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国内硅酸钙板进展状况
2023-12-2520:54:12
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Ο引言
硅酸钙板是最具先进性的墙体材料之一。其优异的产品性能,正逐步得到市场的认可和青睐。经过十多年的市场开发,硅酸钙板已经呈现快速进展的态势,估量将来几年将有更多的生产企业参与到这一行业中来,使得硅酸钙板在将来几年内的应用必将更为广泛。另一方面,由于硅酸钙板生产企业不断降低生产本钱,硅酸钙板的市场价格也已经和石膏板相接近,重划分墙体材料的市场份额是历史的必定。
硅酸钙板的简述
硅酸钙板是美国OCDG公司制造的一种性能稳定的型建筑材料。20世纪70年月在兴盛国家推广使用并进展起来。日本和美国是使用这种材料最普遍的国家。经过30多年的应用,已经证明是一种耐久牢靠的建筑材料。
硅酸钙板的原料是以硅质材料(石英粉、硅藻土等)、钙质材料(水泥、石灰等)、增加纤维(纸浆纤维、玻纤、石棉等)经过制浆、成坯、蒸养、外表砂光等工序制成的轻质板材。由于硅质、钙质材料在高温高压的条件下反响生成托贝莫来(TOBER-MORITE)石晶体,其性能极为稳定。故以这种晶体为主要成分的硅酸钙板具有防水、防潮、耐久、变形率低、隔热等特点,尤其适合用作建筑内部的墙板和吊顶板,并且有各种其他用途。
硅酸钙板的国内现状
我国一些科研单位和大专院校在20世纪80年月初开头对硅酸钙板的机理和生产工艺进展了争论,直到19
90年才由武汉建材工业设计院和三明型建材总厂合作,建成国内第一条完整的生产线设计力气为年产1
50万m2。据不完全统计,。1998年,全国同类企业也不到10
。2023年到2023年。。总生产力气到达6000多万m2/年。广东省是近几年硅酸钙板进展最快的地区,生产力气占全国的一半,一些企业起点比较高,生产规模都达600万m2以上,其代表企业有松本板业有限公司、金福板业、埃特尼特。目前广东在建和拟建的生产线还有数条,分布在南海、东莞、汕头等地。浙江省杭州某企业近期打算投资2亿元,引进德国的规模为1000万m2的生产线。
我国硅酸钙板生产企业主要生产地集中在南方地区,尤其是广东和福建,占了全国的3/4以上。近年来北方地区也开头建有生产企业。2023年北京及周边地区在建和拟建的生产线达7条之多。截至到2023年底,据不完全统计,全国硅酸钙板企业共30家
硅酸钙板的市场竞争
多年来由于硅酸钙板产品优良性能始终不被市场所生疏,市场反响与原先预期尚有较大的距离。三明型建材总厂为这一产品的市场推广付出了极大的代价。2023年前后,“金强”、“航丰”和“鑫兴”。民营企业靠灵敏的经营机制冲击原来相对稳定的硅酸钙板市场。也刺激了市场的急剧升温。在策略上,这些民营企业走低端价格快速占据市场的路子。上述三个品牌的硅酸钙板市场售价根本都在每张20元左右(规格,下同),大大低于三明型建材总厂“金宫牌”板的每张35元。这些企业还允许经销商“贴牌”,依据经销商的要求进展加工。灵敏的机制使得民营企业的效益都得到较好的表达。总体上看,由于市场竞争,同时也快速扩大了福建省的硅酸钙板市场容量。三明型建材总厂近几年总销售量根本保持年200多万m2的水平,稳中略升,但市场占有率已从过去的75%降到今日的25%左右。
广东省是硅酸钙板生产企业进展最快速的地区,近年来由于竞争开头加剧,广东地区的绝大多数硅酸钙生产企业都开头把目光转向海外市场,广东省2023年硅酸钙板的出口量约占该省产量的一半。
除了同行竞争外,与硅酸钙板产品有相类似用途的纸面石膏板,因其外观质量好、质轻、施工便利等缘由,虽传言有种种性能缺陷,但因作为吊顶使用有比较长的历史,配套产品也比较齐全,施工图籍也较完善,仍受不少设计施工单位青睐,在市场上仍有比较大的份额。依据福州南方建材市场的信息显示,硅酸钙板和石膏板的价格已经格外接近,硅酸钙板和石膏板的市场割据必将重形成。竞争除了价格外将更多表达在产品性能和配套效劳方面。而硅酸钙板产品的营销策略也凸显关键。
