2017年度泡沫混凝土行业发展报告

来源:中国混凝土与水泥制品协会泡沫混凝土分会[2017/12/27]

核心提示:全行业仍然实现了15%左右的年增长率,远高于全国经济发展速度(2017年中国GDP预测增长6.7%),也高于建材行业大多数其他产业的发展速度。全年泡沫混凝土总产量预计超过4000万m3,居全球第一位。

  1、行业概况

  在经历了过去几年政策法规与市场态势的复杂变化后,目前,我国泡沫混凝土行业正处于转型升级、结构调整的关键时期。虽然热点产品—泡沫混凝土保温板在有机保温材料的挤压下正经受市场急剧萎缩的困境,但在广大同仁的共同努力下,全行业整体上还是得到了较快的发展。通过开辟多元化发展道路,研发新型泡沫混凝土制品,拓展现浇泡沫混凝土应用领域,全行业仍然实现了15%左右的年增长率,远高于全国经济发展速度(2017年中国GDP预测增长6.7%),也高于建材行业大多数其他产业的发展速度。全年泡沫混凝土总产量预计超过4000万m3,居全球第一位。

  2017年,现浇类泡沫混凝土持续快速增长,尤其是在土建领域(公路扩建、高铁路基、桥梁减跨、治理桥头跳车、地下结构减载等)、矿山及采空区回填、泡沫混凝土现浇墙体等领域的应用日趋成熟,工程量增长很大。与几年前的情况不同,目前现浇泡沫混凝土数量已大大超过制品类。泡沫混凝土制品的发展则出现分化态势:行业的热点产品—泡沫混凝土保温板,2011-2013年曾出现井喷式的发展行情,但随着政策和市场的变化,B2级有机可燃材料可有条件使用,2014年以来,泡沫混凝土保温板的销量急剧下滑,企业面临巨大的生存压力。在这种严峻的形式下,转型升级,调整结构,走多元化的发展道路就成为必然的选择。其他的泡沫混凝土制品,如自保温砌块、复合墙板、屋面板、大板则在与时俱进,稳步上升,尤其可喜的是泡沫混凝土在装配化建筑、绿色建筑、被动房、海绵城市建设等热点、新兴建筑领域中的得到了推广应用。

  目前,全国泡沫混凝土企业数量仍维持在1000家以上规模。广阔的市场造就了一大批行业领军企业,如广东盛瑞土建科技发展有限公司在土建工程等领域年施工量已超过100万m3(工程案例:奥运鸟巢周边隧道回填、上海地铁7号线减载、天津南水北调工程、广州亚运大道桥台背路基、珠海高速公路主线加宽等),2015年11月 盛瑞科技登陆新三板挂牌交易(股票代码834138)。北京优耐德新型建材有限公司在泡沫混凝土现浇墙体领域开拓创新,完成了大量的工程案例(如呼市万正广场、东方君座、希望.加州华府科技洋房、中交.江锦湾高端住宅等多个建筑面积达几十万平米的大型小区)。北京太空板业股份有限公司以发泡水泥(泡沫混凝土)复合墙板为主导产品,多年前年销量就已超过100万m2,2012年已在深圳交易所挂牌上市(股票代码:300344)。山西省泓钰节能建材有限公司已将化学发泡墙板应用于装配式被动房样板工程,建筑节能率达到85%以上。河南华泰建材开发有限公司、山东天意机械股份有限公司(2014在上交所上市,股票代码:201648)等施工和设备企业已将业务延伸至海外市场,形成了一定数量的海外工程案例,设备出口至全球多个国家和地区。这些企业以及所完成的工程案例为泡沫混凝土产业开拓了新的应用领域,为行业树立了榜样。

  2、政策与方向

  泡沫混凝土行业的发展方向,要以政策为指引、以市场为导向。根据中央领导人讲话精神、“十三五”规划纲要以及国家有关部委近期陆续出台的一系列相关产业政策,再结合市场需求和材料自身特点,探索泡沫混凝土材料在装配式建筑、绿色建筑、海绵城市建设中的应用前景将具有十分重要的意义。

  2.1 泡沫混凝土与装配式建筑

  “十三五”规划纲要提出要“发展适用、经济、绿色、美观建筑,提高建筑技术水平、安全标准和工程质量,推广装配式建筑和钢结构建筑”。2015年8月,工信部与住建部联合印发《促进绿色建材生产和应用行动方案》,提出“大力发展装配式混凝土建筑及构配件,引导构配件产业系列化开发、规模化生产、配套化供应”。

