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    重點產業發展報告
    【原創】2020年度我國泡沫混凝土行業發展報告
    時間:2021-02-22    來源:泡沫混凝土分會    分享:
    2020年我國泡沫混凝土行業的生產應用受到新冠疫情影響較小,我國全面復工復產后,行業穩步發展,依舊保持良好的發展勢頭,2020年我國泡沫混凝土總產量估算約為6000萬m3,仍然遠高于全球其他國家。

    1 行業發展概況

    2020年我國泡沫混凝土行業的生產應用受到新冠疫情影響較小,我國全面復工復產后,行業穩步發展,依舊保持良好的發展勢頭,2020年我國泡沫混凝土總產量估算約為6000萬m3,仍然遠高于全球其他國家。

    我國泡沫混凝土行業的現澆泡沫混凝土與泡沫混凝土制品兩大類中,目前現澆泡沫混凝土應用量依舊遠超制品類。今年現澆類泡沫混凝土工程應用持續穩定增長,尤其是在較為成熟的路橋工程領域、回填工程、現澆墻體及房屋整澆、屋面保溫隔熱層及找坡找平層、現澆地暖絕熱層及墊層等領域的應用工程量增長較大?,F澆泡沫混凝土在其他如港口水利工程、海洋工程、軍事工程、油田礦井工程方面的應用也較前幾年有所增長。

    圖1 泡沫混凝土在路橋填筑工程中的應用
    圖2 大規模泡沫混凝土填筑工程
    圖3 高鐵站路基加寬工程

    圖4 房屋面保溫施工

    圖5 墻體保溫材料現澆圖(左)

    圖6 基坑肥槽回填(右)

    我國泡沫混凝土制品在持續多元化發展的道路上不斷提升產品質量,市場認可度不斷提高,獲得越來越多地區的認可和鼓勵,如水泥基泡沫保溫板列入四川省2020版建筑保溫材料推廣產品目錄;泡沫混凝土系列復合砌塊產品列入《山東省建筑節能技術產品認定技術要求(第一批)》;發泡水泥砌塊、泡沫混凝土填充保溫材料列入福建省綠色建材產品推廣應用目錄;加強無機類保溫隔熱材料的推廣應用列入重慶市2020年綠色建筑與建筑節能工作要點中;泡沫混凝土幕墻板和陶粒泡沫混凝土幕墻板列入國標《裝配式混凝土幕墻板技術條件》(征求意見稿)中等等。除了在保溫板、砌塊、墻板、屋面板、裝配式構件等方向穩定進步,在防火門芯板、特殊建筑構件、功能建筑制品等新領域也有新的產品生產應用。

    圖7 大體積泡沫混凝土制品生產

    圖8 泡沫混凝土板材制品生產倉庫(左)

    圖9 泡沫混凝土墻體吊掛力試驗(右)

    我國的泡沫混凝土產品和技術尤其是以鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體為代表的泡沫混凝土現澆住宅技術近幾年持續走出國門,不斷輸出到其他國家,越來越多的海外建筑工程項目前來我國尋求物美價廉的技術和服務,如阿富汗住建部副部長、津巴布韋政府高級經濟顧問等外國政府代表先后到訪我國企業進行參觀考察,了解泡沫混凝土鋼網模住宅,準備引進這種中國創造的建筑體系。

    圖10 我國企業在東南亞的泡沫混凝土工程項目

    圖11 外國政府官員參觀考察我國泡沫混凝土企業


    2 行業熱點技術與產品新進展

    2.1改進型鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統

    鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統在日益廣泛的應用中也逐漸有新的變化,各設計施工單位結合建筑物實際需求,在傳統的鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統基礎上增加了結構構件,使鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統更易于適應各類建筑物需求。

    某企業設計的一種改進型鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統,主要采用卡條桁架龍骨為墻體豎向骨架,模板網為墻體兩側鋼網模板,現場快速拼裝形成現澆墻體鋼網籠模腔,再進行水電預埋、陶粒泡沫混凝土或聚苯乙烯顆粒泡沫混凝土澆筑、墻體抹灰成型??l桁架是一種輕鋼龍骨加鋼筋的焊接組合桁架構件,在鋼網模墻體中主要起豎向定型定位骨架、澆筑中側向抗拉、成型后豎向抗壓、地震水平位移中抗剪、風載和撞擊中抗拉的作用。該結構大量使用鋼筋,現澆墻鋼筋含量約4.3kg/m2。