虽然近几年硅酸钙板得以快速进展,但在琳琅满目的建筑板材中,硅酸钙板仍只占较小的一局部
市场份额。按轻质板类市场划分,硅酸钙板缺乏10%。从市场销售上看,硅酸钙板主要用途又集中在吊顶和局部隔墙。由于进展历史较短,硅酸钙板行业尚未形成大气候。企业问相互封闭,沟通较少,整体上对硅酸钙板的宣传力度不够。因此,这一优良材料的推广过程比较漫长。近年来生产企业增多,但配套产品照旧跟不上,轻钢龙骨、吊件等大都是套用石膏板的辅材。配套产品和施工技术的滞后也一度影响了硅酸钙板的推广应用。
目前硅酸钙板企业除三明型建材总厂是仅剩的国有企业外,其余全部为私营。江两宜春和疆库尔勒曾经各有一家国有企业现在也已经被私人长期租赁承包经营。
硅酸钙板市场前景
硅酸钙板在国外,特别是美国、日本、韩国以及印尼、加坡等东南亚地区销量很大。目前已有上述国家的客商从我国进口硅酸钙板,特别足日本、韩国的用量缺口较大。一些台商利用国内生产线贴牌生产后大量出口。此外,目前的建成和在建的台资企业有三家分别位于广东汕头和江苏连云港,产品主要外销。广东省也已经建有一家大型的合资企业。
在国内,尤其是南方地区,设计、施工和建设单位普遍看好硅酸钙板,除了将硅酸钙板大量用作吊顶、隔墙,已开头扩大应用到复合外墙等范同。北方地区对硅酸钙板产品的认知度近几年也逐步上升。北京、大连、上海等大城市的有些重点建筑和高层建筑都曾选用了硅酸钙板作为内隔墙和吊顶,一些建筑还承受了从美国进口的硅酸钙板材。随着硅酸钙板由南方逐步向北方推广,并在墙体上得到应用。估量将来的市场将会快速扩大。
在宏观政策方面,我国实施可持续进展的型墙体材料改革战略,从保护耕地、节约能源、资源综合利用、改善环境的目的动身,将迫使以实心粘土砖为主的旧式墙体材料尽快退出历史舞台;国民经济的快速进展和住宅产业化的要求,也大大促进了型建材进入市场。据推想,我国全社会房屋竣工面积将到达20万亿
m2,建筑业增加值年均7500亿元,其他城乡住宅需求量将保持在15亿m2;同时,国家产业政策大力扶持型建材业进展,用型建材代替“秦砖汉瓦”是建材工业构造调整的重要内容。在原国家建材局公布的建材产业政策中,硅酸钙板就已经列为重点进展的工程。因此。硅酸钙板在墙体上的应用将有更宽阔的天地。
硅酸钙板的生产技术
国内现有的硅酸钙板生产线大局部是武汉建材工业设计院等单位在消化吸取国外技术后自行研制而来。因此,不同程度上存在缺陷。从三明厂第一条生产线开头,,但并不完善,生产线上仍有很多非标准制造的部件。与国外设备相比,国产工艺线原理一样,但有确定的差距,、平坦度较差,远达不到国外设备的精度。
硅酸钙板的生产工艺主要有网轮抄取法和流浆法两种。网轮抄取法是通过前后排列的几个(一般是2~4个)圆型网箱旋转时把物料带到网布外表,再连续铺设到毛布带上,物料到达确定厚的后即为坯料。网轮抄取法历史比较长期些,工艺设备相对成熟,生产率比较高,但物料的流失相对较大些:流浆法是后来进展的技术,主要是转变成坯工艺,料浆通过给料箱直接把物料铺设到毛布带上,通过真空脱水成坯。因此流浆法的成坯工序的设备相对简洁些,但需要增加真空脱水系统。流浆法的物料损耗相对较少些。上述两种工艺在国内同时并存,各自发挥自己的优势,南方地区偏爱承受流浆法,而北方地区则偏重抄取法。可能这是一种企业间“抄袭****惯而成。
在国外,90%的工艺线是承受网轮抄取法。流浆法起源于欧洲,后来国外又觉察存在问题而否认了该工艺。
目前国内的工艺线按生产力气主要分为小线和大线两种。以网轮抄取法为例,小线抄取的一张坯即为一张标准规格的板材:大线的网轮直径比较大,抄取的一张坯长度是小线的2倍,到达5m多长,中间裁一刀即为2张半成品板。小线的年生产力气为150~200万m2,大线的年生产力气为300~400万m2。一条年产200万m2规模的小线,设备总投资约600万元,而一条年产300万m2规模的大线,设备投资约850万元。两种工艺方法的设备投资额相差不大。
