0前言 国办发f2005133号文件《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》颁布以来,把我国墙材革新和建筑节能工作又推向一个新的阶段,“禁实”工作进一步加大力度,文件要求第一批“禁实”的170个城市向纵深发展,逐步向淘汰黏土制品推进,并向郊区城镇延伸;新颁布的“禁实"256个城市,正在积极开发各种新型墙材产品,替代实心黏土砖,可以说新墙材发展和应用的形势一片大好。但是,就满足建筑功能要求和行业发展水平来说,仍然存在相当大的差距,特别值得关注的是,当前新墙材发展低水平重复建设的项目太多,能够满足建筑功能要求的产品不多,尤其是满足节能建筑要求的产品实在太少,低档次产品充斥建筑市场,给建筑工程质量带来诸多问题,这在建设系统对新墙材产品质量产生强烈反响,这对于我们从事墙材革新的同志来说,不得不引起高度重视。而产品质量和性能的提高,在很大程度上取决于装备水平的提高,因此,提高墙体材料行业整体水平,装备技术必须先行。 目前,我国无论砖机或砌块成型机大多是生产替代实心黏土砖的简单空心砖或混凝土空心砌块,能够满足房屋建筑基本功能要求。但是随着我国经济建设迅速发展,人们生活水 平不断提高,对房屋建设和住宅质量、功能的要求不断提升,对墙体材料质量和性能要求也越来越高,人们对房屋居住要求舒适、安全、节能、环保和私密性等,就不能单纯要求墙体材料仅仅满足强度指标和价格低廉的要求,而是讲究房屋建筑能全面满足住宅质量和功能的要求。因此,墙体材料革新,发展新墙材产品是关系到房屋建筑质量能否提升,住宅功能能 否改善,房屋建筑和墙体材料行业能否推进技术进步的大问题。从某种意义上讲,它是对建筑业和建材业传统落后的生产和施工方式的一场革命,我们应当把它作为建筑业和建材业 调整和优化产业结构,实现经济发展方式转变的重大举措。因此,墙体材料革新,发展新型墙体材料就不能停留在原有产品基础上搞简单的产品替代,而是要坚持发展技术先进适用、质量优良、能够全面满足建筑功能要求、促进建筑业向现代化发展的新墙材产品。在当前起码要适应当地建筑结构体系、满足节能建筑要求、使用寿命耐久,经济可承受的新墙材产品。为此,在这里笔者与广大业内人士,尤其是从事装备技术发展的人士,就新墙材发展和装备技术开发有关问题交换饧餐致郏郧笄讲母镄鹿ぷ髂芨谩⒏臁⒏】档胤⒄埂?BR>1装备技术开发必须适应节能建筑墙体 材料产品的要求 当前我国正在推广节能建筑,急需符合节能建筑要求的新墙材产品,但是在新墙材产品中具有良好保温隔热性能的产品却很少,多数房屋只能在现有产品的墙体上粘(连)接聚苯板和涂抹聚合物砂浆,这种外保温方式,难以与建筑物同等寿命,其是高层框架和框剪结构的建筑,一旦发生砂浆开裂和网格布脱落现象,难以补救和修复,将会后患无穷。因此,建设部门普遍反映,我国急需发展保温隔热性能良好的节能墙材产品。 发展节能建筑所用的墙材产品,必须根据当地建筑节能标准,因地制宜开发符合墙体保温隔热性能要求的产品或复合墙体,既要做到技术、经济和资源条件上的最佳组合,又要 确保产品质量和性能,尤其是节能建筑的使用寿命,要全面满足建筑功能要求。要逐步学习和推广国外先进经验,开发多功能复合的墙体材料。因此,无论是砖机或砌块装备的发展, 必须能够推动开发出符合节能建筑要求的新型墙材产品。 对砌块装备来说,目前多数混凝土砌块厂生产路面砖和护堤砖等产品,较少生产墙体用的建筑砌块,引进国外的280多条生产线,也大多如此。