中國膨脹珍珠巖在建筑環(huán)保領域的應用與發(fā)展前景分析
我國珍珠巖工業(yè)起步較晚,1964年開始組織科研攻關,由地質(zhì)部河北非金屬地質(zhì)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(chǎn),科研攻關,經(jīng)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(chǎn)工藝,于1969年春在大連耐火材料廠進行了工藝,產(chǎn)品鑒定,也標志著我國珍珠巖工業(yè)的規(guī);a(chǎn)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(yè)已達到了千余家。
珍珠巖工業(yè)的發(fā)展可追溯到上個世紀20年代,1924年德國首先在實驗室發(fā)現(xiàn)珍珠巖在高溫條件下具有膨脹性;1940年美國在內(nèi)華達州開始生產(chǎn)膨脹珍珠巖作砂漿骨料;1949年成立了國際珍珠巖協(xié)會,現(xiàn)有44個國家和地區(qū)的75個珍珠巖協(xié)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(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,是由酸性火山玻璃質(zhì)熔巖 (珍珠巖)經(jīng)破碎,篩分至一定粒度,再經(jīng)預熱,在1400℃以上高溫延時燒結(jié)而制成的一種白色或淺色的優(yōu)質(zhì)絕熱保溫材料,可與不同的膠結(jié)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(fā)時在一定條件下形成的酸性玻璃質(zhì)熔巖,屬非金屬礦物質(zhì),主要成份是SO2,Al2O3,CaO和一定含量的化合結(jié)晶水,經(jīng)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(nèi)部結(jié)晶水汽化產(chǎn)生膨脹力,將熔融狀態(tài)下的珍珠巖礦砂顆粒瞬時膨脹,經(jīng)冷卻后形成多孔輕質(zhì)白色顆粒,理化性能十分穩(wěn)定,具有很好的絕熱防火性能,是一種很好的無機輕質(zhì)絕熱材料,可廣泛用于冶金,化工,制冷,建材,農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥,食品加工過濾等諸多行業(yè)。
珍珠巖在建筑領域的發(fā)展預測
我國與發(fā)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(fā)票衛(wèi)生潔具的耗水量高出30%以上,而污水回用率僅為發(fā)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(guī)模之大,可謂前所未有。2003年,我國城鄉(xiāng)建筑竣工面積達20.3億平方米(其中城鎮(zhèn)12.7億平方米),超過所有發(fā)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(jié)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(xiāng)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(jié)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(fā)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(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段,以現(xiàn)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(diào)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(diào)、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(fā)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(guī)模。如果我國城鎮(zhèn)建筑全部達到節(jié)能標準,到2020年每年就可節(jié)省3.35億噸標準煤、減少8000萬千瓦時空調(diào)高峰負荷,相當于每年節(jié)省電力建設投資約1萬億元。
同時,隨著國內(nèi)居民生活水平的不斷提高,人們對居住環(huán)境的要求也越來越高,綠色環(huán)保的意識也越來越強。
“資源節(jié)約型、環(huán)保友好型”的綠色環(huán)保經(jīng)濟的道路是建筑行業(yè)的必經(jīng)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(jīng)過不斷探尋、嘗試,近幾年來,信陽高新科技珍珠巖產(chǎn)品技術不斷涌現(xiàn)出來,如珍珠巖保溫板、;⒅楸厣皾{、;⒅m.ourebo.cn、憎水珍珠巖等一系列珍珠巖材料產(chǎn)品,為零能耗的建筑提供了條件。
據(jù)調(diào)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(jié)能環(huán)保形式。信陽市中凱保溫材料有限公司生產(chǎn)的珍珠巖對傳統(tǒng)的粗加工模式進行了變革,結(jié)合現(xiàn)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(chǎn)品推向全國各地,因地制宜的發(fā)揮其最大性能,服務各種建筑工程。
1.2 新產(chǎn)品新市場開發(fā)狀況