一个年产200万m2的硅酸钙板厂,需要车间面积约5000m2(包括成品库),厂区面积20~30亩。由于后道加工的设备根本一样,假设成型段增加一条生产线,只需预留设备的空间即可,并不需要增加太大的厂房面积。在建厂方案中可适当考虑深加工用地。
硅酸钙板生产线设备
主要技术性能指标如下:
指标名称产品规格
单位 指标值
150万m/年 300万m/年
mm 〔长*宽*厚〕
〔2400,2440〕*〔1200,1220〕*〔5-12〕
原材料年消耗量纸
纤维硅灰粉消石灰粉石英粉
tttt
600100021005000
15001000420231000
总用地面积
㎡
-20230
-20230
建、构筑物占地面积
㎡
4000
5000
年运输量生产〔运入
运出和〕
t
18000 35000
主要生产设备打浆
台台
1111211 1111311
机磨浆机制板机堆
台台
垛机蒸压釜烘干机
台台
砂光机
台
生产线设备来源
主机设备由我公司设计制造
设备装机容量
Kw
600 900
用水量
m/d
15(不包括锅炉用水) 80(不包括锅炉用水)
小时最大耗汽量
t/h
6 6
生产工人数
人/班
35 40
硅酸钙板与蒸压纤维水泥板可持续性分析
公布时间:2023-04-23 文章来源:中国建材报
硅酸钙板与蒸压纤维水泥板均属短纤维增加的蒸压制品,前者以消石灰、
sio2含量在90%以上的硅质材料和轻集料为基体,外观主要特征是白色和低密度
〔~cm3〕。后者以一般硅酸盐水泥和sio2含量在50%以上的硅质材料为基体,外观主要特征是灰色和高密度〔~cm3〕。
我国在20世纪80年月后期开发了硅酸钙板与蒸压纤维水泥板,90年月初期投入生产。近10年来其进展尤为快速,全国此类板材的年总生产力气已由上世纪末的缺乏3000万平方米增至近年的2亿平方米。不仅广泛用于办公楼、医院、宾馆、地铁隧道中,也已用于奥运会场馆、国家大剧院与上海世博会馆等重点工程中。多年来出口海外的数量已到达年销售量的30%左右。
国际上已将可持续性作为对工业产品能否长期存在和持续进展的一项重要评定指标,现今产品的可持续性与绿色度在某种意义上已成为同义词,由于可持续性的产品必定是绿色的。笔者现就原材料、制品生产过程及应用过程3个环节中的主要因素对硅酸钙板与蒸压纤维水泥板可持续性的影响进展分析,并参考国外有关企业的先进阅历,结合国情探讨如何提升我国此类建筑板材的可持续性。
原材料对产品可持续性的影响纤维增加材
世界卫生组织〔who〕在2023年公布的文件《消退与石棉有关的疾病》中指出“消退石棉相关疾病最有效的途径就是停顿使用各类石棉”,尽管现在国际上
对温石棉的使用尚有争议,但迄今全世界已有40多个国家〔包括全部欧盟成员国、美国、日本、澳大利亚〕在制造硅酸钙板、纤维水泥板时不使用温石棉。看来在世界范围内停顿使用温石棉只是一个时间问题,目前我国绝大多数企业在生产此类板材时也已不再使用温石棉。
耐碱玻璃纤维、高模量聚乙烯醇纤维与改性聚酰***纤维虽然具有较高的抗拉强度,但缺乏对粉状材料的吸附性,且不能经受温度在180℃~200℃的蒸压处理。
芳纶纤维与碳纤维虽然具有很高的抗拉强度与弹性模量,能经受蒸压处理,但也缺乏对粉状材料的吸附性,并且价格昂贵。
国际上公认用现有的湿法工艺〔抄取法、流浆法〕制造非石棉硅酸钙板与蒸压纤维水泥制品,最适宜的石棉代用纤维是经化学处理〔硫酸盐处理〕的木浆纤维或称纤维素纤维。这主要是①经磨浆后的木浆纤维〔指经化学处理的木浆纤维,以下均是〕具有与松解后的石棉纤维相像的工艺性能,即料浆的过滤性与对粉状粒子的吸附性;②此种纤维具有确定的抗拉强度〔松解后温石棉的抗拉强度为500~700mpa,磨浆后木浆纤维的值为500~600mpa〕;③磨浆后木浆纤维的长度处于确定范围内〔长度为1~6mm的纤维含量为60%~70%〕,与松解后的中长温石棉大致相近;④耐高湿高温性好,与温石棉一样均可经受蒸压处理。同时木浆纤维与温石棉相比,既对人体安康无害,又是可再生的自然资源。
