辽宁省新型墙体材料的革新与应用

邱丰实，宋海，杨元全

（1.辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110001；2.四川华西绿舍建材有限公司，四川 成都 610000；3.沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159）

辽宁省属于沿海地区，土地资源相对匮乏，人均耕地面积小于全国平均水平。辽宁省作为一个老工业基地，拥有众多的大中城市，由于社会发展、城市化进程的加速以及人口的增加，使得其土地资源的消耗日益严重。同时，过去存续的巨量固体废弃物也成为了地区为改变环境面貌的巨大障碍[1-2]。因此，为改变传统墙体材料占用大量耕地、能源消耗巨大、环境污染严重等现状，需要消纳固体废弃物，合理利用建筑固体废物，变废为宝，把废弃物变为再生资源并利用在加工制作新型墙体材料上[3-5]，对墙体材料进一步改造升级，同时加快新型墙体材料的推广与应用，对于促进全省实现可持续绿色发展有重要意义。

1 新型墙体材料概述

1.1 新型墙体材料的概念

新型墙体材料是符合国家产业政策向导，在制作原料上就区别于传统墙体材料的一类具有环保节能、轻质安全、功能多等优点的墙体材料[6-7]。传统墙体材料的生产原材料主要以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主，或以水泥、石灰、石膏为主，其能源消耗大、环境污染严重且产成品功能单一[8-10]。反观新型墙体材料，则以城市建筑垃圾、河道污泥及生活垃圾等作为制作新型墙体材料的原材料，在生产源头上就可以减少资源浪费，能够消纳建筑固体废物，有效缓解建筑垃圾对人们生产生活带来的负面影响。

1.2 新型墙体材料的分类

新型墙体材料多种多样，能很好满足现代建筑的各种要求，不同类型的新型墙体材料具有不同的特征。根据新型墙体的功能属性不同可以将其分为节能型墙体材料、安全型墙体材料和耐久型墙体材料。具体如下：

1）节能型墙体材料

依据目前市场所广泛使用的节能型墙体材料，又可主要分为5类，分别为烧结多孔砖[11]、混凝土小型空心砌块[12]、加气混凝土砌块[13]、GSJ板和GRC复合保温墙板[14-15]。烧结多孔砖作为替代烧结黏土砖的产品，尺寸规格较大，但密度相比普通黏土砖约减小了15%～40%，可以降低建筑物自重，提升建筑物的保温性能与施工效率。混凝土小型空心砌块是以水泥、砂、石、天然轻集料和工业废渣等材料制成，其空心率一般为25%～50%。该产品具有重量轻、抗震性能好、热性能好、造价低、污染少等特点，还能够提高施工效率，不但适用于非承重墙体［16］，还适用于多层建筑的承重墙。加气混凝土砌块的主要生产原料主要以硅质原料为主，在生产过程中加入发气剂经过混合反应、浇筑成型、静置养护等流程最终产出具有轻质多孔特点的硅酸盐类混凝土砌块，该产品不仅具有保温隔热、施工方便的优点，还具有较好的抗震效果。钢丝网架聚苯乙烯夹芯板简称GSJ板，它是将聚苯乙烯泡沫塑料板材填充在焊接的钢丝网框架中制成而成，在工厂加工生产时，首先将聚苯乙烯泡沫塑料板放入砌块的孔洞中，采用锲形连接，盲孔处理，隔断热桥，既方便施工，也防止了水泥进入孔洞，大大改善了保温效果。该产品目前主要应用于框架填充墙、楼房接层和内、外墙体保温施工中。GRC复合保温墙板是采用低碱度水泥、中砂、耐碱玻璃纤维、轻质填加料（珍珠岩）、保温芯板（阻燃型聚苯乙烯板）和填加剂在预制工厂混合浇注而成，该产品自重轻，保温隔热，隔音，抗震性能好，施工方便。

2）安全型墙体材料

安全型新型墙体材料将建筑安全、环境安全、人身安全融为一体，它的安全性在于“一体多面”，“一体”为安全型新型墙体材料的用料不能脱离新型墙体材料的范畴，“多面”一是这种新型墙体材料对自然环境要不起到副作用，甚至可以对环境进行清洁净化；二是这种材料使用之后要符合人居属性，不能有对人体有害的物质或成分；三是这种材料具备一定的强度和防火防潮功能（图1），不能顾此失彼。

图1 安全型墙体材料

3）耐久型墙体材料

耐久型墙体材料作为新型墙体材料的代表之一，是以服役中保持较高性能为主要特征，还具有成本低、节能环保、强度高、质量轻、耐久性较好等特点，并能够降低实际工程中的施工难度[17]。耐久型墙体材料又细分为砖类墙体材料、砌块类墙体材料和板材类墙体材料[18]。其中，砖墙材料通常从烧结实心黏土砖过渡以工业废料为原料的烧结砖和土烧砖，该类材料不但兼顾了传统砖的耐久性，还将建筑废弃物加以有效利用，起到节约能源的作用。砌块类墙体材料是建筑的核心材料之一，其主要应用在中高层建筑的承重墙、工业和民用框架结构建筑物中的非承重墙墙体材料中，具有较好的建筑成效和良好的保温效果。而板材类墙体材料（图2）常用于工业建筑和民用建筑中，类型多种多样，具备防火防潮、隔音隔热、轻质耐火等优点，同时也有效强化建筑建设的功效。

