中國膨脹珍珠巖在建筑環保領域的應用與發展前景分析
我國珍珠巖工業起步較晚,1964年開始組織科研攻關,由地質部河北非金屬地質研究所探尋珍珠巖礦山資源,電力部在北京,冶金部在大連,建材部在天津選點進行珍珠巖生產,科研攻關,經過5年的努力,終于研制掌握了膨脹珍珠巖及其制品的生產工藝,于1969年春在大連耐火材料廠進行了工藝,產品鑒定,也標志著我國珍珠巖工業的規模化生產開始起步,由于我國珍珠巖資源豐富,分布面廣,品位又高,因而在不到20年的時間里,全國珍珠巖礦企業已達到了千余家。
珍珠巖工業的發展可追溯到上個世紀20年代,1924年德國首先在實驗室發現珍珠巖在高溫條件下具有膨脹性;1940年美國在內華達州開始生產膨脹珍珠巖作砂漿骨料;1949年成立了國際珍珠巖協會,現有44個國家和地區的75個珍珠巖協會,總部設在美國紐約。
膨脹珍珠巖是一種無毒、無味、不燃、不腐、耐酸堿、保溫、隔音隔熱,內部呈蜂窩狀結構產品,是由酸性火山玻璃質熔巖 (珍珠巖)經破碎,篩分至一定粒度,再經預熱,在1400℃以上高溫延時燒結而制成的一種白色或淺色的優質絕熱保溫材料,可與不同的膠結料配制制成如憎水珍珠巖保溫板、珍珠巖吸音板、隔墻板、防火板等。
珍珠巖是一種火山噴發時在一定條件下形成的酸性玻璃質熔巖,屬非金屬礦物質,主要成份是SO2,Al2O3,CaO和一定含量的化合結晶水,經過人工粉碎,分級加工形成一定粒徑的礦砂顆粒,在瞬間高溫下,礦砂內部結晶水汽化產生膨脹力,將熔融狀態下的珍珠巖礦砂顆粒瞬時膨脹,經冷卻后形成多孔輕質白色顆粒,理化性能十分穩定,具有很好的絕熱防火性能,是一種很好的無機輕質絕熱材料,可廣泛用于冶金,化工,制冷,建材,農業和醫藥,食品加工過濾等諸多行業。
珍珠巖在建筑領域的發展預測
我國與發達國家相比,我國建筑鋼材消耗高出10%至25%,每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤;房租發票衛生潔具的耗水量高出30%以上,而污水回用率僅為發達國家的25%。此外,在我國人均耕地只有世界人均耕地1/3的情況下,實心黏土磚每年毀田12萬畝。
我國正處于房屋建筑的高峰時期,建筑速度之快,規模之大,可謂前所未有。2003年,我國城鄉建筑竣工面積達20.3億平方米(其中城鎮12.7億平方米),超過所有發達國家年建成建筑面積的總和。但令人憂慮的是,在新竣工的建筑中,節能建筑面積不到1億平方米,尚不足竣工建筑的5%。至今,在我國城鄉既有建筑約400億平方米中(其中城市約140億平方米),只有3.2億平方米房屋是節能建筑,不到全國既有建筑的1%。
我國是一個能源短缺的國家,但我國單位建筑面積能耗目前卻是發達國家的2至3倍。
更令人擔憂的是,我國建筑能耗的總量正呈逐年上升趨勢,在能源總消費量中所占的比例從上世紀70年代末的10%,已上升到近年的27.45%。目前,我國正處于工業化和城鎮化快速發展階段,以現在的建設速度,預計到2020年,全國高耗能建筑的面積將達到700億平方米,僅空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力。這些建筑在接下來幾十年至上百年的使用時間里,采暖、空調、通風、炊事、照明、熱水供應等方面都要不斷消耗大量能源。建設部研究表明,我國建筑耗能比例最終將上升至35%左右。
