近年來，我國新型墻體材料發(fā)展較快，新型墻體材料產(chǎn)量達(dá)到6500億塊標(biāo)磚，占?jí)w材料的比例由44%增長到60%。墻體材料生產(chǎn)企業(yè)由12萬家降低到7萬多家，墻體材料總量由8000億塊上升到11000億塊。初步建立了建筑節(jié)能復(fù)合墻體體系，形成了一批以燒結(jié)保溫空心砌塊為主的各種符合建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求的多功能節(jié)能墻體材料生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)，并且也形成了一批城市污泥、建筑垃圾、尾礦等固體廢棄物資源化墻體材料關(guān)鍵工藝技術(shù)與裝備，以及一批新型的墻體材料節(jié)能工藝改造技術(shù)，推動(dòng)了新型節(jié)能、利廢墻體材料在建筑中的應(yīng)用，及我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)與節(jié)能墻體材料工業(yè)的快速發(fā)展。
墻體材料新產(chǎn)品與新技術(shù)發(fā)展
近十年間，墻體材料開發(fā)了燒結(jié)保溫空心砌塊、鐵礦尾礦再生節(jié)能保溫墻體板材、夾心復(fù)合墻體、再生骨料及其混凝土、再生混凝土砌塊和磚、再生混凝土墻板、燒結(jié)保溫砌塊破碎設(shè)備和均化設(shè)備、成型設(shè)備和干燥焙燒設(shè)備、再生骨料生產(chǎn)設(shè)備、燒結(jié)保溫空心砌塊應(yīng)用技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系等多項(xiàng)新產(chǎn)品與新技術(shù)。
1.國家與地方科研項(xiàng)目承擔(dān)情況
(1)節(jié)能新型墻體材料
我國建筑能耗已占全社會(huì)總能耗的三分之一，實(shí)行建筑節(jié)能和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)刻不容緩。
國家863計(jì)劃列入“鐵礦尾礦再生節(jié)能保溫墻體板材的研究”，“十一五”國家科技支撐計(jì)劃“新型墻體材料綠色制造工藝技術(shù)與裝備”、“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“功能化復(fù)合墻體板材成套應(yīng)用技術(shù)”研究，這些研發(fā)項(xiàng)目的開展，對(duì)我國墻體材料實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步，發(fā)展節(jié)能墻體材料，降低產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用能耗，起到了積極的作用。
(2)固體廢棄物資源化技術(shù)
我國每年產(chǎn)生大量的固體廢棄物，有建筑垃圾、生活污泥、生活垃圾、尾礦、粉煤灰、煤矸石等，這些廢棄物如果大量堆存，勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的壓力和破壞。
國家“十一五”和“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾再生混凝土制品生產(chǎn)技術(shù)及其示范生產(chǎn)線”、“建筑垃圾資源化利用及生產(chǎn)技術(shù)研究應(yīng)用”與地方科技攻關(guān)項(xiàng)目“建筑垃圾資源化技術(shù)及其示范生產(chǎn)線”、“城市污泥生產(chǎn)燒結(jié)保溫空心砌塊的研究”等研究課題，成為近十年來墻體材料由資源依賴型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閺U棄物消納型產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大動(dòng)力，相繼建成大批示范生產(chǎn)線和產(chǎn)業(yè)化基地、循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)等，對(duì)我國墻體材料未來的發(fā)展，開辟了一條暫新的發(fā)展之路。
(3)新型墻體材料應(yīng)用技術(shù)
新型墻體材料的發(fā)展和進(jìn)步，必須與新型墻體材料的應(yīng)用技術(shù)，不可分割。
國家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“節(jié)能型復(fù)合墻體與結(jié)構(gòu)材料的研究開發(fā)”、“地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾再生混凝土梁柱板組合裝配結(jié)構(gòu)體系房屋示范”；國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“節(jié)能燒結(jié)類墻體材料成套應(yīng)用技術(shù)研究”等，以及地方諸多應(yīng)用類科研項(xiàng)目得以開展，形成了《裝飾夾心復(fù)合墻體技術(shù)規(guī)程》、《再生混凝土技術(shù)規(guī)程》、混凝土用《再生粗、細(xì)骨料》應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、《燒結(jié)保溫空心砌塊應(yīng)用技術(shù)規(guī)程和圖集》等，這些成果無疑支撐了新型墻體材料的應(yīng)用和推廣。
(4)環(huán)境保護(hù)與清潔生產(chǎn)技術(shù)研究
大氣污染已成為全社會(huì)所關(guān)注的焦點(diǎn)，墻體材料工業(yè)，特別是燒結(jié)磚瓦工業(yè)窯爐，生產(chǎn)過程中排放出大量的煙氣、粉塵，以及影響大氣中溴氧的溫室氣體。
聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織(UNDP)組織的“磚瓦工業(yè)節(jié)能減排”項(xiàng)目，由西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院實(shí)施磚瓦企業(yè)60余家，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。UNDP/GEF中國氣候變化伙伴框架“煤矸石磚廠余熱發(fā)電推廣”項(xiàng)目的研究，已取得推廣和應(yīng)用。國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“磚瓦窯爐大氣污染物治理關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”項(xiàng)目，已取得突破性成果。
(5)新型墻體材料裝備的研究開發(fā)
新型墻體材料的生產(chǎn)離不開新型工藝技術(shù)，新型墻體材料生產(chǎn)工藝又需要新型裝備的實(shí)現(xiàn)。
西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的國家“十一五”科技支撐計(jì)劃“新型墻體材料綠色制造工藝技術(shù)與裝備”課題的研究，開發(fā)了燒結(jié)保溫空心砌塊的成套裝備，并已在示范生產(chǎn)線上得到應(yīng)用。特別是開展的基金項(xiàng)目“煤矸石燒結(jié)空心制品切碼運(yùn)裝備研發(fā)”，已在生產(chǎn)中得到大量的推廣和應(yīng)用，以及多個(gè)機(jī)械廠家對(duì)碼坯機(jī)器人的研發(fā)，并成為燒結(jié)墻體材料行業(yè)裝備工業(yè)化發(fā)展的重大突破，既節(jié)約人力成本，又使生產(chǎn)自動(dòng)化程度更高，生產(chǎn)效率大幅度提高。
(6)新型墻體材料與環(huán)境評(píng)價(jià)方法體系
新型墻體材料的發(fā)展，與國家政策的引導(dǎo)息息相關(guān)，研究國家軟課題，開展研究調(diào)查，為政策的推廣提供切實(shí)的依據(jù)。
墻體材料行業(yè)承擔(dān)國家環(huán)?？偩帧按u瓦行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”、“燒結(jié)磚瓦及建筑砌塊制造產(chǎn)業(yè)排污系數(shù)核算”，地方科研項(xiàng)目“利用城市污泥和焚燒垃圾生產(chǎn)燒結(jié)磚的可行性及二惡英等有害物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)研究”、中國工程院項(xiàng)目《建材工業(yè)行業(yè)空間布局與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展研究》和《墻體材料制造過程的生態(tài)化增值服務(wù)化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略研究》等軟課題研究，已取得重大政策性建議和成果。
2.重大技術(shù)突破
近十年間，完成包括燒結(jié)保溫空心砌塊、建筑垃圾資源化墻材制品、污泥燒結(jié)磚等一批新產(chǎn)品，及其工藝技術(shù)與裝備等重大技術(shù)突破數(shù)十項(xiàng)。
(1)開發(fā)出高效節(jié)能燒結(jié)保溫砌塊成套工藝技術(shù)
“十一五”期間，西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“新型墻體材料綠色制造工藝技術(shù)與裝備”研究，取得燒結(jié)墻體材料領(lǐng)域革命性、重大技術(shù)突破，開發(fā)了單一材料滿足建筑節(jié)能65%的目標(biāo)要求的燒結(jié)類墻材產(chǎn)品“燒結(jié)保溫空心砌塊”，29排孔和21排孔的尺寸均為365×248×249mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.19W/m2·k，370mm厚墻體傳熱系數(shù)達(dá)到0.381W/m2·k，抗壓強(qiáng)度達(dá)到10MPa以上，填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。同時(shí)，開發(fā)了燒結(jié)保溫空心砌塊原料處理設(shè)備、均化設(shè)備、成型設(shè)備與高效干燥及焙燒設(shè)備等成套生產(chǎn)工藝設(shè)備，建立示范生產(chǎn)線。目前該產(chǎn)品已開始大面積推廣，推廣面積已達(dá)50萬平方米以上。
(2)開發(fā)了建筑垃圾資源化成套工藝技術(shù)與裝備
為了解決“512”地震后建筑垃圾處置難題，西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“地震災(zāi)區(qū)建筑垃圾資源化成套生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)研究”項(xiàng)目，開發(fā)了建筑垃圾處置成套技術(shù)，包括再生骨料生產(chǎn)技術(shù)、二次防疫技術(shù)、建筑垃圾分離技術(shù)、建筑垃圾除渣與分離裝置，以及諸多應(yīng)用技術(shù)，如建筑垃圾再生混凝土墻板工藝技術(shù)、墻板防裂技術(shù)、再生混凝土構(gòu)件生產(chǎn)工藝技術(shù)，特別是再生混凝土墻板安裝技術(shù)規(guī)范和圖集、梁柱板砌體組合結(jié)構(gòu)體系、抗震節(jié)能示范房屋施工要點(diǎn)與圖集等一批國內(nèi)首創(chuàng)的應(yīng)用技術(shù)，解決了建筑垃圾再生骨料吸水率高、再生混凝土墻板收縮大，以及再生骨料替代天然沙石率低的難題。
隨之，西安墻體材料研究設(shè)計(jì)院將這一成果進(jìn)行了推廣，設(shè)計(jì)并建成陜西建新環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司年處置200萬噸建筑垃圾與年產(chǎn)2億塊建筑垃圾再生混凝土制品生產(chǎn)線，并設(shè)計(jì)陜西交通集團(tuán)通宇置業(yè)有限公司年處置50萬噸建筑垃圾及年產(chǎn)5000萬塊再生混凝土道路制品生產(chǎn)線，以及設(shè)計(jì)了安徽銅陵凌陽建筑垃圾資源化項(xiàng)目等，取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。