图2 板材类墙体材料

2 新型墙体材料发展与现实样态

2.1 辽宁省新型墙体材料发展现状

其一，辽宁省耕地面积逐年下滑（图3），为保护耕地、节约能源，缓解生态环境恶化，截至目前，我省已在全省区域禁止使用黏土实心砖，全省的“禁实”工作有了较大进步，以沈阳、大连、抚顺等为代表的多个城市彻底改变了墙体材料以红砖为主体的格局，节能型墙材的产量已超过红砖产量。不仅这样, 辽宁省在优化产业结构、淘汰落后生产能力、转换经济增长模式等领域也取得了不少经验和新亮点，在墙体建筑领域也实现了长足发展，为我国建材工业建设、为辽宁省的经济振兴作出了一些努力。

图3 辽宁省耕地面积走势

其二，目前辽宁已经基本形成了由中直、省直建筑材料和建筑业的技术研发、工程设计、质检监理等机构, 以及由高校、中介机构与专家学者等形成的新型墙体材料研发利用与应用的科技服务体系，通过不断开展科技服务活动和与行业研发的协作, 积极推动将科学技术转变为社会生产力。其三，我省已在煤矸石资源丰富的沈阳、抚顺、本溪、阜新、辽阳、铁岭、朝阳等地区建设煤矸石节能型墙材生产基地，在粉煤灰资源丰富的沈阳、大连、鞍山、抚顺、锦州、丹东、营口、辽阳、盘锦、葫芦岛等地区建设蒸压粉煤灰砖、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（板）、粉煤灰烧结制品、节能型复合保温砌块生产基地。其四，各地结合节能建筑的发展，制定新的墙材产品及应用技术规范，通过建设示范工程，推进新型墙体材料的实际工程应用。

2.2 辽宁省新型墙体材料发展中存在的短板

在市场发展方面，虽然我省已经燃起了建材行业向高质量高标准发展之风，然而，长期以来的建材行业消耗了大量的自然资源，一味追求节约投资、赶进度、粗放生产的生产陋习没有得到彻底改善。同时企业缺乏创新意识，不注重人才引进及培养，且产品质量良莠不齐，缺乏很大的竞争力。再者，企业为追求自身利益最大化，忽略对生产管理和发展方式的转变，造成大量质量不达标、低附加值的一系列产品进入市场，严重干扰了市场秩序，打压了部分新型高技术墙体生产公司，降低了行业生产墙体材料的积极性，这就致使国内高质量的墙体材料在国内的市场上很难形成有效的支撑，制约着整个产业的转型和升级。在创新方面，我省新型墙体材料的发展在一定程度上仍存在着以产量为导向的生产风气，从整体上看，我国墙体材料的技术水平不高，一些企业尚未形成专门的新型墙体材料研究体系，在推广应用上也很少进行市场调查，对其发展前景及重点发展领域也不清楚。同时由于墙体改革创新导致一些墙体材料在装修过程中出现缺陷。在发展空间方面，我省墙体材料的发展在功能导向上仍未有齐头并进发展的状态，具体表现在我省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。在技术研发方面，尽管近年来随着我国创新能力的不断增强，建筑工程方面的材料科技含量不断提高，以节能型墙体材料为代表的生产工艺水平也不断完善，但与欧、美、日等发达国家仍有较大的差距。

2.3 辽宁省新型墙体材料发展的趋势

1988年，我国开始了墙材改革创新工作，大力开发并推广节土、节能、利废及有利于环保并符合可持续发展要求的新型墙体材料。截至目前，尽管新型墙体材料的相关产品已经有了很大的发展，但在当今“双碳”战略目标下，我国的墙体材料发展之路还有很长的一段路要走。因此，我省关于新型墙体材料的发展之路应借鉴以下思路：（1）新型墙体材料的发展要有利于资源循环利用。建筑固体废物的资源化利用是减少资源浪费，保护环境的一项重要长久举措。同时，合理有效利用建筑固体废物是一个长期的系统工程，新型墙体材料的研发生产应着重对建筑固体废物的处理再利用，在生产源头、生产工艺和实际应用三方面入手，合理消纳利用建筑固体废物，通过对建筑材料的循环利用，以尽可能减少排出建筑废物的总量，发展循环经济，从而取得经济、环境和社会多方面的综合效益。（2）新型墙体材料的研发要紧跟建筑业的发展趋势，与市场需求紧密结合。截至目前，我国正大力推进住宅建筑标准化、部品部件生产工业化及建筑施工安装装配化等多方面的举措。因此，建材行业需根据不同的实际需求，在墙体材料强度达标的基础上，研发满足于各类使用场景下的墙体材料，以适应建筑结构体系的变化，并提高劳动生产率、提高工程质量和改善建筑功能。（3）新型墙体的应用要积极迈进农村市场。据不完全统计，我国新的住房建设和改造升级已占到了全国住房建设的半数以上。农村房屋建筑的广阔发展给新墙材产业的发展提供了良好的契机，所以，如何开发适用于农民居住的新型墙材，开拓新的墙材应用市场，将带领新墙材企业实现质的飞跃。（4）新型墙体材料的发展要为建筑节能提供保障。不断更新和提高的建筑节能标准，对墙体材料的质量和品质提出了新的要求和发展方向。因此，在发展自保温新墙材产品的基础上，需进一步考虑发展工厂化制作的具有良好保温隔热性能的外墙部件，才能在为建筑节能提供有力物质保障的同时，实现新墙材行业生产水平的整体提升，从而实现淘汰落后生产工艺和设备，提高劳动生产率、工程质量和改善建筑功能。

