遼寧省新型墻體材料的革新與應用

邱豐實，宋海，楊元全

（1.遼寧省石油化工規劃設計院有限公司，遼寧 沈陽 110001；2.四川華西綠舍建材有限公司，四川 成都 610000；3.沈陽理工大學，遼寧 沈陽 110159）

遼寧省屬于沿海地區，土地資源相對匱乏，人均耕地面積小于全國平均水平。遼寧省作為一個老工業基地，擁有眾多的大中城市，由于社會發展、城市化進程的加速以及人口的增加，使得其土地資源的消耗日益嚴重。同時，過去存續的巨量固體廢棄物也成為了地區為改變環境面貌的巨大障礙[1-2]。因此，為改變傳統墻體材料占用大量耕地、能源消耗巨大、環境污染嚴重等現狀，需要消納固體廢棄物，合理利用建筑固體廢物，變廢為寶，把廢棄物變為再生資源并利用在加工制作新型墻體材料上[3-5]，對墻體材料進一步改造升級，同時加快新型墻體材料的推廣與應用，對于促進全省實現可持續綠色發展有重要意義。

1 新型墻體材料概述

1.1 新型墻體材料的概念

新型墻體材料是符合國家產業政策向導，在制作原料上就區別于傳統墻體材料的一類具有環保節能、輕質安全、功能多等優點的墻體材料[6-7]。傳統墻體材料的生產原材料主要以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主，或以水泥、石灰、石膏為主，其能源消耗大、環境污染嚴重且產成品功能單一[8-10]。反觀新型墻體材料，則以城市建筑垃圾、河道污泥及生活垃圾等作為制作新型墻體材料的原材料，在生產源頭上就可以減少資源浪費，能夠消納建筑固體廢物，有效緩解建筑垃圾對人們生產生活帶來的負面影響。

1.2 新型墻體材料的分類

新型墻體材料多種多樣，能很好滿足現代建筑的各種要求，不同類型的新型墻體材料具有不同的特征。根據新型墻體的功能屬性不同可以將其分為節能型墻體材料、安全型墻體材料和耐久型墻體材料。具體如下：

1）節能型墻體材料

依據目前市場所廣泛使用的節能型墻體材料，又可主要分為5類，分別為燒結多孔磚[11]、混凝土小型空心砌塊[12]、加氣混凝土砌塊[13]、GSJ板和GRC復合保溫墻板[14-15]。燒結多孔磚作為替代燒結黏土磚的產品，尺寸規格較大，但密度相比普通黏土磚約減小了15%～40%，可以降低建筑物自重，提升建筑物的保溫性能與施工效率?；炷列⌒涂招钠鰤K是以水泥、砂、石、天然輕集料和工業廢渣等材料制成，其空心率一般為25%～50%。該產品具有重量輕、抗震性能好、熱性能好、造價低、污染少等特點，還能夠提高施工效率，不但適用于非承重墻體［16］，還適用于多層建筑的承重墻。加氣混凝土砌塊的主要生產原料主要以硅質原料為主，在生產過程中加入發氣劑經過混合反應、澆筑成型、靜置養護等流程最終產出具有輕質多孔特點的硅酸鹽類混凝土砌塊，該產品不僅具有保溫隔熱、施工方便的優點，還具有較好的抗震效果。鋼絲網架聚苯乙烯夾芯板簡稱GSJ板，它是將聚苯乙烯泡沫塑料板材填充在焊接的鋼絲網框架中制成而成，在工廠加工生產時，首先將聚苯乙烯泡沫塑料板放入砌塊的孔洞中，采用鍥形連接，盲孔處理，隔斷熱橋，既方便施工，也防止了水泥進入孔洞，大大改善了保溫效果。該產品目前主要應用于框架填充墻、樓房接層和內、外墻體保溫施工中。GRC復合保溫墻板是采用低堿度水泥、中砂、耐堿玻璃纖維、輕質填加料（珍珠巖）、保溫芯板（阻燃型聚苯乙烯板）和填加劑在預制工廠混合澆注而成，該產品自重輕，保溫隔熱，隔音，抗震性能好，施工方便。

2）安全型墻體材料

安全型新型墻體材料將建筑安全、環境安全、人身安全融為一體，它的安全性在于“一體多面”，“一體”為安全型新型墻體材料的用料不能脫離新型墻體材料的范疇，“多面”一是這種新型墻體材料對自然環境要不起到副作用，甚至可以對環境進行清潔凈化；二是這種材料使用之后要符合人居屬性，不能有對人體有害的物質或成分；三是這種材料具備一定的強度和防火防潮功能（圖1），不能顧此失彼。