  2016年9月,李克强总理主持国务院常务会议,要大力发展钢结构、混凝土结构等装配式建筑,将装配式建筑列入城市规划建设考核指标,提高装配式建材应用比例。《建筑产业现代化发展纲要》要求,到2020年,装配式建筑占新建建筑的比例达到20%以上,到2025年,这一比例达到50%以上。装配式建筑是建造方式的重大变革,它将引领建筑材料向部品化、轻量化、结构功能一体化方向发展,而泡沫混凝土在这些方面具有天然优势。

  由于装配式建筑是将建筑构件、部品以所谓“搭积木”的模式进行拼装建造,构件的运输、吊装、拼接就成为关键的施工步骤,对整个工程的造价、质量影响极大,因此在保证性能的前提下,研发轻量化的建筑构件和部品必将成为极具现实意义的发展方向。泡沫混凝土具有天然的轻质性优势,通过与钢筋网架、硬质面板、钢网模等增强材料复合后制成的复合墙板、楼板、屋面板,不仅具有满足应用要求的力学性能,而且大大降低建筑荷载和吊装成本,具有较好的经济效益,同时复合板材具有自保温效果,可以简化装配式建筑围护结构的保温构造,一举多得。泡沫混凝土与装配式建筑结合的形式可以分为两类:泡沫混凝土构件与普通混凝土结构构件结合的混凝土结构装配式房屋,以及泡沫混凝土构件与轻钢屋架结合的钢结构装配式房屋。目前,北京太空板业、天基板业、华丽联合等企业生产的泡沫混凝土复合板材已经在大量装配式钢结构建筑中获得应用,展现出极佳的产品性能,为泡沫混凝土在装配式建筑中的进一步推广应用树立了良好的产品形象。

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  2.2 泡沫混凝土与绿色建筑、被动房

  “十三五”规划纲要指出要“推广绿色建筑,建成一批示范性绿色城市”。而早在2012年,财政部和住建部便联合发布了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,提出到2020年绿色建筑占新建建筑比重超过30%的主要目标。2013年1月1日,国务院办公厅转发了国家发改委和住建部联合起草的《绿色建筑行动方案》,明确了发展绿色建筑的重点任务。2015年1月1日,GB/T 50378-2014《绿色建筑评价标准》正式实施,为绿色建筑评价提供了详细的评分细则参考,并将被动式超低能耗建筑(被动房)列为等级最高的三星级绿色建筑。泡沫混凝土作为节能、利废、可工厂化预制的绿色建材,在绿色建筑中有着较广阔的应用空间,而将轻质保温防火的泡沫混凝土应用于装配式被动房将会是绿色建筑的发展方向之一。

  被动房,即不通过主动采暖和空调方式便可实现全年室内温度舒适性的建筑,其节能率通常在90%以上。被动房要求外围护结构具有优异的保温隔热性能,目前通常的做法是在混凝土墙体和屋面外侧做外保温,粘贴200-300mm厚度的岩棉、挤塑板等保温材料。较厚的保温层不仅增大施工难度,工程造价高,而且对抵抗风荷载、地震荷载带来不利影响。山西泓钰节能建材有限公司开辟了利用泡沫混凝土建造被动房的先河,以泡沫混凝土为芯材制成自保温复合墙板,然后将其应用于被动房围护结构,形成结构保温一体化建筑,在已经完成的示范性住宅项目中,经测算节能率接近90%,通过调整墙板厚度可达到90%以上。并且经过计算,达到同等节能率时,该建筑墙体比传统被动房墙体构造厚度小3cm,为今后泡沫混凝土在被动房建设中的更大范围应用提供了宝贵的实践经验。

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  2.3 泡沫混凝土与海绵城市建设

  2013年12月12日,习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调:“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。

  2015年10月国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作,明确提出从2015年起,城市新区要全面落实海绵城市建设要求。出台不久的“十三五”规划纲要中提出要“完善城市排水防涝与调蓄设施,支持海绵型建筑与小区、道路与广场、公园和绿地建设”。海绵城市建设涉及到大量基础设施新建和改造,对建筑材料的需求量十分巨大,尤其是在关键的“渗、滞、蓄、净、用、排”六大环节需要多种特殊工程材料,其中,透水性铺装材料的研发和有效利用成为重中之重。而开发具有透水性的泡沫混凝土材料,最有希望成为本行业进军海绵城市建设领域的切入点。

