遼寧省新型墻體材料高速化發展現狀及應用研究

邱豐實，宋 海

（1.遼寧省石油化工規劃設計院有限公司，遼寧 沈陽 110001；2.沈陽理工大學材料科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159）

0 引言

遼寧省作為全國重要的經濟地區，作為東北老工業基地的核心，自然資源和工業基礎優良，建材工業的發展具有得天獨厚的優勢。目前，遼寧省建材工業已發展成為門類齊全，配套能力強、年產值超千億的重要產業。但仍以傳統墻體建材產品為主，且資源消耗大，能耗高，環保指標差等突出問題普遍存在，資源、能源、環境以及相關的社會問題十分突出，嚴重地影響了遼寧省提出的“建設生態遼寧，促進綠色發展”的方針政策。因此開展健康、環保、安全綠色、耐久新型墻體建材產業發展對策的研究，成為當前遼寧省土木工程行業一個十分緊迫的任務。

1 新型墻體材料概述

1.1 新型墻體材料的定義

新型墻體材料是區別于傳統的磚瓦、灰砂石等傳統墻材的墻材新品種[1]，是在建筑物或構筑物的全壽命期內，能夠最大程度地節約資源、減少環境污染并減輕建筑物自重的一種適用于現代建設的墻體材料。它不僅能夠為人類提供健康、安全的使用空間，還具有一定的適用性和經濟性，對我國倡導節能減排、發展綠色建筑和實現“雙碳”目標具有重要的意義。

1.2 新型墻體材料的分類

我國新型墻體包括的品種和門類很多[2]，目前尚未有統一明確的分類，但大致分類如圖1所示。

圖1 新型墻體材料分類

2 遼寧省新型墻體發展現狀

2.1 新型墻體材料產業結構方面

在2007年11月頒布實施的《遼寧省墻體材料革新“十一五”發展計劃》中明確提出，力爭2010年底前，全省實施禁止使用實心黏土磚目標的所有城市城區，且在完成“禁實”目標的基礎上，逐步向禁止使用黏土制品推進。為此，遼寧省結合實際情況，推進依法監督檢查，充分發揮新型墻材專項基金等經濟杠桿的調節作用，并積極開發推廣應用相關節能利廢、安全環保的新型墻體材料。目前，遼寧省節能型墻材產業生產能力可達每年幾百億塊標準磚，并且以沈陽、大連、撫順、本溪等為主的多個城市已經不再以紅磚為主要墻體材料，節能型墻材的產量已超過紅磚產量。新型墻體材料已初步形成以磚、塊、板為主的三大類產品[3]，品種較為全面、其生產規模也能基本滿足現階段建筑行業的供給需求。但長期以來墻體材料產業往往需要消耗大量的自然資源，且部分企業的生產運作模式仍然以“簡投資、快見效，低水平”模式為主，由此導致部分企業缺乏積極主動的科技創新意識、產品附加值低且競爭力小等問題。因此遼寧省尚未完成由小塊向大塊，大塊向板發展的趨勢。同時，遼寧省新型節能型墻體材料和新型耐久型墻體材料在建設過程中已經得到了較為廣泛的應用，但是墻體材料的發展在功能導向上仍處于不均勻的狀態，即安全型墻體材料在遼寧省的發展尚是個空缺，在節能型墻體材料和耐久型墻體材料上的發展水平遠高于安全型墻體材料。

2.2 新型墻體材料技術水平方面

現階段，隨著我國一部分具有國際領先水平的新型墻體建材生產線的相繼建成與投產，有力地推動了遼寧省節能型墻體材料產品結構與技術水平的優化與升級，墻材工業的技術水平達到了一個新層次，節能型墻材產品的質量與功能都有了較大的提升。以沈陽、大連等城市為代表的混凝土空心砌塊生產線均已達到國際先進水平。而且，遼寧省的新型節能型墻材生產加工水平和生產比重也不斷穩步增加，產品質量管理水平和中高端產品的供應能力也大大提高。同時，在節能減排和資源綜合利用方面也提高了一個層次，尤其是在建筑固廢物的綜合利用方面，工業效益好轉。但是，遼寧省關于新型墻體材料的創新還不夠徹底，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傳統工藝，主要依靠人工砌筑墻體，這也導致一些墻體開裂、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企業裝備技術先進性差異較大，僅一部分企業擁有較為先進的生產設備及技術，多數生產企業裝備技術屬于中下游水平，同時，遼寧省蒸壓加氣混凝土砌塊的裝備技術水平也一般。盡管遼寧省墻體材料行業一些企業已經通過改造并逐漸開始轉型升級，但眾多企業仍然處于生產規模小、技術水平低、企業管理混亂、產品良品率低等經營狀態，產出的產品質量不能保障，存在拼產量輕質量等嚴重現象[4]。