圖1 安全型墻體材料

3）耐久型墻體材料

耐久型墻體材料作為新型墻體材料的代表之一，是以服役中保持較高性能為主要特征，還具有成本低、節能環保、強度高、質量輕、耐久性較好等特點，并能夠降低實際工程中的施工難度[17]。耐久型墻體材料又細分為磚類墻體材料、砌塊類墻體材料和板材類墻體材料[18]。其中，磚墻材料通常從燒結實心黏土磚過渡以工業廢料為原料的燒結磚和土燒磚，該類材料不但兼顧了傳統磚的耐久性，還將建筑廢棄物加以有效利用，起到節約能源的作用。砌塊類墻體材料是建筑的核心材料之一，其主要應用在中高層建筑的承重墻、工業和民用框架結構建筑物中的非承重墻墻體材料中，具有較好的建筑成效和良好的保溫效果。而板材類墻體材料（圖2）常用于工業建筑和民用建筑中，類型多種多樣，具備防火防潮、隔音隔熱、輕質耐火等優點，同時也有效強化建筑建設的功效。

圖2 板材類墻體材料

2 新型墻體材料發展與現實樣態

2.1 遼寧省新型墻體材料發展現狀

其一，遼寧省耕地面積逐年下滑（圖3），為保護耕地、節約能源，緩解生態環境惡化，截至目前，我省已在全省區域禁止使用黏土實心磚，全省的“禁實”工作有了較大進步，以沈陽、大連、撫順等為代表的多個城市徹底改變了墻體材料以紅磚為主體的格局，節能型墻材的產量已超過紅磚產量。不僅這樣, 遼寧省在優化產業結構、淘汰落后生產能力、轉換經濟增長模式等領域也取得了不少經驗和新亮點，在墻體建筑領域也實現了長足發展，為我國建材工業建設、為遼寧省的經濟振興作出了一些努力。

圖3 遼寧省耕地面積走勢

其二，目前遼寧已經基本形成了由中直、省直建筑材料和建筑業的技術研發、工程設計、質檢監理等機構, 以及由高校、中介機構與專家學者等形成的新型墻體材料研發利用與應用的科技服務體系，通過不斷開展科技服務活動和與行業研發的協作, 積極推動將科學技術轉變為社會生產力。其三，我省已在煤矸石資源豐富的沈陽、撫順、本溪、阜新、遼陽、鐵嶺、朝陽等地區建設煤矸石節能型墻材生產基地，在粉煤灰資源豐富的沈陽、大連、鞍山、撫順、錦州、丹東、營口、遼陽、盤錦、葫蘆島等地區建設蒸壓粉煤灰磚、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊（板）、粉煤灰燒結制品、節能型復合保溫砌塊生產基地。其四，各地結合節能建筑的發展，制定新的墻材產品及應用技術規范，通過建設示范工程，推進新型墻體材料的實際工程應用。

2.2 遼寧省新型墻體材料發展中存在的短板

在市場發展方面，雖然我省已經燃起了建材行業向高質量高標準發展之風，然而，長期以來的建材行業消耗了大量的自然資源，一味追求節約投資、趕進度、粗放生產的生產陋習沒有得到徹底改善。同時企業缺乏創新意識，不注重人才引進及培養，且產品質量良莠不齊，缺乏很大的競爭力。再者，企業為追求自身利益最大化，忽略對生產管理和發展方式的轉變，造成大量質量不達標、低附加值的一系列產品進入市場，嚴重干擾了市場秩序，打壓了部分新型高技術墻體生產公司，降低了行業生產墻體材料的積極性，這就致使國內高質量的墻體材料在國內的市場上很難形成有效的支撐，制約著整個產業的轉型和升級。在創新方面，我省新型墻體材料的發展在一定程度上仍存在著以產量為導向的生產風氣，從整體上看，我國墻體材料的技術水平不高，一些企業尚未形成專門的新型墻體材料研究體系，在推廣應用上也很少進行市場調查，對其發展前景及重點發展領域也不清楚。同時由于墻體改革創新導致一些墻體材料在裝修過程中出現缺陷。在發展空間方面，我省墻體材料的發展在功能導向上仍未有齊頭并進發展的狀態，具體表現在我省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。在技術研發方面，盡管近年來隨著我國創新能力的不斷增強，建筑工程方面的材料科技含量不斷提高，以節能型墻體材料為代表的生產工藝水平也不斷完善，但與歐、美、日等發達國家仍有較大的差距。