我国生产硅酸钙板的企业多数使用进口的经漂白与化学处理的木浆纤维,生产蒸压纤维水泥板的企业则多数使用进口的未经漂白、经化学处理的木浆纤维
〔即专用的牛皮纸纤维〕或同时使用此2种纤维。进口纤维的价格不仅较高且常常波动,笔者曾屡次呼吁制造此类板材所用的木浆纤维应立足于国内。这就需要我国生产此类板材的行业与林业、造纸等行业开展必要的协作,尤应留意使用可速生树种制得的木浆纤维。回收的废纸纤维经适当的打浆处理也可用以替代局部木浆纤维。
胶凝材料
与非蒸压的纤维水泥板相比较,硅酸钙板与蒸压纤维水泥板的胶凝材料耗量仅是前者的40%左右,属低碳建材制品。
国内外制造硅酸钙板的企业一般用消石灰作为胶凝材料,或以消石灰为主掺加适量的一般硅酸盐水泥。
制造蒸压纤维水泥板所用胶凝材料是一般硅酸盐水泥,为尽可能削减水泥中熟料的用量。建议使用复合硅酸盐水泥来取代一般硅酸盐水泥。我国复合硅酸盐
水泥中含有硅酸盐水泥熟料,2种或2种以上的混合材及适量的石膏,其中混合材的总掺量大于15%,但不超过50%,对此种水泥的技术要求则根本与一般硅酸盐水泥一样。因复合水泥中掺有不同的混合材,制造纤维水泥板选用何种复合水泥为宜,最好在工艺线上先进展必要的试验。
硅质材料
制造硅酸钙板或蒸压纤维水泥板在原料中掺加硅质材料,其作用在于蒸压过程中钙质材料与硅质材料起化学反响生成托勃莫来石晶体。长期以来国外企业在制造此类板材时均用磨细石英砂作为硅质材料,主要是由于石英砂的sio2含量较高〔可达90%以上〕。
我国在20世纪90年月后期已有个别生产蒸压纤维水泥板的企业用粉煤灰代
替全部磨细石英砂,产品质量可到达标准要求。近年来,国外有些纤维水泥板企业也用粉煤灰代替局部或全部磨细石英砂。
使用粉煤灰代替磨细石英砂不仅利用了工业废渣,同时还可免去粉磨石英砂的能耗并降低产品本钱。但在选用粉煤灰时应对其化学组成与放射性物质含量有确定的要求。宜使用sio2含量不低于50%的低钙粉煤灰,为保护环境与保障人体
安康,所用粉煤灰的放射性物质含量不应超过我国国家标准《建筑材料用工业废
渣放射性物质限制》中所规定的限值。掺合料
国内外有些企业在制造蒸压纤维水泥板或硅酸钙板时掺加少量的微硅粉
〔4%左右〕,由于微硅粉中非晶态、高活性的sio2含量可达95%以上,故可适当削减硅质材料的用量,并有助于增进成型过程中薄料层的黏结和蒸压过程中促进托勃莫来石晶体的生成。
制造防火性要求高的硅酸钙板时,尚需参与适量的特种掺合料,如针状硅灰石、膨胀珍宝岩或膨胀蛭石及云母鳞片等。
国内外生产此类板材的企业均100%利用生产过程中未硬化的废板坯与切下的边料,制成料浆后重使用。绝大多数企业均将板后加工过程中产生的边角废料、碎屑与细粒,经收集、粉磨后作为掺合料使用,在制品中的掺量可达10%以上,这对削减生产区周边的污染有重要意义。
配方
制造蒸压纤维水泥板配方中木浆纤维的含量取决于纤维的树种、磨浆后纤维的打浆度及纤维在纤维水泥料浆中分布的均匀性,一般在7%~9%范围内。纤维
含量过大,由于分布不均匀,反而导致制品强度降低。对有防火要求的硅酸钙板而言,木浆纤维的含量一般在5%以下。当用磨细石英砂作为硅质材料时,最好在制品中不含剩余的未参与反响的石英砂粉。这是由于石英砂中含有晶态的sio2,在制品切割、砂光、钻孔等机械加工过程中,sio2晶体粉尘对人体有害,
吸入过多的此种粉尘会导致矽肺与肺癌。为此,比利时etex集团在其产品配方
中已严格把握磨细石英砂的含量。运输