(3)污泥資源化技術(shù)的發(fā)展
目前我國城市生活污泥實(shí)際年排放量已經(jīng)超過4000萬噸/年，并以5%的速度遞增。長期以來污泥被用于投海、填埋方式處置，帶來大量的生態(tài)問題，已被明確禁止。焚燒是目前比較多的處置方式，但由于焚燒成本較高，而且易產(chǎn)生空氣污染和飛灰等殘留物。而污泥原料化學(xué)成分均是低SiO2、Al2O3含量，但發(fā)熱量在10506kJ/kg(2550大卡/公斤)~14626kJ/kg(3550大卡/公斤)，高熱值、高燒失量。因此，污泥可摻配其他原料生產(chǎn)燒結(jié)磚，成為消納污泥最好的途徑之一。
墻體材料長期分布于城市周邊，可作為消納污泥的最好途徑，既解決了污泥的運(yùn)輸問題，又有效解決了污泥的處置問題，必然會(huì)對(duì)城市發(fā)展過程提供較大的支持和保障，具有良好的應(yīng)用前景。
(4)生活垃圾資源化技術(shù)的發(fā)展
生活垃圾處置長期以來困擾著城市化發(fā)展進(jìn)程，我國對(duì)生活垃圾大多采用焚燒和焚燒余熱發(fā)電處置方式，但是，生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的大量有害氣體難以控制，并且焚燒后產(chǎn)生的殘?jiān)?，不能有效的利用，?huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
生活垃圾資源化生產(chǎn)燒結(jié)磚，可以一次性將生活垃圾處置完，實(shí)現(xiàn)零排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。主要工藝是將生活垃圾首先進(jìn)行分選，將塑料、廢紙、金屬等回收利用，無機(jī)物分揀用于制磚原料。針對(duì)城市生活垃圾分揀出的有機(jī)物，可通過熱解氣化和厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)出沼氣和熱解氣體，用于燒結(jié)墻體材料的外部補(bǔ)充燃料，熱解氣化渣和沼渣，可用于生產(chǎn)墻體材料的原料，通過干燥焙燒，實(shí)現(xiàn)生活垃圾的資源化利用。
“十三五”墻體材料科技發(fā)展展望
1.指導(dǎo)思想和目標(biāo)
以建筑節(jié)能和循環(huán)經(jīng)濟(jì)為主要目標(biāo)，重點(diǎn)研發(fā)各類利廢墻體材料，適應(yīng)建筑工業(yè)化技術(shù)的發(fā)展，特別是圍繞新型城鎮(zhèn)化，大力發(fā)展非燒結(jié)新型墻體材料與燒結(jié)墻體材料協(xié)同處置技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)新型墻體材料的節(jié)能、低碳、本地化和體系化、工業(yè)化。
2.重點(diǎn)研究方向和內(nèi)容
以市場(chǎng)為先導(dǎo)，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)思路，進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)展節(jié)能、節(jié)地、低碳、利廢環(huán)保類墻材產(chǎn)品，提升產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，實(shí)現(xiàn)多功能和多用途；大力發(fā)展資源綜合利用研究，充分研究低品位原料生產(chǎn)墻體材料制品，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展；重點(diǎn)發(fā)展新型墻體材料部品化構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)，適應(yīng)建筑工業(yè)化發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)保溫一體化，產(chǎn)品模數(shù)多樣化，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化。
近十年來，依靠科技進(jìn)步墻體材料行業(yè)獲得快速的發(fā)展，開發(fā)了諸多的新產(chǎn)品和新工藝，特別是一批現(xiàn)代化的工藝裝備，如碼坯機(jī)器人、原料自動(dòng)配料系統(tǒng)、上下架系統(tǒng)等，支持了行業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)和更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)結(jié)構(gòu)的初步調(diào)整和改造。然而，由于我國墻體材料生產(chǎn)企業(yè)和裝備制造企業(yè)大多屬于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，規(guī)模化程度不大，而其發(fā)展也不平衡，有些企業(yè)還是簡單的工藝設(shè)備，產(chǎn)品檔次低、自動(dòng)化程度不高，污染排放基本沒有實(shí)現(xiàn)由組織排放，對(duì)環(huán)境造成較大的威脅。要實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品升級(jí)換代，需要市場(chǎng)的引導(dǎo)，政府政策的支持。淘汰落后產(chǎn)能，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)行業(yè)科技發(fā)展，這是墻材行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。
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