因地制宜發展墻體材料工業
墻體材料是建筑物的主要結構砌筑及圍護材料,是建筑物的主體材料,我國房屋建筑材料中70%是墻體材料,幾乎占每棟建筑物主體固體材料用料的80%以上。墻體材料工業是中國建材工業的重要組成部分,也是基礎工業之一。
我國墻體材料發展現狀與存在問題我國墻材總產量大,企業數量多,但人均勞動生產率低,品種少,規格單一,質量水平一般。近年來,由于墻體材料革新與建筑節能政策的推動,我國墻體材料由單一燒結黏土實心磚發展到近百種。新型墻體材料雖然發展較快,品種較多,但從總體上講,材料性能差,還不能滿足建筑節能的要求。
磚瓦是我國墻材工業的重要組成部分,約占我國墻體材料總量的90%以上。我國磚瓦企業數量有10萬多個。無論是產量,還是企業數量及占用土地面積均為世界各國之首。人均年生產量折標磚在15萬塊以下,而歐洲一些發達國家,如法國、德國、意大利等人均年生產量折標磚可在400萬塊以上,勞動生產率相差25倍以上。隨著我國經濟的快速發展,墻體材料也得到快速發展,我國每年新開工建筑面積達20億平方米,墻體材料使用量高達8500億塊(其中黏土磚用量約為6500億塊)標磚,其產值接近建材工業總產值的三分之一。各類新型墻體材料產量達3500億塊標磚,約占墻體材料總量的40%。實心黏土磚仍然是墻體材料的主要材料,總產量達5000億塊,占墻體材料總量的60%,耗能多達5000多萬噸標準煤。
黏土實心磚主導墻體材料市場,不僅制約著建筑節能目標的實現,還存在著毀田取土、高能耗與破壞生態等問題。為此,2005年國務院辦公廳以辦發【2005】33號文件下發了《關于進一步推進墻材革新和推廣節能建筑》的通知,明確提出,到2010年底所有城市禁止使用黏土實心磚,全國實心黏土磚年產量控制在4000億塊以下,今后要嚴格控制和逐步取代普通黏土實心磚的生產和使用,大力推廣新型墻體材料。新建建筑嚴格執行建筑節能設計標準,有條件的城市率先執行節能率65%的地方標準。到2010年新型墻體材料產量占墻體材料總數的比重達到55%以上,建筑應用比例達到65%以上。
我國發展的新型墻體材料種類按照工藝性能分為燒結墻體材料與非燒結墻體材料。燒結墻體材料包括燒結實心磚、燒結空心磚、燒結多孔磚、燒結砌塊與燒結板材;非燒結墻體材料包括混凝土砌塊、加氣混凝土砌塊、混凝土磚、石膏板、GRC輕質板材、加氣混凝土板材、加氣陶粒砌塊與板材等多個品種。然而,燒結墻體材料以其自身獨有的耐久性、抗變形收縮性、尺寸穩定性、居住舒適性等技術指標及各地廣泛適用的使用性能,在新型墻體材料發展中仍保持主導地位。在每年生產的3500億塊新型墻材中,生產廢渣新墻材1300億塊標磚,每年利用廢渣生產非燒結墻體材料僅60億塊標磚。
墻體材料工業的發展不僅是產品的種類發生了較大的變化,而且也帶動了原料種類的變化,我國生產墻體材料的原料已由原來的黏土1種,發展到如今包括黏土、工業廢渣、農作物秸稈、頁巖、石膏、高嶺土、膨潤土、硅藻土、硅砂等非金屬礦資源和建筑垃圾與生活垃圾、城市淤泥等城市固體廢棄物幾大類數十種原料。
墻體材料工業的發展,不但是產品種類的變化,而且是原料種類的增長。但是目前較為成熟的、常見的生產燒結墻體材料的技術,除了黏土生產燒結磚技術以外,還有煤矸石生產燒結磚、粉煤灰生產燒結磚、頁巖生產燒結磚技術等;非燒結墻體材料技術除了混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊生產技術外,還增加了紙面石膏板生產技術、纖維增強水泥板材生產技術等。這些技術的發展為墻體材料行業帶來了前所未有的機遇,也為因地制宜發展墻體材料創造了條件。
墻體材料的發展要以建筑節能為核心我國建筑能耗已占全國總能耗的28%,其中,建筑使用能耗占建筑能耗的88%,建筑圍護結構的傳熱量約為建筑使用能耗的72%,在現有建筑中99%以上是高耗能建筑,新建建筑中95%以上是高能耗建筑,建筑能耗比國際先進水平高2~3倍,僅住宅取暖一項每年就消耗標準煤達2億多噸。在我國現行建筑運行中,北方建筑采暖每年多消耗2000萬噸標煤,直接損失達70億元,多排放CO252萬噸。南方地區夏季制冷也消耗大量電力。建筑使用能源浪費驚人,建筑節能刻不容緩。