  国内关于透水型泡沫混凝土材料的研究开展时间不长,但已取得了一些关键性的进展和成果,目前包括建筑材料工业技术监督研究中心、河南华泰新材科技股份有限公司等科研机构和企业已经制备出具有良好透水性的泡沫混凝土材料。透水型泡沫混凝土具有开放的、相互连通的内部孔结构,它是通过采用具有特定性能的发泡剂制备而成。较高的孔隙率保证了该材料具有较快的排水速度,同时具有较好的蓄水能力。透水泡沫混凝土应用于海绵城市建设具有其特殊优势,可制成透水砖等制品形式,也可采用现浇施工,形成整体性较好的连续透水面层;而其密度低且可调节的特性,更是相比于传统碎石透水混凝土的主要优势,应用于对承重荷载有限制的基层时能够发挥其轻质减荷的长处。泡沫混凝土材料具有较好的保温和吸音特性,使透水泡沫混凝土应用时能够兼具多重功能,河南华泰开发的透水泡沫混凝土绿化屋面应用技术,便是利用了该材料兼具透水和保温功能,从而简化了绿化屋面系统构造。

  但是,该材料目前仍然存在一些关键技术问题需要解决,比如在抗冻融和抗收缩开裂性能方面急需改善,否则将严重限制其在路面铺装工程中的应用。在透水泡沫混凝土中引入轻骨料也许是可行的技术方案之一,有待开展更深入的研究。泡沫混凝土涉足海绵城市建设时并不局限于只利用其透水特性,在大量的地下管网工程建设中,泡沫混凝土作为优良的轻质回填材料将大有用武之地,同样具有广阔的应用前景。

  3、行业新进展—新成果、新产品、新应用

  2017是“十三五”的第二年,面对经济新常态,经济下行压力持续加大,需求严重不足,我国泡沫混凝土行业同仁逆势而上,锐意进取,开拓创新,在很多领域获得了突破性的发展,这是全体泡沫混凝土人凝聚智慧、创新发展的结果。

  3.1 现浇泡沫混凝土自保温复合墙体及住宅

  现浇泡沫混凝土在我国的应用最初主要集中在屋面保温、地暖绝热层、垫层回填等工程。近年来,泡沫混凝土现浇复合墙体在我国得到得到迅猛发展,已经成为行业发展的新亮点。据不完全统计,目前至少有100多家企业在从事泡沫混凝土复合墙体现浇施工和技术开发,累计完成的建筑面积超过1300万平方米。CCPA泡沫混凝土分会专家委员会闫振甲主任编着出版了《现浇泡沫混凝土复合墙体技术》一书,2015年又代表分会推动制定了中国工程建设协会标准CECS:2015《现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体应用技术规程》。在上述着作和标准的引领和推动下,近两年来,泡沫混凝土现浇复合墙体进入了新一轮发展热潮。泡沫混凝土现浇复合墙体,具有防火(A级)、保温、轻质、抗震、隔音、节能、环保、耐久性好、施工简便等优点;其耐火极限大于4小时,节能率达到75%以上。

  (1)现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体系统

  这种墙体是以竖向轻钢龙骨(C型钢等冷弯薄壁型钢、方管组合格子结构型钢、组合钢管龙骨)和横向断桥龙骨为纵横支撑,以固定于龙骨上的免拆无机面板为覆盖材料,形成墙体空腔,然后向空腔内现场浇筑泡沫混凝土浆料,浆体硬化后与龙骨面板一起形成完整的夹心复合墙体,主要应用于高层框架结构非承重外墙和内隔墙、低层轻钢结构住宅承重外墙和内墙以及钢结构工业化厂房非承重外墙及内隔墙。目前,所采用的外墙围护面板有:免拆纤维水泥板、陶瓷板、石材板,也有用轻集料泡沫混凝土墙板作面板、钢网抹灰层取代面板(模板加钢网抹灰体系、网模现浇无模板体系)。为解决免拆模板复合墙体的空鼓问题、拆模板墙体的开裂问题,可内掺陶粒、聚苯颗粒轻集料或添加抗干缩剂等。

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  针对墙体现浇,集佳绿色建筑科技有限公司研发了现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机,是国内首例集自动化、智能化、多配方于一体的智能灌注机,实现了连续作业,使综合施工效率提高了50%以上,并制定了GB/T32990-2016《现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机》,于2017年9月1日正式实施。此次标准的发布实施,将统一现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机的制造标准,规范行业,确保泡沫混凝土墙体施工质量,提高施工速度,降低建筑成本,能够大力推动现浇泡沫混凝土复合墙体在全国范围内实施应用。

 (2)钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统

  针对目前泡沫混凝土现浇墙体的最大技术难题—拆模墙体的干缩开裂问题和免拆模板的空鼓、面板板缝开裂问题,行业精英从已有的钢网构架混凝土住宅建筑结构体系中获得灵感,创造性地将拉伸钢网模引入现浇泡沫混凝土墙体系统,发明了全新的钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统,解决了困扰行业已久的墙体空鼓开裂问题。该技术堪称2017年泡沫混凝土行业最大亮点。