專家表示,若能把日益增加的建筑能耗減少一半,進而逐步達到發達國家的能耗水平,就可大大減少煤礦、電站等能源設施建設的規模。如果我國城鎮建筑全部達到節能標準,到2020年每年就可節省3.35億噸標準煤、減少8000萬千瓦時空調高峰負荷,相當于每年節省電力建設投資約1萬億元。
同時,隨著國內居民生活水平的不斷提高,人們對居住環境的要求也越來越高,綠色環保的意識也越來越強。
“資源節約型、環保友好型”的綠色環保經濟的道路是建筑行業的必經之路,也是順應當今時代大趨勢的控制建筑能耗的有效途徑。經過不斷探尋、嘗試,近幾年來,信陽高新科技珍珠巖產品技術不斷涌現出來,如珍珠巖保溫板、玻化微珠保溫砂漿、玻化微珠www.shunhanghx.com、憎水珍珠巖等一系列珍珠巖材料產品,為零能耗的建筑提供了條件。
據調查,新型建材的應用成本都比較高,只有使用珍珠巖材料的建筑材料才能達到低成本和高效益的節能環保形式。信陽市中凱保溫材料有限公司生產的珍珠巖對傳統的粗加工模式進行了變革,結合現代最新建筑工藝,以先進的理念和科學的管理方式將珍珠巖產品推向全國各地,因地制宜的發揮其最大性能,服務各種建筑工程。
1.2 新產品新市場開發狀況
膨脹珍珠巖生產一般投入原料和產出產品量較大,而且市場價格低,企業效益差。所以搞好產品深加工,開發附加值高的新產品,開拓新的市場是企業能否生存和發展的關鍵。從會員企業看,深加工的品種多,投入市場的批量大,市場抓得好的企業就能獲得較好的效益。如江蘇省宜興和橋鎮的德勝集團公司,1998年生產憎水珍珠巖板材20萬m3,珍珠巖裝飾吸聲板30萬m3,防水卷材100萬m2,總產值2億多元(其中珍珠巖產品1.5億元左右);浙江省長興縣的上海建科院豐能制材有限公司,年生產膨脹珍珠巖15萬m3,生產憎水珍珠巖板材8萬m3,產值5000萬元左右,加上新型墻材、防水卷材產品,總產值近1億元;浙江省長興縣長橋保溫材料廠,年生產膨脹珍珠巖13萬m3,各種制品3萬m3,也是行業的大型企業。
一些企業生產幾十年了,生產技術、產品質量都好,但發展緩慢,有的到了難以生存的地步。最近我們對一些效益好的企業進行了考察,有的生產技術、管理水平和產品質量在全行業不是最好的,甚至存在這樣那樣一些問題,但是他們最成功的方面,一是他們看到了在當前市場經濟條件下市場的重要性,抓好市場是企業生存和發展的關鍵所在。為此,他們分析市場,研究市場,以市場為龍頭帶動了企業的生產和新產品的開發;二是他們加大市場銷售隊伍,把企業最懂技術業務,水平最高,能力最強,精明能干的人調到銷售部門,并對他們嚴加管理和進行經常性的業務技術培訓工作,而且對銷售人員的市場業績和個人的經濟效益掛起鉤來,激發了他們工作的積極性,從而搞活和擴大了市場。
市場抓得比較好的幾個企業,他們的銷售人員隊伍都比較龐大,有的在全國重點城市設立了銷售機構。相反,一些企業一是受到機制的限制,二是市場意識不到位,三是對企業發展沒有更高的追求,四是多勞多得拉開檔次的思想還難以實現。