膨脹珍珠巖生產(chǎn)一般投入原料和產(chǎn)出產(chǎn)品量較大,而且市場價格低,企業(yè)效益差。所以搞好產(chǎn)品深加工,開發(fā)附加值高的新產(chǎn)品,開拓新的市場是企業(yè)能否生存和發(fā)展的關鍵。從會員企業(yè)看,深加工的品種多,投入市場的批量大,市場抓得好的企業(yè)就能獲得較好的效益。如江蘇省宜興和橋鎮(zhèn)的德勝集團公司,1998年生產(chǎn)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(chǎn)值2億多元(其中珍珠巖產(chǎn)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(chǎn)膨脹珍珠巖15萬m3,生產(chǎn)憎水珍珠巖板材8萬m3,產(chǎn)值5000萬元左右,加上新型墻材、防水卷材產(chǎn)品,總產(chǎn)值近1億元;浙江省長興縣長橋保溫材料廠,年生產(chǎn)膨脹珍珠巖13萬m3,各種制品3萬m3,也是行業(yè)的大型企業(yè)。
一些企業(yè)生產(chǎn)幾十年了,生產(chǎn)技術、產(chǎn)品質(zhì)量都好,但發(fā)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(yè)進行了考察,有的生產(chǎn)技術、管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量在全行業(yè)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(jīng)濟條件下市場的重要性,抓好市場是企業(yè)生存和發(fā)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(yè)的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的開發(fā);二是他們加大市場銷售隊伍,把企業(yè)最懂技術業(yè)務,水平最高,能力最強,精明能干的人調(diào)到銷售部門,并對他們嚴加管理和進行經(jīng)常性的業(yè)務技術培訓工作,而且對銷售人員的市場業(yè)績和個人的經(jīng)濟效益掛起鉤來,激發(fā)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(yè),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(gòu)。相反,一些企業(yè)一是受到機制的限制,二是市場意識不到位,三是對企業(yè)發(fā)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(xiàn)。
水泥珍珠巖板材是個老產(chǎn)品,生產(chǎn)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(chǎn)量大約在150萬m3,是個長盛不衰的產(chǎn)品。
近幾年在新產(chǎn)品開發(fā)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(fā)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(yōu)質(zhì)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(yè)產(chǎn)量和生產(chǎn)成本
我國珍珠巖行業(yè)的產(chǎn)品,根據(jù)國民經(jīng)濟的發(fā)展和市場的需求進行了調(diào)整,但總量發(fā)展不快,現(xiàn)年產(chǎn)礦砂仍在60萬t左右, 其中, 信陽地區(qū)大約年產(chǎn)30萬t,占全國生產(chǎn)總量的1/2, 其它省份如內(nèi)蒙古、遼寧、黑龍江、河北、山西、浙江、安徽等地產(chǎn)量合計在30萬t左右。其中內(nèi)蒙古寧城雙龍珍珠礦1998年生產(chǎn)了9萬t,銷售了8萬t,成為全國產(chǎn)量最多的礦砂企業(yè)。根據(jù)我國礦砂總產(chǎn)量,估計全國膨脹珍珠巖年產(chǎn)量在700萬m3左右。從全國膨脹珍珠巖生產(chǎn)布局來看,自1966年生產(chǎn)以來,前20年時間是以保溫為主體,在東北地區(qū)發(fā)展較快,約占全國總產(chǎn)量的一半以上。近十年來,隨著我國墻體材料改革,發(fā)展新型輕質(zhì)材料和建筑工程絕熱的要求,在我國江南地區(qū)建設了一批珍珠巖生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)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(fā)展為應用膨脹珍珠巖制品,現(xiàn)每年大約用80%的散料生產(chǎn)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(jié)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(guī)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(yè)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(huán)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(jié)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(shù)<0.0523W/m•K,顆粒度0.1~3mm,符合級配要求。
膠結(jié)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(jù)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。