  该墙体系统以固定在开孔冷弯薄壁型钢支撑结构上的拉伸钢网替代传统的现浇墙体模板,形成墙体空腔,再向墙体空腔浇筑入经过特殊处理的泡沫混凝土浆料(如加入聚苯乙烯颗粒等轻集料),泡沫混凝土浆料从钢网表面少量渗出,经过刮平处理及硬化后,在钢网外形成一层泡沫混凝土薄层,使钢网与泡沫混凝土墙体表面牢固结合成复合墙体表面。通过钢网的有效约束,墙体表面不会开裂,可直接进行装饰面施工,解决了现浇泡沫混凝土墙体空鼓、开裂的问题。钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统还能应用于低层、多层建筑的楼板、屋面的一体化建造,大大提高了施工效率。

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  钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统不但解决了困扰现浇泡沫混凝土墙体的瓶颈难题,而且因其施工快捷简便、性价比高,自问世以来,发展十分迅速。以浙江正合建筑网模有限公司、常州市米尼特机械有限公司等为代表的企业,在2017年已完成大量应用钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统的建筑工程,而且还将其推广到国外应用。钢网模构架泡沫混凝土复合墙体系统将迅速成为现浇泡沫混凝土自保温复合墙体的主流技术体系。

  (3)泡沫混凝土现浇薄壁型钢低层住宅

  这种建筑是泡沫混凝土现浇复合墙体技术的发展和延伸。以薄壁型钢为主要受力支撑体,以固定在薄壁型钢两侧的覆盖面板为辅助受力支撑体并传递载荷,以浇注于型钢和面板组成的空腔内的泡沫混凝土为保温隔声防火功能结构层,三者共同形成这种新型住宅的主体。

  主要技术特征:墙体、楼层、屋面三大部分均由泡沫混凝土浇筑而成。是一种新型自保温防火抗震生态低碳建筑,国内外唯一的全泡沫混凝土结构保温住宅。

  (4)空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统

  大连正锐建筑节能股份有限公司开发出“空心砌模浇注泡沫混凝土自保温复合墙体系统”,简称“空心砌模自保温墙体”,是采用空心砌模错位砌筑成墙体,并在其相互贯通的内腔中现场浇注泡沫混凝土浆料,梁、柱部位采用无机保温材料喷涂处理,进而形成具有自保温功能的墙体系统。该系统采用现场浇注的方式,解决了传统外墙保温存在的脱落、防火、耐久性等问题,一劳永逸。

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  3.2 聚苯颗粒泡沫混凝土(现浇与制品)

  聚苯颗粒泡沫混凝土(简称泡粒混凝土)是在水泥基浆料中加入一定体积(体积分数≥20%)聚苯乙烯泡沫颗粒,再以物理方式引入气泡,经搅拌后浇筑成型、自然养护而成的轻质多孔混凝土。多用于现浇屋面保温层、墙体或预制成复合墙板等,低密度时也可以作为外墙保温板使用。某公司不同密度聚苯颗粒泡沫混凝土技术性能测试数据如下:

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  由于引入聚苯颗粒,它比传统泡沫混凝土导热系数更低,即保温效果更好;密度更小,更轻质;聚苯颗粒的引入显着改善了泡沫混凝土收缩开裂的缺陷,作为一种轻质弹性体,聚苯颗粒在泡沫混凝土基体中发挥骨料支撑作用的同时,能够优化内部应力分布,减少基体裂缝的产生,同时解决了普通泡沫混凝土的塌模问题。沈阳金铠公司等企业将其应用于浇筑屋面保温层,整体性好,大尺寸情况下不留伸缩缝而不开裂。沈阳金铠公司制作的泡粒混凝土同时展现出良好的防水性能,体积吸水率低达5%左右。为泡沫混凝土开辟了新的应用领域。

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  3.3 陶粒泡沫混凝土(现浇与制品)

  将陶粒添加在泡沫混凝土中,混合搅拌、浇筑成型、养护而成的轻质多孔混凝土称之为陶粒泡沫混凝土。陶粒与泡沫混凝土应当说是“好搭档”。泡沫混凝土料浆可通过气泡加入的多少来调整密度,当其密度与陶粒密度相近时,可避免(普通陶粒混凝土中存在的)陶粒上浮问题,改善匀质性;同时用陶粒坚硬、抗收缩,可弥补了普通泡沫混凝土干缩开裂、强度不足等缺点,两者优势互补,复合产品性能超过了单一材料,显着改善泡沫混凝土材料的物理力学性能。多用于做成砌块,也用于现浇墙体自保温系统或制成墙板。陶粒泡沫混凝土墙体具有较好的保温、防火、隔音效果。

  江苏九鼎建设集团和中国矿业大学近来合作开发出新型活动板房,是以陶粒泡沫混凝土为板件主材,通过与预应力钢筋组合拼装而成的装配式住宅,安装拆除方便快捷,建筑面积100平方米的房屋,5小时就可以全部组装完毕,并且构件可以重复使用。

