辽宁省新型墙体材料高速化发展现状及应用研究

邱丰实，宋 海

（1.辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110001；2.沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 110159）

0 引言

辽宁省作为全国重要的经济地区，作为东北老工业基地的核心，自然资源和工业基础优良，建材工业的发展具有得天独厚的优势。目前，辽宁省建材工业已发展成为门类齐全，配套能力强、年产值超千亿的重要产业。但仍以传统墙体建材产品为主，且资源消耗大，能耗高，环保指标差等突出问题普遍存在，资源、能源、环境以及相关的社会问题十分突出，严重地影响了辽宁省提出的“建设生态辽宁，促进绿色发展”的方针政策。因此开展健康、环保、安全绿色、耐久新型墙体建材产业发展对策的研究，成为当前辽宁省土木工程行业一个十分紧迫的任务。

1 新型墙体材料概述

1.1 新型墙体材料的定义

新型墙体材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等传统墙材的墙材新品种[1]，是在建筑物或构筑物的全寿命期内，能够最大程度地节约资源、减少环境污染并减轻建筑物自重的一种适用于现代建设的墙体材料。它不仅能够为人类提供健康、安全的使用空间，还具有一定的适用性和经济性，对我国倡导节能减排、发展绿色建筑和实现“双碳”目标具有重要的意义。

1.2 新型墙体材料的分类

我国新型墙体包括的品种和门类很多[2]，目前尚未有统一明确的分类，但大致分类如图1所示。

图1 新型墙体材料分类

2 辽宁省新型墙体发展现状

2.1 新型墙体材料产业结构方面

在2007年11月颁布实施的《辽宁省墙体材料革新“十一五”发展计划》中明确提出，力争2010年底前，全省实施禁止使用实心黏土砖目标的所有城市城区，且在完成“禁实”目标的基础上，逐步向禁止使用黏土制品推进。为此，辽宁省结合实际情况，推进依法监督检查，充分发挥新型墙材专项基金等经济杠杆的调节作用，并积极开发推广应用相关节能利废、安全环保的新型墙体材料。目前，辽宁省节能型墙材产业生产能力可达每年几百亿块标准砖，并且以沈阳、大连、抚顺、本溪等为主的多个城市已经不再以红砖为主要墙体材料，节能型墙材的产量已超过红砖产量。新型墙体材料已初步形成以砖、块、板为主的三大类产品[3]，品种较为全面、其生产规模也能基本满足现阶段建筑行业的供给需求。但长期以来墙体材料产业往往需要消耗大量的自然资源，且部分企业的生产运作模式仍然以“简投资、快见效，低水平”模式为主，由此导致部分企业缺乏积极主动的科技创新意识、产品附加值低且竞争力小等问题。因此辽宁省尚未完成由小块向大块，大块向板发展的趋势。同时，辽宁省新型节能型墙体材料和新型耐久型墙体材料在建设过程中已经得到了较为广泛的应用，但是墙体材料的发展在功能导向上仍处于不均匀的状态，即安全型墙体材料在辽宁省的发展尚是个空缺，在节能型墙体材料和耐久型墙体材料上的发展水平远高于安全型墙体材料。

2.2 新型墙体材料技术水平方面

现阶段，随着我国一部分具有国际领先水平的新型墙体建材生产线的相继建成与投产，有力地推动了辽宁省节能型墙体材料产品结构与技术水平的优化与升级，墙材工业的技术水平达到了一个新层次，节能型墙材产品的质量与功能都有了较大的提升。以沈阳、大连等城市为代表的混凝土空心砌块生产线均已达到国际先进水平。而且，辽宁省的新型节能型墙材生产加工水平和生产比重也不断稳步增加，产品质量管理水平和中高端产品的供应能力也大大提高。同时，在节能减排和资源综合利用方面也提高了一个层次，尤其是在建筑固废物的综合利用方面，工业效益好转。但是，辽宁省关于新型墙体材料的创新还不够彻底，目前大部分革新仅在原材料方面，如原材料使用了建筑固废物等再生资源，废弃了黏土等，而在块型和施工工艺上仍延续传统工艺，主要依靠人工砌筑墙体，这也导致一些墙体开裂、后期装修困难等缺陷与不足。就砌块墙体材料而言，辽宁省混凝土砌块生产企业装备技术先进性差异较大，仅一部分企业拥有较为先进的生产设备及技术，多数生产企业装备技术属于中下游水平，同时，辽宁省蒸压加气混凝土砌块的装备技术水平也一般。尽管辽宁省墙体材料行业一些企业已经通过改造并逐渐开始转型升级，但众多企业仍然处于生产规模小、技术水平低、企业管理混乱、产品良品率低等经营状态，产出的产品质量不能保障，存在拼产量轻质量等严重现象[4]。

2.3 新型墙体材料耗能方面

目前，我国正处于工业化发展阶段，能源消耗量及碳排放量体量巨大[5]，2019年，我国能源消费、碳排放比2006年分别提高了69.7%和47.2%。而近几年主要发达国家已经处于工业化后期，CO2排放量已经逐步下降。在我国碳排放量的排名中，与墙体材料相关的建筑行业与水泥分别排在第四、第五，这意味着我国建筑能耗占比过高。以辽宁省为例，建筑材料的生产能耗约占省内总能耗的16.7%，而墙体材料更是占房屋建筑材料总量的70%，这说明要降低建筑行业的能耗水平，首要是降低墙体材料的能耗水平。