    該改進型墻體結構具有鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統一般具有的建材搬運方便、拼裝快速成型靈活、隔音保溫、防火防潮、抗裂網與墻體一次成型、抹灰層與結構粘接牢固、防脫層、防開裂等特點,還可與多種結構組合(磚混結構、框架結構、剪力墻結構、鋼結構、木結構均可),可做承重墻、間隔墻、維護墻。改進型結構不但可以提高裝配效率,還提高了抗震性能與結構穩定性,且降低了工程造價。該種結構不但可填充泡沫混凝土,還可填充普通混凝土、輕骨料混凝土、甚至做成中空間隔墻體。

    圖12 卡條桁架和卡扣箍

    該改進型墻體結構具有鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統一般具有的建材搬運方便、拼裝快速成型靈活、隔音保溫、防火防潮、抗裂網與墻體一次成型、抹灰層與結構粘接牢固、防脫層、防開裂等特點,還可與多種結構組合(磚混結構、框架結構、剪力墻結構、鋼結構、木結構均可),可做承重墻、間隔墻、維護墻。改進型結構不但可以提高裝配效率,還提高了抗震性能與結構穩定性,且降低了工程造價。該種結構不但可填充泡沫混凝土,還可填充普通混凝土、輕骨料混凝土、甚至做成中空間隔墻體。

    圖13 改進型鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體系統

    還有以木制龍骨替代輕鋼龍骨的鋼網模泡沫混凝土墻體結構,多用于非承重墻、室內隔墻、移動房等,是加氣塊隔墻、石膏板隔墻、輕質板隔墻、紅磚隔墻的優質替代墻體。鋼網模泡沫混凝土木龍骨墻體結構抹灰后的成型墻體具有自重輕、整體性好、對梁板負荷小、墻面吊掛力高、保溫性好、無熱橋、隔音性強、抗剪抗震抗沖擊等特點,是室內隔墻的優選。

    圖14 鋼網模泡沫混凝土木龍骨墻體結構

    此外一些企業將鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體與裝飾板結合起來形成結構保溫裝飾一體化,先做面層后做墻體,即先在輕鋼龍骨外側安裝陶瓷板或彩色裝飾掛板,再澆筑聚苯乙烯顆粒泡沫混凝土,形成的外墻體不需要外裝修和外保溫,一次成型施工更快。

    圖15 陶瓷板外掛安裝在輕鋼龍骨外側

    圖16 預裝飾鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體施工過程及完成效果

    2.2泡沫混凝土板材

    自從國家建材行業標準《泡沫混凝土墻板、屋面板》(JC/T2475-2018)去年發布實施以來,泡沫混凝土板材制品有了標準規范依據,極大促進了產品的推廣和應用。我國建筑物中墻板的用量遠低于發達國家,隨著國家對裝配式建筑的大力推廣,泡沫混凝土墻板屋面板的用量將迎來巨大的發展機遇。

    目前行業內先進企業已能大量生產滿足《泡沫混凝土墻板、屋面板》(JC/T2475-2018)規定指標要求的墻板屋面板,部分企業能量產更加質優價廉的產品,例如以化學發泡方式生產的隔墻板,600kg/m3級別的密度等級強度即可達到5Mpa,導熱系數低于0.13W/M.K。同時用化學發泡生產隔墻板時可以加入一定量的石粉、爐渣、沙子、建筑垃圾等作為集料,降低成本的同時也能有益于提高強度和防開裂。化學發泡生產墻板,市場價成墻每平方在100元左右,市場空間較大。

    圖17 化學發泡墻板生產線

    物理發泡方式生產的墻板屋面板也可達到標準指標要求,且物理發泡生產方式較為簡易,設備需求少,易于推廣。

    圖18 物理發泡墻板生產線

    今年行業內有多條新的墻板生產線投入運行,包括物理發泡和化學發泡兩種生產方式。泡沫混凝土板材常見的開裂問題已在實際生產中得到有效解決,長期放置于室外的泡沫混凝土墻板無明顯裂紋出現。

    圖19 外部環境放置一年以上的泡沫混凝土墻板

    圖20 泡沫混凝土墻板裝配施工

    2.3泡沫混凝土砌塊

    行業內泡沫混凝土砌塊生產技術不斷改進,先進企業在量產砌塊強度性能達到并超越加氣混凝土的基礎上仍然不斷尋求更高質量水平和性價比,以期在市場競爭力上能與加氣塊分庭抗禮。某企業采用蒸壓養護技術生產的泡沫混凝土砌塊,工業化產能條件下700密度等級的砌塊產品強度能穩定在7.5兆帕,且抗干燥收縮性能及抗裂性能大幅度提高,干燥收縮值可達到0.7mm/m以下。