  浙江大东吴集团建设新材料有限公司、山东济宁泽众公司、浙江上虞墙材公司等企业都在生产陶粒泡沫混凝土砌块。该产品具有质轻、隔热保温、防火、隔音、环保、极低的收缩率、较强的抗渗性、尺寸精度高、外表美观、砌筑饰面方便等特点,以该产品为外墙材料可以满足建筑节能50%的要求,使保温系统与建筑物同寿命。

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  3.4 泡沫混凝土自保温砌块及填芯砌块

  泡沫混凝土自保温砌块是一种自身具有优良保温性能的砌块,主要技术特征是用其砌筑的墙体、屋面在不采用其他保温形式的情况下,结构自身热工指标即可达到现行建筑节能标准要求,是节能与结构一体化建筑体系的重要一员。泡沫混凝土自保温砌块密度通常低于700kg/m3,导热系数低于0.15W/(m·K),厚度为200mm~400mm时,可满足不同气候地区建筑节能标准要求,实现自保温。此外,自保温砌块还具有降低建筑自重、增加建筑使用面积、减少墙体开裂、易施工等优点,具有良好的推广前景。

  填芯砌块给泡沫混凝土穿上坚硬的外壳,可有效克服泡沫混凝土自身存在的弱点。目前国内的填心技术,有些采用化学发泡,强度相对较高,但成本也高、工艺要求高。也有些企业开发成功采用普硅水泥物理发泡填心技术,芯材泡沫混凝土干密度为200kg/m3左右,实现了泡沫混凝土对空心砌块低成本填心的技术突破。另外,它像泡沫混凝土均质砌块一样,不燃、保温、隔热、耐久、可与建筑同寿命。

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  3.5 泡沫混凝土复合墙板、屋面板

  以干密度200~500kg/m3左右的泡沫混凝土芯材与面板复合,若必要再辅以钢框为骨架或内置轻钢龙骨,制成复合墙板和屋面板,匹配轻钢结构可制成装配化住宅。多采用“轻钢屋架-泡沫混凝土复合板”结构体系,组装速度快,抗震性强,可实现自保温,造价较低。主要用于中高档别墅、小康住宅等。

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  行业领军企业—北京太空板业股份有限公司生产的发泡水泥复合板,是以周边钢围框、内置桁架与发泡水泥芯材及面层复合而成的轻质构件产品,具有承重保温一体化、节能环保、一级防火、抗震等特点。 太空板装配式住宅产品及建造技术于2008年5月通过由北京市建委组织的“科技成果鉴定”。广泛应用于大跨度工业厂房、大型公用设施及装配式住宅,年产量大约120万m2,主要应用工程有:长江三峡左右岸电厂厂房、沈阳飞机(苏-27)项目、921卫星火箭组装厂、西航发动机430厂房、昌河武装直升机厂房等。

  3.6 泡沫混凝土保温装饰一体板

  泡沫混凝土保温装饰板是将泡沫混凝土裸板与加强层、防水层、装饰层进行深加工结合,制成的集保温、防水、装饰等多功能于一体的新型墙材,可实现产品的预制化、标准化、组合多样化、施工装配化,可以干挂、粘贴或粘锚施工。保温装饰一体化体系克服了传统外墙外保温系统手工施工效率低、容易破损、开裂、装饰性差等缺点,是一种综合性价比优良的外墙外保温节能产品,具有很好的市场发展前景。

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  3.7 泡沫混凝土防火门芯

  防火门芯填充材料在防火门中起防火隔热、安全保护作用。根据GB/T 12955-2008《防火门》国家标准要求,防火门填充材料应为对人体无毒无害的防火隔热材料,燃烧性能达到A1级要求,产烟毒性危险分级达到ZA2级要求。泡沫混凝土材料非常适合用于制备防火门芯,不仅在燃烧性能和烟毒性方面满足标准要求,而且耐燃温度高达1000℃以上,导热系数0.05~0.07W/(m·K),在提供安全防护的同时兼具保温、吸声等效果。

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  3.8 机场拦阻系统

  2012年中国民航科学技术研究院研发的第一套国产拦阻系统应用于云南腾冲机场,拦阻材料采用泡沫混凝土,其拦阻原理是以数十厘米厚度泡沫混凝土铺设在跑道延长线上,形成长度在几十米到100多米之间的拦阻床。飞机一旦冲出跑道即进入其中,泡沫混凝土在机轮的碾压下破碎,以此吸收飞机动能,直至使飞机静止。目前,我国已经有云南腾冲机场、西藏林芝机场、澳门机场、天津机场等多家机场应用或即将应用泡沫混凝土跑道拦阻系统。