3 新型墙体材料在现代建筑中的发展建议

3.1 以科技创新为核心，努力提高市场竞争力

科技创新是引领建筑材料发展的第一动力。我省应狠抓应用技术开发，进一步促进产学合作，加强科技创新，将墙体建材材料的相关研发更深入化、精细化和科技化，以促进我省新型墙体材料工业的高水平发展，增强市场竞争能力，实现多品种配套化生产。通过技术改造提升市场进入壁垒，推进建材产业的转型升级，加速产业的一体化，发展龙头企业，并健全新型墙材的生产和使用技术规范，努力建设试点示范工程，推动新的墙材在工程建设中的推广。还要采用市场竞争的方式，逐步淘汰或重组水平低、技术落后的小规模企业，随后合理配置辽宁省各个地区资源，在区域均匀化发展的同时推动龙头企业不断壮大，使其成为在当地占有较大市场份额的新型墙体材料生产基地。

3.2 以调整产业布局为主要工作，顺应绿色发展趋势

我省发展新型墙体建材要立足于市场，按照因地制宜、集中高效、突出特色的原则，将其与区域经济的协调发展紧密联系在一起，通过优化区域生产力布局，整合优势，打造区域特色产品，培育区域产业优势。以城市化建设为依托，依据本省的社会、资源和地理环境，制定符合城市特色的新型墙体材料工业的地域分布，并紧跟“碳达峰，碳中和”战略目标，大力发展绿色、生态化无污染建筑材料，努力降低建筑材料生产安装过程中对环境的污染，为实现“双碳”目标尽一份绵薄之力[19-21]。

3.3 充分利用建筑废弃物，保护环境和降低能源消耗

建筑固废的资源化利用是一项长远的系统工程，新型墙体材料的发展要以此为主线，在生产加工、消费流通及回收处理过程中对其尽可能地减量化和再利用化，着重发展可循环式经济，以促进对建筑固体废物的合理消纳利用。例如：充分利用以炉渣、粉煤灰等工业废料的再利用，对城市建筑垃圾进行合理分类和二次回收加工，对污水处理厂的污泥、河流泥沙等工业废弃物加以处理以生产烧结制品[22-23]；采用烟尘脱硫技术降低废气的排放量，同时将副产品脱硫石膏用于生产砌块和壁材等。大力推广工厂预制产品，在生产环节中降低能源的消耗，尽可能减少排出废物的总量，达到经济、环境和社会多方面的综合效益，实现新墙材行业生产水平的整体提升。

3.4 发展循环经济，增加企业效益，为经济发展添砖加瓦

现阶段，辽宁省烧结制品生产企业的窑炉仍以轮窑居多，为此，应该加大对现有窑炉生产线进行节能改造，对生产线上的热能充分利用，改进生产工艺中的变频调速及内掺燃料等相关节能技术。同时，大力支持鼓励新建和改造干烧一体的隧道窑生产企业。根据辽宁省建筑材料产业的现状，选取一批具有良好的市场潜力和良好的耐久性建筑材料，并在此基础上，加强全产业链的协同合作，加速技术创新成果的产业化发展，同时扩大辽宁省耐久型墙体建材产业化发展规模。另外，要充分利用好政府政策对新型建材行业进行扶持和引导，帮助缓解中小企业发展中的扶持政策少、资金短缺等问题，以促进经济平稳向上发展。

4 结 论

本文以辽宁省墙体材料的相关调研结果为依托，对新型墙体材料的概念及分类做了进一步阐述，分析了新型建筑材料在辽宁省的发展现状与不足之处，最后在创新、市场和企业三个方面给出了一些后续发展建议。现阶段新型墙体材料工业已然成为我省的新兴产业，对现代城市的发展有着至关重要的作用，各部门相关机构及有志之士还需要共同奋进，为我省新型墙体材料向更高更强发展贡献一份力量。