶瓷保溫板產品的推廣與應用。早期，發(fā)泡陶瓷隔墻板標準一直采用《輕質隔墻條板》(GB/T 23451)標準和《建筑隔墻用輕質條板通用技術要求》(JG/T 169)標準，但發(fā)泡陶瓷隔墻板產品不論抗壓強度、隔音防噪、隔熱保溫、防水防潮等性能都普遍高于這兩項標準要求，難以體現發(fā)泡陶瓷產品的優(yōu)越性能，不利于產品的推廣。為促進發(fā)泡陶瓷產業(yè)發(fā)展，中國建筑衛(wèi)生陶瓷協會組織企業(yè)優(yōu)秀企業(yè)制定了《發(fā)泡陶瓷隔墻板》團體標準，專門用于指導發(fā)泡陶瓷產品的技術改進和質量提升。目前行業(yè)還缺乏統一的發(fā)泡陶瓷隔墻板應用技術規(guī)程和產品安裝圖集，一定程度上制約了該產品的市場推廣應用。

2.3 生產成本較高

發(fā)泡陶瓷產品生產建設項目投資大、生產能耗高，導致生產成本偏高，應用工程項目一次性投入大，使其推廣應用范圍受限。生產成本中主要是能耗成本偏高，目前通常的技術水平能耗普遍大于130 m3天燃氣/m3，少數幾家做得較好的企業(yè)能控制小于100 m3天燃氣/m3，行業(yè)呼吁要低于80 m3天燃氣/m3，需要做很多努力才能實現。據了解，在達到相同的保溫效果要求下，選用發(fā)泡陶瓷板的工程綜合造價大約是EPS保溫板的2倍，比巖棉板高1/3以上。目前，除一些對防火等級要求高的特殊工程外，一般公建、特別是住宅工程基本不采用發(fā)泡陶瓷保溫板。同樣在建筑隔墻領域，設計單位和業(yè)主對發(fā)泡陶瓷隔墻板產品性能了解不多，大部分人僅認為產品售價高，并不清楚該產品的優(yōu)越性能和綜合造價方面的優(yōu)勢，很大程度上影響了產品的應用推廣。

2.4 產品質量還需提升

目前發(fā)泡陶瓷保溫板導熱系數最低可達0.053 w/(m·k)，與發(fā)泡水泥、泡沫玻璃相當，比有機類材料及巖棉、玻璃材料等無機纖維類保溫材料高。發(fā)泡陶瓷如用在建筑節(jié)能要求高的寒冷地區(qū)或嚴寒地區(qū)尚需提升技術指標。以沈陽為例，若需滿足當地建筑節(jié)能標準，發(fā)泡陶瓷保溫板的厚度要14～15 cm，這在施工上會造成一定困難。緯度更高的地區(qū)建筑節(jié)能要求更高，用發(fā)泡陶瓷做保溫板不僅經濟上不可行，技術上也有很大難度。

按照目前現行的標準要求，發(fā)泡陶瓷隔墻板的耐火極限性能尚需進一步提高。需要研究解決的幾個關鍵技術：根據用戶需要在保證各項性能的前提下控制容重、提高氣孔數量、減小閉口氣孔孔徑、穩(wěn)定氣孔均勻性、提高莫來石含量改善莫來石晶體形狀、提升氣孔耐高溫破壞能力等。

為提升發(fā)泡陶瓷耐火極限，一些企業(yè)和研究機構通過添加氧化鋯、錳泥、二氧化鈦等來改變坯體的結構，增加孔壁厚度或增加通孔率，以緩沖受熱后產生的內應力破壞作用,改善材料的耐熱沖擊性能，提高了耐火性能。

2.5 生產工藝還需改進

裝備自動化水平還有待進一步提升，特別是圍邊和鋪陶瓷紙是生產自動化瓶頸；在坯體切割方面，原來切邊用圓鋸，切底和面用帶鋸，切割損耗量大，約為20%～30%。改進后用刮平和磨削處理底層和面層、用磨邊方式加工四邊，干法和濕法處理方式孰優(yōu)孰劣還待觀察，目標是將坯體加工損耗降低到10%以下。

2.6 投入產出比不理想

新線投資約一億元，設計年產值可能達到一億元，但目前看各企業(yè)實際并沒有達到理想效果，這與產品定位、工藝設計、設備選型、技術水平、管理水平、銷量環(huán)境都有關系。

