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新型墙材的发展现状及应用分析

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摘 要:墙体材料是我国建筑材料工业的重要组成部分,其用量约占所有建筑材料的1/2,价值约占建筑总成本的30%,耗能占建材工业总能耗的1/2左右。根据我国可持续发展的任务以及建筑节能的要求,对传统墙体材料进行更新换代的需求是越来越迫切,而我国传统的墙体材料“秦砖汉瓦”有着悠久的发展历史,新型墙体材料的发展相对来说要滞后。文章对我国新型墙体材料的发展做了概括性的综述,并对新型墙材的应用及存在问题做了简要分析

关键词:新型墙材;发展状况;应用

“新型墙体材料”是我国学者为区分传统建筑材料而界定的,在1993年定义是指粘土实心砖以外的墙体材料,而发展至今其内涵也随着时代的发展而内容也在改变:节土、利废、无污染、节能、改善建筑功能、可循环利用,新型墙体材料能够更好的适应建筑功能的改善和建筑节能的要求,满足不同建筑结构和不同档次建筑的需要,低能耗、低污染、高性能、高强度、多功能、系列化,能够大幅度的提高施工效率。传统墙材原料多为粘土等自然资源,破坏了大量的良田沃土,又以烧结制品为主,在生产过程中需要大量燃煤和电力,同时产生大量有害气体和烟尘,使大气污染呈上升趋势。近几年新型墙国家对符合建筑节能、利废、节约资源建筑物的墙体材料都给予支持发展的政策,不符合的则限制和禁止发展,对此国家建材局、建设部、农业部、国土资源部墙体材料革新建筑节能办公室于2000年联合文件,规定各大中城市“在住宅建设中限时禁止使用实心粘土砖”。国务院办公厅也了《关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》([2005]33号),要求“逐步禁止生产和使用实心粘土砖,积极推广新型墙体材料”。随着我国经济建设的不断发展,我国建筑业发展需求旺盛,新型墙体材料的应用前景十分广阔。

1 新型墙材的种类及发展现状

自1992年国务院下发《关于加强墙体材料革新和推广节能建筑的意见》以来,各地大力开展新型墙体材料的研究与推广工作,新型墙体材料的生产和使用取得了较大的成就,一批具有市场竞争力的砌块类材料和板材类生产企业日益被社会认并且产品其得到广泛使用,例如加气混凝土砌块在全国范围内都得到了广泛的应用。目前新型墙体材料大体上分以下四种类型:

1.1 砌砖

主要有两个种类,一是节土型烧结砖(包括粘土质多孔砖、页岩烧结砖、粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖等),二是硅钙质类蒸压、养护砖(包括蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等)。这类砖的尺寸规格多以标砖尺寸240×115×53mm为基准,砖的强度较高,主要作为砖混结构中的承重墙来使用。

1.2 砌块

混凝土空心(多孔)砌块、陶粒混凝土砌块、加气混凝土砌块、石膏砌块、高孔隙率的烧结多孔砖等。这类砌块尺寸较大,密度较低,强度也较低,一般作为框架结构的非承重墙来使用,目前市场上出现部分空心砌块内填充保温隔热材料(如岩棉、EPS等),增强砌块的功能性,起到了较好的使用效果。

1.3 隔断用薄板及复合墙板

当前市场上主要有纸面石膏板、钢丝网架水泥夹芯板、彩钢聚苯乙烯泡沫夹心板、玻璃纤维增强水泥轻质条板(GRC板)、发泡水泥复合板、石膏空心板等,墙板用薄板类材料主要用在内墙。

1.4 结构类板材

加气混凝土板材ALC、新型PVC建筑板材、聚氨酯夹心PUR、PIR复合板材等,此类板材可作为外墙的结构材料,具有强度高,抗折性能好、保温性能优异等特点。

这四类新型墙体材料都是上世纪九十年代以后逐步迅速发展起来的,围绕节土、节能、环保、绿色为中心,具有不同的性能特点及应用范围,目前已经在一定范围区域内得到广泛应用,而九十年代以前我国的建材制品(包括墙材)的生产一直处于过度耗费能源、资源,严重污染环境的低生产水平,并且建筑物在使用过程中的能耗水平较发达国家有很大的差距,详见表1.1.

表1.1 国内外建筑能耗的对比

项目名称 发达国家 国内

外墙能耗 1 4~5倍

屋顶能耗 1 2.5~5.5倍

外窗能耗 1 1.5~2.5倍

门窗空气渗透量 1 3~6倍

由表1.1可以看出我国与发达国家建筑物能耗的差距主要在外墙能耗和屋顶能耗上,而外墙的表面积要远远大于屋顶面积,因此在建筑节能上外墙节能是重点工作,不仅在外墙材料的制造工艺中要注重节能环保,也要注重墙体材料制品本身的节能环保特性。在国家对建筑节能的要求与倡导下全国各地的新型墙体材料都有较大程度的发展,但是各地发展的程度和种类有较大差异,国内新型墙体材料应用较为普遍的城市以武汉、杭州及上海为代表,武汉市新型墙体材料用量达36亿块标砖,占墙材生产总量的87%,主城区新型墙材应用率达到98%,形成了以粉煤灰加气混凝土砌块为主导产品的新型墙材应用格局。杭州市政府主导“限实”政策,全方位发展应用新型墙材试点工作,新型墙材种类也大大增加,从原来单调的几个品种发展到现在多个品种,新型墙材在砖混结构、框架结构、砌块混合结构中得到了广泛的推广应用。上海市是夏热冬冷地区建筑节能工作开展的最好的城市,新型墙材应用比例超过96%。我国北方地区新型墙材主要以烧结砖类为主导,包括页岩烧结砖、粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖、粘土多孔砖等等,这些墙体材料在北方需要改善建筑物热工性能上仍需改进,而南方则主要以非烧结类蒸养硅酸盐砌块为主导产品,包括加气混凝土、灰砂砖、粉煤灰砖等,在西部地区的发展较为滞后,多以烧结粘土砖为主。总体来说国内新型墙材发展各地区状况极为不均,地区与地区差异大,且同一地区不同区域内有存在较大差距,因此新型墙体材料在我国仍具有很大的发展空间。