發展以建筑節能為核心的大摻量、高孔洞率、導熱系數低的墻體材料制品,首先要考慮易生產并生產出質量與檔次較高的燒結空心磚、多孔磚與燒結保溫空心砌塊的原料,如頁巖、煤矸石、粉煤灰等,再考慮利用其他工業廢棄物與城市廢棄物,如赤泥、尾礦、城市污泥與建筑垃圾等,由于目前在生活垃圾生產墻體材料方面存在較大的技術問題,該技術還未能普及,需進一步進行完善。最后可考慮利用脫硫石膏、粉煤灰生產加氣混凝土等非燒結制品。
墻體材料的發展不僅要以建筑節能為核心,還要適應建筑功能改善的要求,以滿足不同建筑結構和不同檔次建筑的需要。以框架結構為主的高層建筑,應積極發展滿足建筑功能要求、保溫隔熱性能優良、輕質高強、便于機械化施工的各類內外墻板與空心磚砌體;多層砌筑結構和高層框架結構,承重墻體材料應重點發展承重混凝土小型空心砌塊和承重利廢空心磚;非承重墻體材料應以利廢的各類非承重砌塊和輕板為主。
大量堆積起來的工業廢渣與城市固體廢棄物,對現在與未來人們造成的危害不容忽視,而墻體材料的生產是消耗大量工業廢渣與城市固體廢棄物的主要途徑。有煤礦和火力發電廠的地區,應積極發展高強度、高孔洞率、高廢渣摻加量、高保溫隔熱性能的煤矸石燒結空心磚和粉煤灰燒結空心磚、粉煤灰加氣混凝土、粉煤灰蒸壓磚及其他利廢制品;頁巖和灰砂原料豐富的地區,應積極發展燒結頁巖和蒸壓灰砂制品,使這些產品成為當地新型墻體材料的主導產品。利用當地資源,積極發展低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能、系列化、能夠提高施工效率的新型墻體材料產品,不但可以充分利用當地資源,而且解決了大量的廢棄物處置難題。
墻體材料發展應考慮當地資源條件節能利廢是墻體材料發展的先決條件,但并不是惟一條件,墻體材料的發展必須結合當地的資源條件,因為墻體材料的發展不能脫離經濟效益這一前提條件,而僅考慮其社會效益。由于運輸半徑與成本的限制,墻體材料具有很強的地域特性,成為地道的地方性材料。因此墻體材料的發展,不能脫離當地的資源條件。
比如,黏土是一種含水鋁硅酸鹽產物,是由地殼中含長石類巖石經過長期風化和地質作用而生成的,在自然界中分布廣泛,種類繁多,藏量豐富,是一種寶貴的天然資源。黃土中含有大量的黏土礦,主要分布于中亞到我國的西北、華北和東北一帶。世界上最大的黃土高原就是位于黃河上中游地區的黃土高原,橫跨青海、寧夏、甘肅、陜西、山西、河南6省區。黃土覆蓋厚度一般在100米以下,而以隴東、陜北、晉西黃土層最厚,最厚在蘭州,達300米以上。黃土分布的面積和厚度,均居世界之冠。黃土中粗粉砂含量由西北向東南遞減,黏土的含量卻從西北向東南遞增。黃土高原擁有大量的黏土資源,為黏土燒結磚的發展提供了其他地區無法比擬的原料條件優勢,決定了黃土高原地區黏土燒結磚幾千年以來,其他原料無法替代的發展歷史。
然而,我國東北地區,由于黏土資源的匱乏,使得當地黏土資源相當珍貴,另外該地區黏土資源含有大量砂土,對生產燒結墻體材料產品造成不良影響。但是東北地區具有大量的煤炭資源,可以提供墻體材料發展所需的煤矸石原料,所以就決定了該地區煤矸石燒結磚廠家較多。近年來,國內其他有電廠、煤礦的地區,新建煤矸石與粉煤灰燒結磚生產線與加氣混凝土砌塊生產線的數量劇增。這些局面的形成,無疑都是優先考慮經濟效益,因地制宜發展墻體材料工業的結果。
綜上所述,各地要結合本地資源、地理環境和建筑結構等具體條件,確定新型墻體材料主導產品,與規劃、設計、建設、施工部門密切配合,協調解決好推廣應用中存在的問題。根據當地建筑結構體系、建筑功能要求,研究確定與當地資源、經濟發展水平相適應的主導產品,采取有力措施,包括必要的行政措施,因地制宜發展墻體材料工業。
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