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  3.9 现浇泡沫混凝土在土建工程中的应用

  现浇泡沫混凝土在我国的应用最初主要集中在屋面保温、地暖绝热层、垫层回填等工程,随着人们对该材料优良特性认知度的逐渐提升,其在其他领域的应用正在迅速扩大,在土建领域(公路扩建、高铁路基、桥梁减跨、治理桥头跳车、地下结构减载等)、矿山及采空区回填等领域的应用日趋成熟,工程应用量逐年上升。

  (1)道路扩建及维修养护工程泡沫混凝土

  质轻、流动性好、具有良好的施工性、固化后具有自立性,用在道路加宽扩建工程中,具有以下优势:扩建路基可垂直填筑,节省土地资源,避免或减少建筑的拆迁;软基路段扩建路堤可大幅减荷,有效减少新老路基的差异沉降及附近建筑物的附加沉降破坏;施工便捷,施工工期短。河南华泰新材科技股份有限公司采用泡沫混凝土还进行了高铁路基的填筑。

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  在道路维修养护工程中,泡沫混凝土可用于路堤滑移治理、基础脱空区治理、管涵基础病害治理、废弃管道回填等。

  (2)软基路堤桥头跳车处治

  桥头跳车源于桥台与路基结合部出现不同程度的沉降开裂。在此部位采用泡沫混凝土构筑适当形状的过渡段,利用其轻质性、固化后的自立性,可减少不均匀沉降,彻底消除台背路堤填料本身的工后沉降;避免桥头跳车病害并大幅减少工后台背维修费用。

  (3)桥梁减跨

  采用现浇泡沫混凝土填筑桥台台背,固化后对结构物的侧压力极小且可直立填筑,可解决土压力和台前锥坡放坡问题,将桥台优化为简单的单排桩桩柱式桥台并减少因锥坡放坡而增加的桥跨,大幅降低工程造价。

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  (4)地下结构减荷

  在地下隧道工程中,隧道结构设计要求其覆土荷重必须在结构能够承受的范围内,如实际覆土荷重超过结构承受能力,则必须对上覆填土进行减荷。如设计上采用现浇泡沫混凝土进行换填,则较对地下隧道结构进行再次加固要简单便捷得多,且造价低廉,具备明显的技术经济优势。图25为北京奥运地铁隧道结构现浇泡沫混凝土工程减荷回填。

  (5)港口水利工程

  采用泡沫混凝土作为港口重力式码头挡土墙材料,不仅能够满足基床顶面抗滑稳定要求,而且能够满足对挡墙前趾的抗倾覆稳定要求,同时泡沫混凝土挡土墙基底应力更小,对于承载力较小的地基,尺寸较大的挡土墙具有较好的应用性。在水利工程护岸墙加高加固工程中,泡沫混凝土近来成为墙后回填材料的热门选择,充分利用其容重小、强度高、施工速度快、施工简单的特点,有效减少了墙后填土对护岸墙的荷载,把加高加固处理对护岸墙的影响降到了最低。

  (6)充填工程

  在土建工程中,对于一些狭小的地下空间,如建筑基坑及地下管道工程的周边空隙,由于人和机械无法进行作业或作业空间过于狭小无法回填密实,使其成为工程建设的一大难点。利用现浇泡沫混凝土,可由软管泵送,浇筑施工点所占空间极小,浇筑时具有高流动性、浇筑完后可固化且不需机械碾压或振捣的优势,回填这些特殊空洞,可达到施工简便且能回填密实的效果,为解决空洞回填的难题提供了一种全新的技术手段。

  采用现浇泡沫混凝土充填矿山采空区,发挥泡沫对流动性的特殊作用,使充填具有高结实率、高充填率和高接顶率的明显优势,可显着提高充填效率及充填体质量。这些优势使现浇泡沫混凝土技术可大面积应用于充填采矿及老采空区充填治理工程领域,此外还可用于城市地面塌陷治理、软土路基换填、溶洞、地下洞穴填充、管线回填、旧防空洞填充等。

  3.10 利用废弃物制备泡沫混凝土

  (1)再生泡沫混凝土

  针对目前泡沫混凝土生产企业大量废脚料堆存,以及未来建筑工程等领域泡沫混凝土服役期满后将产生大量废弃物的事实,建筑材料工业技术监督研究中心、武汉理工大学等科研单位开展了废弃泡沫混凝土胶凝化再生利用研究。将废弃泡沫混凝土破碎、粉磨至一定细度,通过特殊的热处理方式使其生成β-C2S矿物相,进而使废弃粉体重新具有胶凝特性,28d胶砂强度大于20MPa,可60%替代普通水泥进行发泡,所制备的再生泡沫混凝土抗压强度与目前常见的30%粉煤灰、70%普通水泥配合比泡沫混凝土相当,但材料成本显着降低,具有可观的经济效益和社会效益。