    圖21 泡沫混凝土砌塊蒸壓設備

    圖22 泡沫混凝土砌塊施工應用

    2.4石膏基泡沫混凝土

    我國工業副產石膏利用率較低,大量堆存的石膏既占用土地,其中的有害物質還易對周邊環境造成污染。利用石膏特別是工業副產石膏制備泡沫混凝土在技術上是可行的,行業內已有一定程度的研究探索,但由于石膏基材料固有的較差的耐水性,限制了石膏基泡沫混凝土的生產應用。近幾年來,由于工業副產石膏再利用技術的亟需,石膏基泡沫混凝土的研究重回行業視線。目前行業內已有高耐水性和優質物理性能的石膏基泡沫混凝土研究成果,以及專用的石膏基泡沫混凝土泡沫劑、外加劑進入市場。我國工業副產石膏的總體利用率較低,利用工業副產石膏為主要原料制備石膏基泡沫混凝土,用于生產砌塊條板類建筑保溫材料,可有效擴大工業副產石膏的消納途徑。石膏基泡沫混凝土產品的生產應用有很大的發展空間。

    2.5固廢泡沫混凝土

    填筑用泡沫混凝土的工程應用量往往十分巨大,如果能在原材料中使用各類建筑垃圾、工業固廢、污泥等固廢材料,不但能大量處理固廢問題,還能節約大量成本。固廢在泡沫混凝土中的應用,國內外專家學者均進行了一定探索,研究主要圍繞在將建筑垃圾(廢棄混凝土、砂漿、磚等)、工業固廢(煤矸石、粉煤灰、赤泥、廢尾礦、鋼渣、廢棄塑料等)、各類污泥以及秸稈等固廢材料粉磨后加入到泡沫混凝土中。多數研究結果表明,單一固廢的引入一般會對泡沫混凝土性能產生不利影響,因此需通過引入激發劑、調整組分等技術措施來抑制或降低固廢帶來的不利影響。此外,固廢中含有的各類有毒有害成分,也是作為泡沫混凝土原材料需要解決的問題。除了常用的粉煤灰、礦渣、鋼渣外,近年來行業內已有部分企業將新型固廢泡沫混凝土成功應用于工程中,如改性赤泥固廢泡沫混凝土、再生泡沫混凝土等。

    圖23 實驗室制備石膏基泡沫混凝土

    圖24 赤泥固廢泡沫混凝土填筑工程應用

    圖25 改性赤泥泡沫混凝土性能檢測報告

    2.6現澆泡沫混凝土生產設備

    成套現澆泡沫混凝土設備是目前行業中使用率最高的泡沫混凝土生產設備,近幾年來一體化現澆泡沫混凝土制備機組已逐漸取代老舊簡易生產施工設備,且逐漸實現型號多樣化、功能全面化,而環保節能及智能化是行業設備的發展方向。目前行業內先進的泡沫混凝土制備機組通過供水系統采用多泵循環、流量疊加、節能永磁電機、水質穩定處理等技術;攪拌系統采用連續動態稱重、無塵化攪拌、自沖洗、節能電機等技術;發泡系統采用泡沫密度精確控制系統、低噪音節能電機、熱源回收式水溫控制系統、耐久材質氣泡發生器等技術;泵送系統采用多泵組合、節能電機、高效減速機、長壽命擠壓管等技術;控制系統采用全機組一體化微電腦智能控制系統、自動巡檢、雙電源切換、高效人機交互界面等技術,已基本實現供水、攪拌、發泡系統環保節能化,泵送系統節能高效化,控制系統智能化。先進的智能化設備系統還可以實時監測各環節原材料、漿料、泡沫、濕密度和環境的參數變化,便于對生產質量進行嚴格精確把控,確保生產穩定性。