3 產業(yè)改進方向

針對目前發(fā)泡陶瓷產業(yè)發(fā)展中存在的突出問題和矛盾，建議從以下幾方面開展工作：

1)研究制定適合產業(yè)發(fā)展特點的導向政策，保障產業(yè)健康發(fā)展。一是通過產業(yè)準入條件，鼓勵、限制和淘汰目錄等產業(yè)政策規(guī)范引導企業(yè)科學發(fā)展；二是研究制定生產技術規(guī)范，進一步規(guī)范企業(yè)生產經營行為，引導產業(yè)健康發(fā)展。

2)裝備企業(yè)應根據發(fā)泡陶瓷行業(yè)目前的狀況和發(fā)展趨勢，進一步提升和改進裝備技術水平以適應產品生產技術的要求。發(fā)泡陶瓷企業(yè)應建立一站式服務體系，以優(yōu)質的產品和專業(yè)化的服務贏得市場，力爭在十年內將發(fā)泡陶瓷發(fā)展成為墻體材料主導產品。

3)結合建筑節(jié)能和建筑業(yè)現代化發(fā)展要求，完善發(fā)泡陶瓷產品標準，進一步提高抗壓強度等指標，提升標準的水平，滿足建筑業(yè)對材料日益提高的要求。研究先進適用的應用技術，完善發(fā)泡陶瓷的應用技術標準(包括應用規(guī)范、設計圖集、施工指導等文件以及配套工具、材料標準規(guī)范)。

4)政府應出臺政策扶持創(chuàng)新，支持和鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入力度，探索建立行業(yè)技術平臺，組織力量攻關解決影響行業(yè)發(fā)展的關鍵共性問題。

4 發(fā)展前景

“十三五”期間，在國家建筑綠色節(jié)能政策推動和無機保溫材料技術進步等有利因素的驅動下，我國發(fā)泡陶瓷保溫材料行業(yè)迎來新的發(fā)展機遇。隨著建筑絕熱保溫應用體系的不斷改進優(yōu)化，預計到2022年我國建筑節(jié)能保溫材料市場規(guī)模將超過2 200億元，年復合增長率達到15%。而由于發(fā)泡陶瓷保溫材料品質和性能的提升，在市場應用方面的占比將逐漸提高，如能占據10%的市場份額，需要有220條年產1億元的發(fā)泡陶瓷生產線供貨(現在全國的生產線不足30條)。

在建筑隔墻材料領域，裝配式建筑的推進為發(fā)泡陶瓷產品提供了廣闊的發(fā)展空間。裝配式建筑是將建筑構件、部品以所謂“搭積木”的模式進行拼裝建造，構件的運輸、吊裝、拼接就成為影響施工效果的關鍵環(huán)節(jié)，也影響了整個工程的造價和建筑質量，因此在保證使用性能的前提下，建筑構件和部品的輕量化極具十分重要的現實意義。發(fā)泡陶瓷材料不可比擬的輕質、高強優(yōu)勢，不僅能滿足建筑部件應用要求的力學性能，而且大大降低建筑荷載和吊裝成本，同時具有自保溫效果，可以簡化裝配式建筑圍護結構的保溫構造，具有非常好的使用價值。近幾年，從國家部委到地方政府都出臺了一系列的鼓勵裝配式建筑發(fā)展的產業(yè)政策，也將有力推動發(fā)泡陶瓷在建筑隔墻材料的應用。

在城鎮(zhèn)化建設方面，我國城鎮(zhèn)化率穩(wěn)步提升，近年來國家出臺一系列相關政策，積極推動城鎮(zhèn)化建設，新型城鎮(zhèn)化建設將帶來基建投資結構轉型，帶動新型建材發(fā)展。實踐表明，我國的城鎮(zhèn)化率每增加1%，可拉動當年國內生產總值增長1%～2%。目前我國的城鎮(zhèn)化率已接近60%，在未來的新型城鎮(zhèn)化建設過程中，以發(fā)泡陶瓷等為代表的新型建材將成為基建投資結構轉型的重點選用材料。

隨著我國建筑節(jié)能和裝配式建筑的發(fā)展，以及國家新型城鎮(zhèn)化建設的不斷深入，在國家政策積極引導下，作為新型綠色墻體材料的發(fā)泡陶瓷產品在建筑方面的應用將更加廣泛，預計遠景市場規(guī)模約在2萬億元。到2022年，在保溫市場發(fā)泡陶瓷份額若達到10%，在裝配式隔墻領域占比若達到20%，估計需要建成500條生產線(目前只建成43條)，發(fā)泡陶瓷產業(yè)正處于快速發(fā)展的初期階段，具有非常好的發(fā)展前景。