出现这种现象的原因是多方面的, 其中多数与砌块成型机所生产的砌块产品单一、不配套,又不能满足建筑节能要求有重要关系,为此砌块装备技术要尽快开发轻质混凝土保温砌块和多排孔的保温复合砌块,这在国 外已经相当普遍,包括承重与保温复合、装饰与保温复合墙体的组合砌块;以及用于不同建筑部位的各种专用砌块,如过梁砌块、圈梁砌块、门窗砌块、预埋管线用的开砌块等,与此同董时还要大力推广配筋保温复合砌块,以进一步完善我国砌块节能建筑的产品配套体系。 对于砖机装备来说,要改变习惯生产低档次、低孔洞率的简单空心砖产品,向高孔洞率、高保温性能的空心砖方向发展;要开发大尺寸的集保温与装饰功能为一体的烧结空心砌 块和带饰面的清水墙砖,砖机装备技术要走工业化、规模化道路,向生产多功能、高档次产品方向发展,以进一步提高空心砖产品的保温隔热性能、装饰性能。因此,开发节能建筑用的新墙材产品,是我国今后相当长时期新型墙材的发展方向。 2装备技术开发必须坚持科学合理 最大程度地利用废渣 利用工业废渣生产墙材产品,历来是我国墙体材料革新的一大宗旨,也是经过10多年来实践形成具有中国特色的墙材产品。不但节约了土地,治理了环境污染,而且相对成本低、 吃灰渣量大、利用效率高,随着大规模的房屋建设所创造的社会效益、环境效益和经济效益越加显著,真正体现了变废为宝。因此,墙体料装备技术发展必须坚持最大程度地利用废 渣,包括工业废渣、城市建筑垃圾、污水处理厂的污泥、焚烧生活垃圾灰渣等,生产各种符合环保和建筑功能要求的墙材产品。 在坚持最大程度利用废渣的同时.必须强调科学合理利用废渣,这是当前大量生产利废墙材产品不可忽视的重要问题。无论砖机或砌块装备,既要考虑利废的多少,又要考虑确 保产品质量和性能,而且必须把产品质量和性能放在首位。要知道若所生产的产品质量和性能不能满足建筑功能要求,反而造成更大的资源浪费,为此要根据原料品质、产品质量和性 能要求确定工艺技术和装备。在此提醒大家应注意如下3点: ⑴不同废渣原料适应于不同的装备技术,例如:同样是挤出成型的烧结砖,生产煤矸石砖、粉煤灰砖或页岩砖,对其砖机的性能要求和参数选择就各不相同,必须根据不同原料 性能对设备构造和运行参数进行相应调整,才能挤出成型较好的产品。对于煤矸石烧结砖,采用一次码烧工艺装备,而对于烧结粉煤灰砖就不可采用~次码烧,必须采用二次码烧工 艺装备,也是这个道理;又如:对于自燃风化的煤矸石(红矸)可采用振动成型装备一自然养护工艺技术生产砖或砌块,而对未自然风化的煤矸石(黑矸)采用该工艺就可能带来耐久性 不良,必须采用挤出成型装备~烧结工艺技术较为合适;再如,对于水泥混凝土混合物可采用振动成型设备,对于粉煤灰等轻质混合料,尤其对高掺量粉煤灰砖,采用液压或机械压制 成型较合理;对于建筑垃圾,除了采用分类、破碎、振动成型常规装备外,还需要清洗、整形装备技术,只有这样才能较好地利用废渣生产出质量可靠的产品。 ⑵不同产品、不同生产工艺对灰渣品质、掺量和处理要求不一样。目前我国砖机或砌块装备制造厂,在出售成型设备时,大多承担整个生产线的建设,比较重视成型主机的性能和 价位选择,不大注重废渣品质、掺量和原料处理,实际上原料品质及处理、废渣掺量对利废产品性能影响很大。例如:商品混凝土掺加粉煤灰,可以掺加I级或Ⅱ级灰,不宜掺加Ⅱ级以下的混排灰;振动成型生产的混凝土砌块或混凝土砖,其粉煤灰掺量不宜过高,否则容易产生混合料分层或开裂;煤矸石烧结空心砖,对原料粉碎细度和颗粒级配要求较为严格,因 此,对原料处理设备的性能要求就显得特别重要;而压制成型的粉煤灰砖对细度要求并不严,相反对压制成型方式、压力大小及原料混合的均匀性很重要,因此,对压机、搅拌轮辗等设备选择应当重视这些性能要求,我们按照生产工艺开发或选配技术装备时,必须充分考虑才能确保墙材产品质量和性能。 ⑶墙材产品利用废渣,同样需要贯彻国家《清洁生产促进法》,防止一面利废,一面再次产生污染。例如对含硫量较高的高掺量粉煤灰砖采用烧结工艺生产,就必须配置烟气脱硫 除尘装置,否则会排放大量S02,对大气造成二次污染。我国S02排放量己占世界第一位,建材行业S02排放量已占全国S02总排放量第二位,因此墙材行业发展必须控制SO,排放。 目前,在砖瓦窑炉配置烟气脱硫净化装置的工艺技术尚未完全成熟的情况下,对于含硫量高的高掺量粉煤灰制品,采用非烧结工艺装备可能是减排SO2的现实措施。根据我国电 厂粉煤灰平均含S03和c量计算,掺量40%的粉煤灰烧结砖,排放的SO2和C02气体,分别是普通黏土烧结砖的5.4倍和1.5倍;是相同掺量蒸压粉煤灰砖的20.8倍和5.8倍,只有当粉煤灰中SO3含量不大于0.17%、c含量不大于5%,且掺量不大于40%的烧结砖,排放S02和C02气体才等同于实心黏土烧结砖。因此,对含硫量高于0.17%、掺量大于40%的粉煤灰利用,最好采用非烧结装备技术发展利废墙材产品。 另外,利用牛活垃圾和淤泥生产墙材产品,也要避免二恶英等有害物质对人体乃至环境的污染。这些问题在开发装备技术时,必须全面周密地考虑,才能更好地生产利废墙材产 品。只有更加科学、合理地利用资源,才能真正做到最大程度地节约资源。 3装备技术的发展要着力提高墙材产品 质量和性能 我国目前墙体材料产品标准和应用标准多数是在落后的生产技术和现有施工工艺基础上制定的,产品标准不高,使得有些新墙材产品达到了标准规定的指标,却不能满足建筑功 能的要求。因此,装备技术的发展,绝不能停留在现有产品标准基础上,而应当追求技术进步,积极进行技术创新,提高装备档次和水平,为我国开发高性能的优质墙材产品。现在不少砖机或砌块装备生产企业为了争夺市场份额,在发展理念上往往把追求低价位、简化工艺装备,进行粗放式生产放在首位,不大注重产品质量和性能的提高,导致新墙材产品不能全 面满足建筑功能要求,这是令人十分担忧的。 就拿我国目前用于节能建筑比较广泛的烧结空心砖来说,与围外相比差距很大,产品单一、孔洞率低、孔型和结构不尽合理;不但保温隔热性能差,不能满足节能建筑外墙热工性能要求,而且强度低、密实度差、吸水率高;产品尺寸误差也大,装饰性能不好,难以作清水墙饰面砖。我国的砖机不能像国外那样生产具有承重、保温、装饰等多功能合一的高档次产品,至于生产大尺寸的多排密孔结构的高保温性能的空心砌块,至今仍是空白。要知道,采用我国目前生产的砖和砌块砌筑墙体,不但保温隔热性能达不到要求,而且还必须进行砂浆抹面处理,既浪费大量人工和材料,又难以保证墙体质量和功能。如果我们能像国外那样开发高保温性能的优质墙材产品,就可以大幅度提升房屋建筑功能,并能大大节约水泥砂浆,提高施工效率,从而显著提高房屋建筑综合经济效益。显然要达到这些要求,首先是装备技术开发必须先行,从原料处理到挤出成型,从干燥到烧成,直至模具设计和制造,都要进行一一系列改进和提高,并进行系统优化和集成,才能大幅度提高墙材产品的质量和性能。 另外,装备技术开发必须与相应的牛产工艺相匹配,才能确保产品质量和性能,有的企业为了节省投资和简化工艺装备,采用压制成型生产粉煤灰或煤矸石烧结砖,其效果很不理 想,对于烧结工艺生产砖或砌块,世界各地普遍采用挤出成型,采用压制成型不但原料性能不适应,而且不大符合烧成原理,其烧成质量很难保证,前后设备又不相匹配;相反,对于蒸压工艺生产粉煤灰砖或灰砂砖唯有采用压制成型装备,蒸养工艺采用振动成型装备较为合适。