辽宁省墙体材料可分为烧结墙体材料和非烧结墙体材料，主要包括烧结制品、水泥混凝土砌块、轻质板材等。根据所处的资源环境、经济条件、使用习惯和产品自身的性能特点等因素，烧结墙体材料一直在墙体材料中占主导地位。电耗和燃烧消耗是烧结砖在生产过程中的两种主要能耗方式，由于不同企业对于原材料使用、生产工艺、管理水平及产品类型均存在一定的差异，所以在生产制造过程中能耗消耗也有所不同。以辽宁省企业为例，采用自然干燥和轮窑工艺，其烧结粉煤灰砖产量约为2500万块/年，单位产品热值约为1.13×106kJ/t，每吨产品耗煤约5.3kgce，耗电约9.2kW·h；而若以人工干燥和隧道窑烧成，每吨产品则耗煤约6.8kgce，耗电约13.5kW·h，能耗大大增加。在生产非烧结型墙体材料时，通常需要使用一定数量的水泥、石灰和石膏等原料，这些能耗主要来自于原材料的生产制造企业，但从实际情况来看，在生产过程中由于混合料配方、颗粒级配的不合理，从而导致了原材料和能源的过多消耗。

2.4 新型墙体材料区域分布方面

目前，辽宁省已基本建立了中直、省属建筑材料工业和建筑业的科研机构，并形成了以工程设计、质量监督和大专院校等相关机构为一体的新型建筑材料研发体系，同时，该体系同步推进新型墙体材料研发、应用及推广。以沈阳、大连两地为例，两地根据所处的地理位置，结合自身条件，高效地将墙体材料的生产工艺、生产装备与实际应用领域充分紧密结合，积极探索研发出一种节能环保、废旧利用率高、满足实际需求的新型墙体材料，进而形成了从生产加工到质量检验再到实际工程应用及竣工验收的一条完整的产业链，为辽宁省建材行业的发展起到了良好的领头作用。然而，辽宁省内的新型墙体材料企业仍然存在着分布不均匀，产品单一等特点，这也与辽宁省省内资源分布有关。例如，以沈阳市为中心的周围片区，生产企业多为外墙的阻燃保温材料、聚氨酯冷库板、A级防火聚氨酯封边岩棉板等保温隔热的板材为主，如图2所示；以朝阳市为中心的周围地区则以新型墙体材料、空心砖和轻质保温砖为主，如图3所示；围绕大连市、辽阳市及本溪市周围地区的新型墙体材料多为PVC墙板、外墙挂材和装饰材料为主，如图4所示。

图2 保温隔热板

图3 轻质空心保温砖

图4 新型墙体材料

3 新型墙体材料高速化发展对策

3.1 优化产业结构、积极推广应用

优化新型墙体建筑材料产业化发展，能够节约资源，降低生产成本，为辽宁省经济发展奠定坚实的基础，是促进辽宁经济腾飞的重要途径。辽宁省应该积极创新，提升工艺技术，提高准入门槛，鼓励大中小企业创立自己的知名产品，从而进一步推动辽宁省新型墙体材料产业的转型升级。同时，要积极推进产业的整合，采用市场化的方式，对现有的一些生产水平低、生产工艺落后的小企业进行改造，培养出一批专业程度高、科技含量高的新兴企业，最终形成以龙头企业为主、中小企业配套发展的百花齐放新格局。同时，各个企业或政府相关人员应积极开展市场初期的调研和分析，明确新型墙体材料的发展前景和重点发展领域，加大节能环保新型墙体材料在新农村建设中的应用。

3.2 推进绿色建筑、发展循环经济

辽宁省作为东北老工业基地的核心，自然资源和工业基础优良，建材工业的发展具有得天独厚的优势。但是目前仍然存在过去积蓄的巨量固体废弃物，也成为地区改变环境面貌、阻碍经济发展的巨大障碍。因此，应积极推进绿色建筑发展，消纳固体废弃物，发展绿色、生态化无污染的建筑材料，并向产业化的道路发展，把固体废弃物变为可利用资源，一举成为地方政府振兴辽宁老工业区非常重要的举措。

3.3 推动产学合作、加强科技创新

建材工业的主要特点是体量大、能源消耗大及各种环境污染严重。改革开放以来，建材工业通过引进技术，使产业结构得到一定的升级，但由于自主创新能力不足，能源消耗高，环境污染等问题仍没有得到彻底的解决。为此，应积极推动产学合作，互利互补，开展新型墙体建材的研发及产业化的研究，稳步提升我国、辽宁省的绿色建材的自主创新能力，促进我国、辽宁省建材行业的发展。同时，推动绿色建材产业和学科的发展，将产生众多的建材新兴企业和专业，为建材行业培养优秀的科技人才和专业人才，这也是辽宁省实施“科教兴省”“人才强省”战略的一项新举措。

3.4 降低产业能耗、优化产业布局

为进一步降低墙体材料生产链上的能耗，应充分利用工业、矿山的废料，例如，在墙体材料加工中掺入一定比例的煤渣、煤矸石、污泥等，使需要烧结的新型墙体材料在制作过程中起到内燃作用，代替了原煤的消耗，不仅减少了这些废渣对环境的污染，还节省了对这些废料处理中的能源消耗。再者，辽宁省新型墙体材料发展应坚持以市场为导向，按照因地制宜、集中高效、强化特色的方针，把新型墙体材料的产业结构调整与地区调整紧密结合起来，优化区域生产力布局，整合优势形成区域特色产品，培育区域产业优势。以城市化建设为依托，根据全市的经济社会发展状况、资源地理环境，形成与其相适应的合理新型墙材产业的区域布局。

4 结语

本文阐述了辽宁省新型墙体材料的发展现状，并根据目前所存在的问题针对性地提出一些发展建议，以助推辽宁省新型墙体材料的良性有序发展。开发健康、环保、安全绿色及耐久性良好的新型墙体材料，不仅能够节约能源保护环境，同时，在国家大力推进绿色、低碳、循环经济的整体形势下，辽宁省绿色新型墙体材料产业也处于大有可为的战略机遇期。