2 新型墙材的应用分析

国务院办公厅[1999]72号文件《国务院办公厅转发建设部等部门关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》中要求新建住宅推行建筑节能50%并逐步在大城市试点推行建筑节能65%的工作,建筑节能越来越受到重视,相应的对建筑材料有了一个新的要求,也对新型墙材的发展方向有了明确的指引,表2.1为几种墙体材料的热传导系数。

表2.1 常用建筑材料的导热系数

材料名称 水泥混凝土 粘土砖 加气混凝土 粉煤灰砖 石膏砌块

导热系数(W/m.k) 1.5 0.8 0.15 0.7 0.3

从表2.1中可以看出粘土砖热导系数较高,在保证建筑节能方面粘土砖墙及粉煤灰砖墙必须复合保温层如保温砂浆等,而加气混凝土的热导系数较低,单层墙面即可满足建筑节能的要求。石膏砌块导热系数低,且石膏因本身多孔及自身含有结合水的特性,具有良好的防火性能及隔音隔热性能,被称为“会呼吸”的墙体材料。

当前我国墙体材料年生产总量在8000亿块左右,其中,利用工业废渣、粉煤灰等或掺固废30%以上的粘土类烧结普通砖年产量1300亿块,占总量的16.25%。砌块类新型墙体材料(混凝土砌块、石膏砌块等),占全国墙材总量4.06%,页岩类烧结砖(实心、空心)年产量400多亿块,占墙材总量的5%,轻质板材占墙材总量2%左右,蒸压灰砂砖年产量70多亿块,占全国墙材总量的0.88%,加气混凝土砌块占墙材总量的0.53%。全国新墙材年产量已占墙材年产总量39.26%,并且新型墙体材料的用量占总量比例在逐年上升中,其中砖类墙材产品占32.13%,而砖块类新型墙材产品己成为新墙材主导产品,而砖类产品的保温性能不佳,为建筑节能的后续工作带来问题,而砌块类产品如加气混凝土砌块,石膏砌块等的保温效果隔音等优势,板材类功能性强、施工便捷等优点,应成为今后新型墙材发展的主导产品。

3 国内新型墙材发展存在的问题

目前新型墙材的发展取得了一定的成就,特别在一些地区取得了很大的发展,但从整体来看仍存在一些较为突出的问题,主要表现在:

3.1 实心粘土砖仍是当前用量最大的墙体材料的状况并未完全改变,在一些地区甚至从未使用过新型墙体材料,我国实心黏土砖的全国年产量在5,400多亿块,因生产粘土砖毁坏和占用的耕地每年达到95万亩,替代性的新型建材生产规模和发展水平与建筑业市场的需求还有较大的差距,主要由下列三方面原因造成这种状况,一是地方政策没有落实,粘土砖生产成本较低,仍具有较大的市场需求,二是生产厂家新建新型墙材生产线资金投入较大,并且新墙材上市市场有个接受过程,因此生产新型墙材成本过高,三是新型墙材推广力度不够,市场需要大力培育,多做宣传,需要让用户民众、建筑设计单位、建设单位、墙材生产企业都接受并认可新型墙材。

3.2 企业自主技术创新能力弱。新型墙体材料新品种开发与相应的装备制造业技术创新体系尚未形成。企业自主技术研发资金投入不足,许多关键设备仍依赖进口,企业自主开发能力较弱,重复引进为严重,互相模仿现象突出,地区间缺乏有效的组织协调,很多地方出现同一品种新型墙材生产企业重复建设,产能过剩。我国新型墙材装备制造业当前仍处于模仿吸收阶段,还没有较完备的自主创新体系,生产装备制造业的限制直接导致了新型墙材的发展的滞后。

3.3 新型墙体材料生产企业层次不齐。目前很多新型墙体材料生产企业因资金、技术及管理的问题,生产的产品出现不合格品流入到市场中,造成坏的影响,例如有一些混凝土砌块生产企业为降低成本将水泥掺量降低,把养护时间减少或者不按照标准养护条件养护等,造成产品质量差,用户反应意见较大等的问题,因此完善新型墙体材料生产企业的生产管理制度,加强政府引导规范管理及制定相应扶持政策,逐步完整完善新型墙体材料从生产到使用的整个产业链的各项规范性文件,引导市场适应新型墙体材料的使用。

新型墙体材料的发展需要全社会各相关方面的共同努力,发展节能环保、改善建筑功能,改进建筑施工方法的功能类新型墙体材料具有重要意义,对我国建筑业的可持续发展有着重要意义。

参考文献

[1] 王连广,陈维杰等.新型墙体材料的现状与展望[J].沈阳建筑工程学院学报(自然科学版),2001(07). [2] 全国2006年新型墙体材料与资源综合利用暨新技术新产品新设备应用交流研讨会.

[3] 刘培琴,刘淑敏.我国建筑节能现状及发展[J].煤气与电力,2002(03).

作者简介:蔡云(1982- ),男,工学硕士,安徽富强混凝土有限公司。