2.3 遼寧省新型墻體材料發展的趨勢

1988年，我國開始了墻材改革創新工作，大力開發并推廣節土、節能、利廢及有利于環保并符合可持續發展要求的新型墻體材料。截至目前，盡管新型墻體材料的相關產品已經有了很大的發展，但在當今“雙碳”戰略目標下，我國的墻體材料發展之路還有很長的一段路要走。因此，我省關于新型墻體材料的發展之路應借鑒以下思路：（1）新型墻體材料的發展要有利于資源循環利用。建筑固體廢物的資源化利用是減少資源浪費，保護環境的一項重要長久舉措。同時，合理有效利用建筑固體廢物是一個長期的系統工程，新型墻體材料的研發生產應著重對建筑固體廢物的處理再利用，在生產源頭、生產工藝和實際應用三方面入手，合理消納利用建筑固體廢物，通過對建筑材料的循環利用，以盡可能減少排出建筑廢物的總量，發展循環經濟，從而取得經濟、環境和社會多方面的綜合效益。（2）新型墻體材料的研發要緊跟建筑業的發展趨勢，與市場需求緊密結合。截至目前，我國正大力推進住宅建筑標準化、部品部件生產工業化及建筑施工安裝裝配化等多方面的舉措。因此，建材行業需根據不同的實際需求，在墻體材料強度達標的基礎上，研發滿足于各類使用場景下的墻體材料，以適應建筑結構體系的變化，并提高勞動生產率、提高工程質量和改善建筑功能。（3）新型墻體的應用要積極邁進農村市場。據不完全統計，我國新的住房建設和改造升級已占到了全國住房建設的半數以上。農村房屋建筑的廣闊發展給新墻材產業的發展提供了良好的契機，所以，如何開發適用于農民居住的新型墻材，開拓新的墻材應用市場，將帶領新墻材企業實現質的飛躍。（4）新型墻體材料的發展要為建筑節能提供保障。不斷更新和提高的建筑節能標準，對墻體材料的質量和品質提出了新的要求和發展方向。因此，在發展自保溫新墻材產品的基礎上，需進一步考慮發展工廠化制作的具有良好保溫隔熱性能的外墻部件，才能在為建筑節能提供有力物質保障的同時，實現新墻材行業生產水平的整體提升，從而實現淘汰落后生產工藝和設備，提高勞動生產率、工程質量和改善建筑功能。

3 新型墻體材料在現代建筑中的發展建議

3.1 以科技創新為核心，努力提高市場競爭力

科技創新是引領建筑材料發展的第一動力。我省應狠抓應用技術開發，進一步促進產學合作，加強科技創新，將墻體建材材料的相關研發更深入化、精細化和科技化，以促進我省新型墻體材料工業的高水平發展，增強市場競爭能力，實現多品種配套化生產。通過技術改造提升市場進入壁壘，推進建材產業的轉型升級，加速產業的一體化，發展龍頭企業，并健全新型墻材的生產和使用技術規范，努力建設試點示范工程，推動新的墻材在工程建設中的推廣。還要采用市場競爭的方式，逐步淘汰或重組水平低、技術落后的小規模企業，隨后合理配置遼寧省各個地區資源，在區域均勻化發展的同時推動龍頭企業不斷壯大，使其成為在當地占有較大市場份額的新型墻體材料生產基地。

3.2 以調整產業布局為主要工作，順應綠色發展趨勢

我省發展新型墻體建材要立足于市場，按照因地制宜、集中高效、突出特色的原則，將其與區域經濟的協調發展緊密聯系在一起，通過優化區域生產力布局，整合優勢，打造區域特色產品，培育區域產業優勢。以城市化建設為依托，依據本省的社會、資源和地理環境，制定符合城市特色的新型墻體材料工業的地域分布，并緊跟“碳達峰，碳中和”戰略目標，大力發展綠色、生態化無污染建筑材料，努力降低建筑材料生產安裝過程中對環境的污染，為實現“雙碳”目標盡一份綿薄之力[19-21]。

3.3 充分利用建筑廢棄物，保護環境和降低能源消耗

建筑固廢的資源化利用是一項長遠的系統工程，新型墻體材料的發展要以此為主線，在生產加工、消費流通及回收處理過程中對其盡可能地減量化和再利用化，著重發展可循環式經濟，以促進對建筑固體廢物的合理消納利用。例如：充分利用以爐渣、粉煤灰等工業廢料的再利用，對城市建筑垃圾進行合理分類和二次回收加工，對污水處理廠的污泥、河流泥沙等工業廢棄物加以處理以生產燒結制品[22-23]；采用煙塵脫硫技術降低廢氣的排放量，同時將副產品脫硫石膏用于生產砌塊和壁材等。大力推廣工廠預制產品，在生產環節中降低能源的消耗，盡可能減少排出廢物的總量，達到經濟、環境和社會多方面的綜合效益，實現新墻材行業生產水平的整體提升。

3.4 發展循環經濟，增加企業效益，為經濟發展添磚加瓦

現階段，遼寧省燒結制品生產企業的窯爐仍以輪窯居多，為此，應該加大對現有窯爐生產線進行節能改造，對生產線上的熱能充分利用，改進生產工藝中的變頻調速及內摻燃料等相關節能技術。同時，大力支持鼓勵新建和改造干燒一體的隧道窯生產企業。根據遼寧省建筑材料產業的現狀，選取一批具有良好的市場潛力和良好的耐久性建筑材料，并在此基礎上，加強全產業鏈的協同合作，加速技術創新成果的產業化發展，同時擴大遼寧省耐久型墻體建材產業化發展規模。另外，要充分利用好政府政策對新型建材行業進行扶持和引導，幫助緩解中小企業發展中的扶持政策少、資金短缺等問題，以促進經濟平穩向上發展。

4 結 論

本文以遼寧省墻體材料的相關調研結果為依托，對新型墻體材料的概念及分類做了進一步闡述，分析了新型建筑材料在遼寧省的發展現狀與不足之處，最后在創新、市場和企業三個方面給出了一些后續發展建議?，F階段新型墻體材料工業已然成為我省的新興產業，對現代城市的發展有著至關重要的作用，各部門相關機構及有志之士還需要共同奮進，為我省新型墻體材料向更高更強發展貢獻一份力量。