每种生产工艺都有其本身特点,必须与其相应的装备技术相匹配,才能生产质量较好的产品,这些相匹配的工艺和装备,都是经过围内外近百年的实践经验证明是科学合理的,我们不可违背生产工艺原理而随意配套。 4尽快提高我国墙材装备技术整体水平 缩短与国外先进国家的差距 从总体上讲,目前我国墙体材料行业装备技术水平还不高,多数装备技术只能生产简单的实心黏土砖的替代产品或一般产品,适应住宅产业化和节能建筑要求的墙材产品并不多,因此,迫切需要提高墙体材料装备设计和制造水平,如何提高我国墙材装备技术水平,参照国外先进国家经验,结合我国具体情况,提出如下几点建议: 4.1 努力提高装备设计水平,走技术创新之路 以我国混凝土砌块振动成型装备而言,国内制造厂不少,但多数设备是一股水平的重复。与国外相比,振动成型设备普遍存在2大问题,一是振动成型频率低,多数不足50 Hz,有的仅30~40 Hz,成型混凝土混合物的激震强度显然偏低;二是模具寿命不长,耐磨材料的耐久性不佳,我国混凝土砌块模具,按照国内砌块尺寸标准,多数使用寿命为2~3个月,有的甚至只有1个月;而国外振动成型设备的频率多数为50~60 Hz,大型成型设备在60 Hz以上,模具的平均使用寿命在半年以上。 我国多数设备制造厂对混凝土混合物成型的特点及其原理研究不够,误认为只要能够简易成型出砖块或砌块,达到一定强度,机械设备就合格了,不讲究合理选择振动设备的成型 工艺参数。事实上振动成型工艺参数是否合理,对混凝土结构强度及其生产成本影响甚大。例如:振动频率偏低,对混凝土混合物的激振强度就不高,而要想满足制品一定的强度标号,就只有靠增加水泥用量来达到要求,这实质是增加了砌块成本,这也是国产设备为什么水泥用量普遍比国外引进设备高的原因。与此同时,我们在进行装备设计时要根据不同原料、不同产品的特点,选择最佳成型方式和设备参数,例如:成型混凝土砌块采用模箱振动比台式振动成型合理,而成型混凝土砖,采用台式振动又比模箱振动成型更为合适;即使同样采用振动成型,其设备参数的选择也不一样,生产混凝土砌块需要调幅振动,而生产混凝土砖则需要调频振动,这些参数选择不合适,非但起不到振动密实的作用,反而会造成混合料分离。 另外,我们还要针对我国混凝土砌块应用要求,考虑砌块装备的设计。我国混凝土砌块应用要求,既不同于欧洲,又不同于美国,欧洲砌块建筑一般为2~3层,无抗震要求,因此 欧盟砌块标准的强度指标为4、6、8 MPa,对强度要求并不高;美国砌块建筑,作为承重砌块多为配筋砌块,有的砌块建筑在3层以下不配筋,但拉接筋很多,普通砌块多数用于挡土 墙等建筑,砌块强度指标普遍较高,一般都在10MPa以上;而我国砌块建筑为5~6层的砌体结构,有的高达7层,非承重砌块可用于框架填充,均不用配筋砌块,但有6度以上的抗 震要求,实际上我国砌块应用要求比欧洲高得多。因此,我国砌块装备设计和制造就不能照搬国外的设备,必须根据不同原料、不同产品、不同应用要求研究开发适合中国国情的装备 技术,既不走低水平重复之路,也不走盲目照搬国外之路,而是要走自主创新之路,才是我国装备技术发展之根本。 4.2有条件的装备制造企业要建立原料和工艺 装备技术试验基地 国外无论欧美和日本,无论砖机或砌块装制造厂,每个厂都建立相当完备的原料处理和工艺装备试验室,配备系统的小型试验设备,从原料处理、成型、干燥、烧成(或养护)进 行一系列工艺和设备运行参数的优化试验,根据优化的工艺和设备参数,对主机设备和相应的辅助设备进行选型和匹配,从而保证装备制造性能完全适应相应的原料性能和产品质量要 求,这就是发达国家制造优良装备的普遍经验。