2.3 新型墻體材料耗能方面

目前，我國正處于工業化發展階段，能源消耗量及碳排放量體量巨大[5]，2019年，我國能源消費、碳排放比2006年分別提高了69.7%和47.2%。而近幾年主要發達國家已經處于工業化后期，CO2排放量已經逐步下降。在我國碳排放量的排名中，與墻體材料相關的建筑行業與水泥分別排在第四、第五，這意味著我國建筑能耗占比過高。以遼寧省為例，建筑材料的生產能耗約占省內總能耗的16.7%，而墻體材料更是占房屋建筑材料總量的70%，這說明要降低建筑行業的能耗水平，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墻體材料和非燒結墻體材料，主要包括燒結制品、水泥混凝土砌塊、輕質板材等。根據所處的資源環境、經濟條件、使用習慣和產品自身的性能特點等因素，燒結墻體材料一直在墻體材料中占主導地位。電耗和燃燒消耗是燒結磚在生產過程中的兩種主要能耗方式，由于不同企業對于原材料使用、生產工藝、管理水平及產品類型均存在一定的差異，所以在生產制造過程中能耗消耗也有所不同。以遼寧省企業為例，采用自然干燥和輪窯工藝，其燒結粉煤灰磚產量約為2500萬塊/年，單位產品熱值約為1.13×106kJ/t，每噸產品耗煤約5.3kgce，耗電約9.2kW·h；而若以人工干燥和隧道窯燒成，每噸產品則耗煤約6.8kgce，耗電約13.5kW·h，能耗大大增加。在生產非燒結型墻體材料時，通常需要使用一定數量的水泥、石灰和石膏等原料，這些能耗主要來自于原材料的生產制造企業，但從實際情況來看，在生產過程中由于混合料配方、顆粒級配的不合理，從而導致了原材料和能源的過多消耗。

2.4 新型墻體材料區域分布方面

目前，遼寧省已基本建立了中直、省屬建筑材料工業和建筑業的科研機構，并形成了以工程設計、質量監督和大專院校等相關機構為一體的新型建筑材料研發體系，同時，該體系同步推進新型墻體材料研發、應用及推廣。以沈陽、大連兩地為例，兩地根據所處的地理位置，結合自身條件，高效地將墻體材料的生產工藝、生產裝備與實際應用領域充分緊密結合，積極探索研發出一種節能環保、廢舊利用率高、滿足實際需求的新型墻體材料，進而形成了從生產加工到質量檢驗再到實際工程應用及竣工驗收的一條完整的產業鏈，為遼寧省建材行業的發展起到了良好的領頭作用。然而，遼寧省內的新型墻體材料企業仍然存在著分布不均勻，產品單一等特點，這也與遼寧省省內資源分布有關。例如，以沈陽市為中心的周圍片區，生產企業多為外墻的阻燃保溫材料、聚氨酯冷庫板、A級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；以朝陽市為中心的周圍地區則以新型墻體材料、空心磚和輕質保溫磚為主，如圖3所示；圍繞大連市、遼陽市及本溪市周圍地區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 輕質空心保溫磚

圖4 新型墻體材料

3 新型墻體材料高速化發展對策

3.1 優化產業結構、積極推廣應用

優化新型墻體建筑材料產業化發展，能夠節約資源，降低生產成本，為遼寧省經濟發展奠定堅實的基礎，是促進遼寧經濟騰飛的重要途徑。遼寧省應該積極創新，提升工藝技術，提高準入門檻，鼓勵大中小企業創立自己的知名產品，從而進一步推動遼寧省新型墻體材料產業的轉型升級。同時，要積極推進產業的整合，采用市場化的方式，對現有的一些生產水平低、生產工藝落后的小企業進行改造，培養出一批專業程度高、科技含量高的新興企業，最終形成以龍頭企業為主、中小企業配套發展的百花齊放新格局。同時，各個企業或政府相關人員應積極開展市場初期的調研和分析，明確新型墻體材料的發展前景和重點發展領域，加大節能環保新型墻體材料在新農村建設中的應用。

3.2 推進綠色建筑、發展循環經濟

遼寧省作為東北老工業基地的核心，自然資源和工業基礎優良，建材工業的發展具有得天獨厚的優勢。但是目前仍然存在過去積蓄的巨量固體廢棄物，也成為地區改變環境面貌、阻礙經濟發展的巨大障礙。因此，應積極推進綠色建筑發展，消納固體廢棄物，發展綠色、生態化無污染的建筑材料，并向產業化的道路發展，把固體廢棄物變為可利用資源，一舉成為地方政府振興遼寧老工業區非常重要的舉措。

3.3 推動產學合作、加強科技創新

建材工業的主要特點是體量大、能源消耗大及各種環境污染嚴重。改革開放以來，建材工業通過引進技術，使產業結構得到一定的升級，但由于自主創新能力不足，能源消耗高，環境污染等問題仍沒有得到徹底的解決。為此，應積極推動產學合作，互利互補，開展新型墻體建材的研發及產業化的研究，穩步提升我國、遼寧省的綠色建材的自主創新能力，促進我國、遼寧省建材行業的發展。同時，推動綠色建材產業和學科的發展，將產生眾多的建材新興企業和專業，為建材行業培養優秀的科技人才和專業人才，這也是遼寧省實施“科教興省”“人才強省”戰略的一項新舉措。

3.4 降低產業能耗、優化產業布局

為進一步降低墻體材料生產鏈上的能耗，應充分利用工業、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，使需要燒結的新型墻體材料在制作過程中起到內燃作用，代替了原煤的消耗，不僅減少了這些廢渣對環境的污染，還節省了對這些廢料處理中的能源消耗。再者，遼寧省新型墻體材料發展應堅持以市場為導向，按照因地制宜、集中高效、強化特色的方針，把新型墻體材料的產業結構調整與地區調整緊密結合起來，優化區域生產力布局，整合優勢形成區域特色產品，培育區域產業優勢。以城市化建設為依托，根據全市的經濟社會發展狀況、資源地理環境，形成與其相適應的合理新型墻材產業的區域布局。

4 結語

本文闡述了遼寧省新型墻體材料的發展現狀，并根據目前所存在的問題針對性地提出一些發展建議，以助推遼寧省新型墻體材料的良性有序發展。開發健康、環保、安全綠色及耐久性良好的新型墻體材料，不僅能夠節約能源保護環境，同時，在國家大力推進綠色、低碳、循環經濟的整體形勢下，遼寧省綠色新型墻體材料產業也處于大有可為的戰略機遇期。