  (2)工业废渣制备泡沫混凝土

  行业内至今已经开展了大量关于利用粉煤灰、矿渣、硅灰、煤矸石等传统大宗固废制备泡沫混凝土的研究,并且在实际生产应用中取得了良好的效果。近年来科研人员通过试验不断探索更多种类工业废渣在泡沫混凝土制备中的应用前景,例如西南科技大学利用燃煤与石灰石固硫剂燃烧后经烟道收集的飞灰制备泡沫混凝土,中冶宝钢公司利用宝钢工业制造生石灰过程中调湿环节产生的石灰石尘泥和清洗环节产生的白云石尘泥制备泡沫混凝土,中建商混公司利用磷渣粉和石灰石粉的混合粉制备湿容重为400kg/m3的超轻泡沫混凝土,其他科研机构和企业也分别开展了诸如电石渣、钛矿渣、锰渣、赤泥、氟石膏等工业固废的应用研究,为泡沫混凝土行业发展循环经济,开展资源化综合利用积累了实践经验。

  (3)建筑废弃物制备泡沫混凝土

  建筑废弃物主要是由废弃混凝土、砖石、渣土、沥青、木材、金属等组成,其中许多物质经过分选、筛分、破碎后可作为再生资源回收利用。经过活化处理或直接添加的建筑废弃物微粉可作为再生原料引入泡沫混凝土生产。昆明理工大学通过将建筑废弃物预处理过程中经收尘器收集的粉尘进行热活化和碱性活化处理,再粉磨至一定细度后制备出活性细粉泡沫混凝土。中国建筑材料科学研究总院王武祥课题组将粒径5mm以下废弃混凝土粉和废砖粉与其他组分直接混合进行发泡制备泡沫混凝土砌块。掺加40%-45%建筑废弃物粉末、25%粉煤灰的B07和B08级砌块强度等级分别达到JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》规定的A3.5级和A5.0级。

  3.11 相变储能调温泡沫混凝土

  建材工业发展规划(2016-2020年)提出要重点培育“本质安全、耐久性好、轻质高强、储能保温的墙体屋面材料制造和应用技术”,由建筑材料工业技术监督研究中心开发的相变储能调温泡沫混凝土便是具有上述特征的新型墙体屋面材料。它利用真空吸附方式使相变材料稳定担载于多孔载体内,并采用改性聚合物薄膜进行封装,确保相变材料长效存储不渗漏;或将纳米级相变调温储能材料通过特殊方式分散到泡沫混凝土基材中,然后通过材料改性及配合比优化实现与泡沫混凝土基材的完美结合,集储能、调温、保温、隔热、吸音等多种功能于一体。可通过化学发泡方式制备成板材、砌体等制品,也可通过物理发泡方式进行现浇施工,应用于建筑屋面、外墙面等结构部位时,可在夏季有效减少传入室内的太阳辐射热量,发挥显着的隔热效果;应用于室内隔墙、地面等部位时,能够通过相变材料的吸热-放热作用调节室温,维持室内环境处于人体舒适温度范围,显着降低空调及采暖能耗。

2017年度泡沫混凝土行业发展报告

  3.12 高耐碱玻纤泡沫混凝土

  建筑材料工业技术监督研究中心开展了高耐碱玻璃纤维改性泡沫混凝土研究。通过对比不掺纤维、掺加聚丙烯纤维以及不同长度高耐碱玻纤对泡沫混凝土基体力学性能的影响,发现长度6mm的高耐碱玻纤对泡沫混凝土力学性能提升最为显着,抗折强度是不掺纤维样品的2.3倍,是掺聚丙烯纤维样品的1.8倍,抗压强度相比提升约20%。

2017年度泡沫混凝土行业发展报告

  3.13 碱激发废渣泡沫混凝土

  碱激发废渣泡沫混凝土(也称地聚物泡沫混凝土)是近几年泡沫混凝土材料研究领域的新热点,获得国内外学者的广泛关注,国内包括清华大学、武汉理工大学、南京工业大学在内的诸多高校开展了相关研究。通过对矿渣、粉煤灰等铝硅酸盐材料进行碱性激发增强其反应活性,再进行发泡制成的碱激发泡沫混凝土抗压强度显着大于同密度等级的硅酸盐水泥泡沫混凝土,以南京工业大学数据为例,ρ=150kg/m3的该材料抗压达到0.7MPa以上。但该材料存在凝结硬化快、干缩大等缺陷,研究人员正在尝试通过引入外加剂、陶粒、纤维等材料进行有针对性的改善。