然而我国的砖机或砌块成型机制造厂,至今还没有一个厂建立行之有效的原料和装备试验室,基本上是粗放式的设计和制造。从国内外大量实践证明,不同原料、不同产品对装备性能要求是不同的,装备性能必须与原料品质和产品特点相适应,才能确保产品质量和性能。我国推进墙体材料改革以来,于20世纪90年代,国家墙改办曾先后3次对有关设备制造厂投资,扶持购置相应原料和工艺试验设备,建立试验室,但由于种种原因,不是未建成,就是未能发挥实际有效作用。我们多次去国外考察,与国外有关装备企业交流,一致确认先在试验室进行小型工艺和设备试验,取得相应的有针对性的运行参数,作为装备设计和制造的重要依据,是提高装备制造水平、确保产品质量的重要保证。尤其是对于我国利用废渣生产墙材产品,原料品质又不十分稳定的情况下,更是需要开展相关原料处理、工艺参数和设备运行的试验,以确保制造装备的适应性、先进性,希望我国有条件的装备企业在这方面果断地进行尝试。 4.3在选定工艺装备时要同等重视配套设备 和辅助设备 我国的砖机或砌块机制造厂,大多以制造成型主机为主,对成型主机较为重视,而对其它配套设备或辅助设备往往重视不够,或是代为采购或是简单配套,这就难免会影响产品质 量和性能。例如搅拌设备,多数采用简单的双轴搅拌机,有相当多的物料成球状进入,搅拌后仍然以滚动方式成球状输出,只能起到螺旋输送作用,很少起到搅拌均匀作用。我们要认识到成型设备只是决定坯体成型质量的重要手段,并不是决定产品质量的唯一条件,工艺技术中其它设备,同样是不可缺少的,这些设备性能的优化同样是重要的,例如:原料处理设备、搅拌设备、轮碾设备、干燥、烧成(养护)设备等均不可忽视,其性能同等重要,必须通过系统优化选择,科学合理地确定辅机和配套设备的相关性能,才能使整个生产线的装备运行处于最佳状态,做到既相互匹配,又经济合理。 4.4要重视耐磨材料、备配件和模具的开发 过去在研制和开发墙体材料装备时,不大重视模具和备配件的开发,加上我国墙体材料产品标准较低、尺寸误差偏大,圣模具要求也不严,即使是引进生产线也只注重主机的引 进,引进模具的规格和数量却一少再少,只好采取国内配套解决,而国内模具制造,其材质和加工水平均与国外相差甚远。墙体材料产品,无论是扳、块、砖,无不牵涉到耐磨材料和耐磨件的制作,它关系到设备运行成本和使用寿命,在国外无论欧洲或美国早已形成系列化、标准化和成套供应机制。然而我国墙体材料行业耐磨材料、备配件和模具制作基本处于手工作坊、小规模生产的无序状态,没有形成有效的配套供应机制,没有建立各种耐磨配件生产基地,既浪费资源又难以提高制造水平。我国墙体材料行业企业规模虽小,但数量众多,遍布全国各地,企业总数约有10万多个。近年来每年工业增加值有800亿-1000亿元,每年固定资产投资额至少也有300亿~400亿元,这是一个潜在的大行业,每年将消耗大量耐磨材料和备配件。因此,积极组织有关企业开发墙材行业的耐磨材料、耐磨件和各种配套模具已成为当务之急。要在政府扶持下,把它作为一个产业来抓,可采取多种方式与国外合作,建立模具配套和备配件制造的专业化生产线及供应基地,这样既能节约资源,又能尽快提高档次和水平,从而为提高我国墙材行业装备技术的整体水平作出贡献。(陈福广)
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