    圖26 180立方米/小時智能化泡沫混凝土制備機組

    圖27 泡沫混凝土制備機組智能化生產系統操作界面
    2.7泡沫混凝土機場跑道攔阻系統

    泡沫混凝土機場跑道攔阻系統(又名特性材料攔阻系統)是以泡沫混凝土材料為主體,設置在跑道端外,對沖出跑道端的飛機實施攔阻,使飛機減速或者停止的系統。該系統的基本單元由泡沫混凝土材料預制而成的塊體以及頂蓋、底托等共同組成,采用的泡沫混凝土具有特定的力學性能,在飛機碾壓下,能以預期的方式潰縮并吸收飛機動能。該系統涉及民航安全,對采用的泡沫混凝土性能要求非常嚴格,整體系統造價每立方米近萬元。中國民用航空局發布實施的民用航空行業標準《特性材料攔阻系統》(MH/T5111-2015)對該系統采用的特性材料泡沫混凝土的各項性能進行了規定要求。2019年底,國產第二條泡沫混凝土機場跑道攔阻系統,在西藏林芝機場交付使用,這也是世界上第一條在高海拔凍害嚴重、紫外線輻射強烈、多風沙氣候等嚴酷條件下安裝的跑道攔阻系統。今年我國有四川廣元、攀枝花(第二套)、云南臨滄、西雙版納、大理等多個機場開工安裝泡沫混凝土機場跑道攔阻系統,標志著該技術已開始大規模應用。

    圖28 泡沫混凝土機場跑道攔阻系統安裝施工

    圖29 西藏林芝機場泡沫混凝土跑道攔阻系統

    圖30 四川攀枝花機場泡沫混凝土跑道攔阻系統俯視圖

    3 標準體系進展

    《泡沫混凝土自保溫砌塊》(JC/T2550-2019)建材行業標準于2019年12月發布,2020年7月正式實施。該標準規定了泡沫混凝土自保溫砌塊的術語和定義、分類、等級和標記、一般規定、要求、試驗方法、檢驗規則及產品合格證、包裝、堆放和運輸。該標準適用于工業與民用建筑用泡沫混凝土自保溫砌塊。

    《無機防火門芯板材》(JC/T2568-2020)建材行業標準今年已獲工信部批準,預計明年發布實施。該標準規定了無機防火門芯板材的術語和定義、規格、分類和標記、技術要求、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝、運輸和貯存。該標準適用于以膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、泡沫混凝土、菱鎂制品等材料制成、填充在防火門內的無機板材。

    《填筑用泡沫混凝土》建材行業標準于2018年啟動制定工作,目前已完成征求意見稿,預計明年完成編制工作申請報批。該標準將針對填筑用泡沫混凝土的多項特殊技術性能指標制定標準規范要求和準確試驗方法,將適用于建筑物填筑、建材制品填充、建筑基坑填充、管線回填、地下結構減荷填充、礦山及采空區回填、地下填筑工程等所使用的填筑用泡沫混凝土。

    《公路工程用泡沫混凝土》建材行業標準于2018年啟動制定工作,目前已完成征求意見稿,預計明年完成編制工作申請報批。該標準將針對公路工程的特殊需求,規范新建路堤工程、路堤拓寬工程、地質災害與工程病害處置等公路工程中泡沫混凝土的應用。

    《鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體應用技術規程》建材行業標準于2019年8月由工信部批準立項,今年啟動標準起草制定工作,預計2022年完成編制工作申請報批。該標準面向行業熱點技術鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體,針對其特有的鋼網、輕鋼龍骨、現澆泡沫混凝土三位一體結構,制定施工標準規范要求和關鍵材料技術性能要求及準確試驗方法,用于規范和指導該技術的應用推廣。該標準將適用于以鋼網模泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體作為民用建筑與一般工業建筑中自承重內隔墻、自保溫或復合保溫外墻的設計、施工及質量驗收。

    2020年還有一些地方標準和其他重要標準新投入實施,如江西省于2020年1月1日起實施的地方標準《橋涵臺背回填泡沫混凝土施工技術規程》(DB36/T1134-2019);廣東省于2020年6月1日起實施的地方標準《輕質混凝土墻體應用技術規程》(DBJ/T15-180-2020);中國國家鐵路集團有限公司今年發布實施的《鐵路工程現澆泡沫輕質土》(Q/CR758-2020)等。還有一些地方標準、團體標準正在編制中,如廣西工程建設地方標準《現澆泡沫輕質土技術規程》、四川省地方標準《輕鋼網構輕質混凝土結構技術標準》、中國建筑材料聯合會團體標準《沉箱式衛生間回填用泡沫混凝土》、中國工程建設標準化協會標準《公路工程泡沫輕質土應用技術規程》等。

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