  4、标准体系

  近年来,随着泡沫混凝土的快速发展和广泛应用,相应领域的标准规范陆续制定发布。泡沫混凝土标准体系正逐步趋于完善,目前已发布的国家标准、行业标准、协会标准近20项,包括GB/T 29062-2012《蒸压泡沫混凝土砖》、JC/T 1062-2007《泡沫混凝土砌块》、JC/T 2200-2013《水泥基泡沫保温板》、JC/T 2357-2016《泡沫混凝土制品性能试验方法》等制品标准以及GB/T32990-2016《现浇泡沫混凝土复合墙体智能灌注机》、JC/T 2240-2014《地面辐射供暖绝热层用泡沫混凝土》、JC/T 2125-2012《屋面保温隔热用泡沫混凝土》等现浇泡沫混凝土标准,GB/T 24763-2009《泡沫混凝土砌块用钢渣》、JG/T266-2011《泡沫混凝土》、JC/T 2199-2013《泡沫混凝土用泡沫剂》等原材料标准以及JGJ/ T 341-2014《泡沫混凝土应用技术规程》、CJJ/T 177-2012《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》、CECS 406-2015《现浇泡沫混凝土轻钢龙骨复合墙体应用技术规程》等技术规程,这些标准为泡沫混凝土材料在不同领域的推广应用提供了重要的技术支撑。另外,辽宁、上海、北京、安徽、湖南等省市也相继出台了一系列地方标准,涉及预拌现浇、外墙外保温、自保温砌块、隔墙板等方面,丰富了我国泡沫混凝土行业的标准体系组成。

  泡沫混凝土行业的标准化工作仍在持续进行中,目前正在编制中的重要标准有《泡沫混凝土墙板、屋面板》、《泡沫混凝土制备机》、《泡沫混凝土填芯砌块》、《聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土》、《陶粒泡沫混凝土》、《泡沫混凝土保温装饰板》、《无机防火门芯板材》、《泡沫混凝土自保温砌块》等,上述标准的编制工作已经接近尾声,部分标准已报批,不久将发布实施。此外,中国建筑材料联合会协会标准《高耐碱玻璃纤维增强泡沫混凝土(GRFC)》等一系列先进泡沫混凝土团体标准的编制工作也正在紧锣密鼓地进行中。这些标准的制定将进一步促进泡沫混凝土新产品、新技术的推广应用,规范市场秩序,提升产品质量,推动泡沫混凝土行业快速健康发展。

  5、行业存在的问题与思考

  2017年受全球经济放缓的影响,我国建材行业整体运行出现下滑迹象。在这样形势下,虽然泡沫混凝土行业总体产销量逆势上扬,但是产业结构不合理,部分产品销售下滑,企业利润空间被急剧压缩。面对新形势,行业如何进行产业结构、产品结构的调整,如何进行转型升级,如何在新形势下稳步发展,是每个企业面临的重要问题。

  当前,我国泡沫混凝土行业有1000多家企业,数量多,规模小,产业集中度低,行业缺自律、缺和谐、凝聚力不足、协调难度大,低价倾销和无序竞争严重,耗费大量资源和财力,已成为行业发展的灾难。为此全行业必须共同抵制和制止低于成本的低价倾销行为。协会的会员也应报团取暖,市场竞争要讲规则,不降低质量、不搞价格战,构筑行业底线!全行业不能再以重复雷同、发展低端产品来实现经济增长,而必须将低端、劣质产品淘汰出局,向高端和新需求发展;不再固守传统领域,而必须主动渗透和延伸到其他新兴领域,积极创造刚性需求!

  目前,泡沫混凝土行业正处于转型升级、结构调整的关键时期。一方面是产能严重过剩,低端的、传统的泡沫混凝土产品过剩,同质化竞争严重,低价倾销,这些行为严重妨害了行业的整体利益和长远发展;另一方面泡沫混凝土在高端产品上又是严重短缺,供给不足,比如在建筑工业化、绿色建筑、被动房、海绵城市建设等应用领域我们泡沫混凝土的优势还远远没有发挥出来,归根到底是发展方式转变滞后和转型力度不足造成的。为此,全体业界同仁需要共同努力,开拓创新,转型升级,扭转严重过剩和严重短缺共存的被动局面,实现行业的快速健康可持续发展。

  展望未来,面对我国建筑工业化和绿色建筑的的快速发展,泡沫混凝土行业应积极应对,优化调整产品结构,以市场为导向,大力开发新产品,拓展新需求,提高产品性能,满足建筑工业化、绿色建筑、被动房、海绵城市建设发展的需要,促进泡沫混凝土在我国建筑工程的广泛应用。相信随着泡沫混凝土产业技术水平的不断进步、标准体系的逐步完善,行业必将迎来广阔的发展前景。

(责任编辑:徐洁)

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