水泥珍珠巖板材是個老產品,生產工藝、設備簡單,能滿足一般建筑工程的需求,而且價格低廉,一般160~260元/m3,所以市場一直比較好,全國年產量大約在150萬m3,是個長盛不衰的產品。
近幾年在新產品開發上取得了一定的成果,主要有:
(1)在建筑應用上憎水珍珠巖制品發展較快,因為它除了密度小,絕熱效果好外,最大的特點是憎水性能好,這為建筑屋面多年來沒有解決的漏水問題,提供了優質材料,因此得到了建筑設計部門和用戶認可,為此有著廣泛的市場。一般密度在200~250kg/m3,抗壓強度在0.4~0.5MPa, 憎水在95%以上的制品, 出廠價300~350元/m3,運到工地400多元/m3,近幾年來銷售形勢看好。
珍珠巖行業產量和生產成本
我國珍珠巖行業的產品,根據國民經濟的發展和市場的需求進行了調整,但總量發展不快,現年產礦砂仍在60萬t左右, 其中, 信陽地區大約年產30萬t,占全國生產總量的1/2, 其它省份如內蒙古、遼寧、黑龍江、河北、山西、浙江、安徽等地產量合計在30萬t左右。其中內蒙古寧城雙龍珍珠礦1998年生產了9萬t,銷售了8萬t,成為全國產量最多的礦砂企業。根據我國礦砂總產量,估計全國膨脹珍珠巖年產量在700萬m3左右。從全國膨脹珍珠巖生產布局來看,自1966年生產以來,前20年時間是以保溫為主體,在東北地區發展較快,約占全國總產量的一半以上。近十年來,隨著我國墻體材料改革,發展新型輕質材料和建筑工程絕熱的要求,在我國江南地區建設了一批珍珠巖生產企業,產量有了較大的增長。
在應用技術上,開始把膨脹珍珠巖散料直接應用在建筑上,后發展為應用膨脹珍珠巖制品,現每年大約用80%的散料生產300萬m3制品用在各種工程上,提高了應用水平
膨脹珍珠巖制品按密度分,有200、250、300、350四類;按膠結料分,有水泥膨脹珍珠巖制品、瀝青膨脹珍珠巖制品、乳化瀝青膨脹珍珠巖制品、水玻璃膨脹珍珠巖制品,磷酸鹽膨脹珍珠巖制品,石膏膨脹珍珠巖制品和防水涂料膨脹珍珠巖制品等;按規格形狀分,有膨脹珍珠巖板、膨脹珍珠巖磚、膨脹珍珠巖弧形板、膨脹珍珠巖管殼等
膨脹珍珠巖保溫砂漿
膨脹珍珠巖保溫砂漿常用于外墻、屋面保溫層及用作有關部位的保溫輔助材料。
一、作業條件
(一)施工準備
(1)抹保溫砂漿的基層,應事先檢查,其層過于凹凸部位,高出部分要剔平,低處用1:1石膏砂漿分層填實;基層表面的灰塵、污垢、油跡等應事先清除干凈。
(2)過墻洞應用1:3水泥砂漿堵嚴;接線盒用紙堵住,以防抹灰時被污損。
(3)門窗口四周縫隙用1:1:6混合砂漿堵嚴,外沿用密封膏嵌縫,窗臺磚應補齊。
(4)門窗框及墻面預埋件,配件應安裝完畢。
(5)環境溫度應+5℃以上。
(二)主要機具
主要機具有:砂漿攪拌機(最好用帶蓋的砂漿攪拌機或強制式攪拌機)、托灰板、鐵抹子、木抹子、陰陽角抹子、鋼絲刷、皮管、水桶、鐵鍬、錘子、靠尺板、方尺、刮杠、線墜等。
(三)原材料及要求
(1)主要原材料有:膨脹珍珠巖、膠結料和外加劑。
膨脹珍珠巖的堆積密度為80~150kg/m3,常溫導熱系數<0.0523W/m•K,顆粒度0.1~3mm,符合級配要求。
膠結料有石膏、石灰和水泥、水泥宜用425#水泥,石灰膏密度為1400kg/m3左右。
外加劑可根據需要選擇參加,一般有緩凝劑、增稠劑、分散劑等。常用的泡沫劑為松香皂泡沫劑。