原材料的长途运输既消耗大量燃油,又使空气受到污染。为削减运输过程中对能源与环境的影响,近年来etex集团在比利时的生产厂及其在德国的promat公司已将局部原材料由陆路运输改为水运。日本nichiha公司90%以上原材料的运输距离不超过200公里。笔者建议我国位于南方的此类板材的生产厂所用原材料可考虑承受水运。
生产过程对产品可持续性的影响磨浆
木浆纤维的磨浆对纤维与基材的黏结及纤维增加作用的发挥均起重要作用,但磨浆的能耗较大,可高达800kwh/t,而在磨浆过程中不仅可使纤维束被松开以增进其对粉料的吸附力气,同时又可使纤维被切断而降低其平均长度。硅酸钙板与蒸压纤维水泥板的抗折强度与韧性不仅取决于纤维的含量,同时也取决于纤维的平均长度。长度3mm以上的纤维在制品中起着明显的增加与增韧作用,长度的纤维即使纤维含量很大也仅起填料作用。
etex集团研发中心争论了磨浆工艺对木浆纤维的打浆度与纤维长度间的关系,觉察提高磨浆的强化度至确定限度后,对打浆度并无明显提高,反而使纤维长度有不同程度的下降。明显磨浆的能耗将随磨浆强化度的增高而增大,因此他们认为,对不同品种的木浆,应通过试验确定其最适宜的磨浆强化度,从而在削减能耗的同时,又不致使纤维受较大的损伤。
制坯
国际上多年来已倾向于设计、制造与使用高生产率的板坯成型机,由于这有利于节约钢材、降低能耗、节约场地、削减劳动力和降低生产本钱。例如,德国wehrhahn公司制造的具有5~6个大网轮〔椎1200mm〕和大直径〔椎1600mm〕成型筒的、自动化程度很高的抄取机的年生产力气可达1000万~1200万平方米
〔按厚度为6mm计〕,相当于2~3台年生产力气为400万平方米的抄取机。
瑞士技术公司制造的具有7个真空箱的流浆机的年生产力气可达800万平方米
〔按厚度为5mm计〕。我国武汉建材工业设计争论院以自主学问产权设计、制造了年生产力气为800万平方米〔按厚度为6mm计〕的流浆机,到达了国际先进水平。
迄今为止,国际上制造硅酸钙板与纤维水泥板仍以抄取法为主流,国内则为流浆法与抄取法并行进展。依据可持续进展的方向,今后我国生产此类板材,到底以何种工艺为主,是值得行业专家进一步深入、全面而又客观地探讨的。
循环用水
用湿法生产硅酸钙板与蒸压纤维水泥板,工艺用水的耗量极大。例如,年产量为2023万平方米的、拥有2条抄取工艺线的纤维水泥板厂,每日的循环用水量约为360立方米,过去经1周马上如此大量的工艺用水全部排放进入污水管道。为了节约用水、削减对环境的污染,国外知名企业均在设法实行有效的措施。例如,澳大利亚jameshardie集团承受再生处理的非饮用水,该集团在美国的2家工厂的工艺用水已实现了“零”排放或接近“零”排放。nichiha公司位于美国macon的工厂已建立了1座水处理分厂,不仅可回收95%的工艺用水,并对其余5%的水经适当去污处理后重进入生产系统。为节约工艺用水,我国生产此类板材的企业应尽快实行有效的措施。
蒸压养护
板坯必需经蒸压养护,因而要耗用大量蒸汽。为削减用锅炉产生蒸汽而释放较多的温室气体,国内外很多企业均使用自然气或热轻油等清洁燃料,有条件的企业则可利用发电厂排放的废蒸汽。为削减能耗与水耗并改善对环境的影响,很多企业已使蒸压釜中的剩余蒸汽进入蒸汽养护的隧道窑内〔一般温度保持在
50℃~60℃〕,使板坯硬化后获得初始强度再脱去模板进入蒸压釜中。
板面喷涂
国外知名企业用于室外的硅酸钙板与蒸压纤维水泥板均在出厂前经喷涂处理,不仅使产品有较好的外观,更主要的是可提高产品的耐久性。例如,jameshardie集团外墙板的正、反两面及四周的厚度方向均喷涂防水与耐候性较好的涂层。为削减涂料中有机溶剂所含挥发性有机物对空气的污染和对人体安康的危害,主要使用高固含量的溶剂型涂料或无溶剂涂料。etex集团长期以来对纤维水泥板承受名为“glasal”的特地涂装技术,所用涂料是无机质的,需经特别的浸渍与烘烤处理。经此种技术处理后的外表涂层格外致密、光滑,如同瓷釉,故