我國輕骨料及輕骨料鹼的現(xiàn)狀和展望

(中國建筑學(xué)會(huì)建材分會(huì)輕骨料及輕骨料硅專業(yè)委員會(huì))

　　我國輕骨料及輕骨料硅發(fā)展己近半個(gè)世紀(jì)，在這近五十年的發(fā)展過程中，前三十年左右，是處于不穩(wěn)定的發(fā)展階段;后將近二十年才處于較穩(wěn)定的發(fā)展階段。目前輕骨料及輕骨料硅在發(fā)展過程中，雖還存在這樣或那樣的問題，但其總的趨勢(shì)仍是向著前進(jìn)方向發(fā)展的?，F(xiàn)狀如何?存在哪些問題?發(fā)展前景和展望。對(duì)此，我們提出一些看法，有不妥之處，希請(qǐng)批評(píng)指正。

1 現(xiàn)狀

　　1.1 輕骨料:

　　我國的輕骨料資源非常豐富，有天然輕骨料、工業(yè)廢渣輕骨料和人造輕骨料。但由于天然和工業(yè)廢渣輕骨料的性能有一定的局限性，因此在工程上大量應(yīng)用的是人造輕骨料。以下主要介紹人造輕骨料情況。

　　1. 1. 1 品種及分類:

　　人造輕骨料在我國俗稱陶粒。目前在市場(chǎng)上供應(yīng)的陶粒，有頁巖陶粒、粉煤灰陶粒和粘土陶粒。

　　上世紀(jì)70-80年代間，粉煤灰陶粒的產(chǎn)量約占全國陶粒總產(chǎn)量的45%:當(dāng)時(shí)的粘土和頁巖陶粒各占38%和17%;至90年代末，粉煤灰陶粒產(chǎn)量幾乎為零，粘土陶粒占總產(chǎn)量的80%以上;此品種結(jié)構(gòu)不符合我國國情，是不可持續(xù)發(fā)展的。目前粘土陶粒的比例己下降到70%以下，頁巖和粉煤灰陶粒上升到25%和81,左右。為促進(jìn)提高陶粒的質(zhì)量和便于丁程的應(yīng)用，將過去不分類的陶粒按性能分為超輕、高強(qiáng)和普通陶粒三類，并體現(xiàn)在國家標(biāo)準(zhǔn)中。

　　1.1. 2 產(chǎn)量、質(zhì)量及分布區(qū)域:

　　目前全國陶粒的總生產(chǎn)能力約350萬m，分布在全國23個(gè)省市。上規(guī)模的企業(yè)或生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多的地區(qū)主要在北京、天津、黑龍江、廣東、上海、江蘇、新疆、云南、湖北等地.與上世紀(jì)80年代相比，產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高。目前超輕陶粒產(chǎn)量約占總量60%左右，而高強(qiáng)陶粒產(chǎn)量占20%左右，普通型陶粒占20%左右。改變了過去那種高不成、低不就的質(zhì)量狀況。

　　1. 1.3 生產(chǎn)工藝技術(shù):

　　1.1.3.1 企業(yè)規(guī)模:

　　全國己建的100余家陶粒生產(chǎn)企業(yè)，按其生產(chǎn)規(guī)模大致可分為:(1)1 0-20萬m/Ya( 2)5 -10萬m,/Y以下;(3) 5萬m/y以下三個(gè)檔次。這100余家企業(yè)中，規(guī)模10-20萬m/y的企業(yè)僅占5%左右.5-10萬m,/Y以下約占10%，而5萬m“以下的卻占總數(shù)75%左右。

　　1.1.3.2 生產(chǎn)工藝技術(shù):

　　在10- 20萬規(guī)模中，有二項(xiàng)是引進(jìn)國外的生產(chǎn)技術(shù)(史密斯和萊泰克技術(shù));其余采用國內(nèi)新技術(shù)、新設(shè)備。其技術(shù)裝備較齊全、效率高、能耗低，能生產(chǎn)多品種陶粒的工藝技術(shù)。在5-10萬擴(kuò)以下的規(guī)模中，絕大部分企業(yè)在生產(chǎn)工藝中采用了新技術(shù)、新設(shè)備，其工藝配套完善，技術(shù)裝備較齊全、效率高、能耗低，其中部分企業(yè)的生產(chǎn)工藝也可生產(chǎn)多品種陶粒.在5萬m以下的規(guī)模中，絕大部分企業(yè)的單窯生產(chǎn)能力在1.5萬m/y，且都生產(chǎn)粘土陶粒，所采用生產(chǎn)工藝不完善，技術(shù)裝備簡陋、效率低、能耗高，一般只適合生產(chǎn)單一產(chǎn)品。

　　1.2 輕骨料鹼:

　　1.2. 1 主要性能水平:

　　上世紀(jì)7 0-80年代，結(jié)構(gòu)輕骨料硅己在工程上應(yīng)用了，其強(qiáng)度標(biāo)號(hào)只能達(dá)20-30MPao現(xiàn)工程上使用的結(jié)構(gòu)輕骨料鹼表觀密度1900kg/礦左右，強(qiáng)度等級(jí)可為Lc50.試驗(yàn)室還可配制出70MPa的輕骨料硅。

　　1.2.2 制品:

　　自商品超輕陶粒進(jìn)入市場(chǎng)以來，輕骨料硫砌塊己持續(xù)發(fā)展了17年左右，輕骨料破輕質(zhì)隔墻板是近幾年才發(fā)展起來的，在建筑節(jié)能和墻體改革深入發(fā)展的形勢(shì)推動(dòng)下，輕骨料鹼小型空心砌塊和輕骨料硅輕質(zhì)隔墻板等新型墻體材料，在房屋建筑中的應(yīng)用已較為普遍，輕骨料產(chǎn)量的70%是應(yīng)用在墻體工程上，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，現(xiàn)陶粒鹼砌塊年產(chǎn)量約300萬耐左右，但各地區(qū)的發(fā)展也并不平衡，，如:北京地區(qū)、輕骨料小型空心砌塊年產(chǎn)量約80萬m，黑龍江地區(qū)約70萬m，,遼寧地區(qū)建有80條輕骨料硅砌塊生產(chǎn)線:上海、江蘇兩地區(qū)各10萬耐左右。

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　　目前 ， 建設(shè)部首批推薦新技術(shù)、新產(chǎn)品項(xiàng)目，輕骨料硅砌塊和輕骨料鹼輕質(zhì)板材均被列入，相信輕骨料硅砌塊和輕骨料輕質(zhì)墻板，只要繼續(xù)提高自身的質(zhì)量，使制品的某些生產(chǎn)與使用性能得到改善，進(jìn)一步降低成本，定會(huì)得到較快發(fā)展。

　　1.2.3 施工技術(shù):

　　輕骨料鹼的施工工藝與普通硅基本相同，上世紀(jì)90年代我國商品鹼得到迅猛發(fā)展，泵送硅的技術(shù)水平有了很大提高，由于輕骨料的孔隙率和吸水率比普通骨料大，所以輕骨料硅的泵送比普通硅難度大，但是只要通過對(duì)粗骨料的預(yù)濕、最大粒徑及粒型的控制、砂率的調(diào)整和摻入外摻劑和礦物摻合料等措施，輕骨料鹼的泵送技術(shù)在我國也得到了應(yīng)用，并取得了很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益.

　　1.2.4 工程實(shí)例:

　　輕骨料鹼在工程上的應(yīng)用范圍很廣，有保溫工程、結(jié)構(gòu)保溫工程和結(jié)構(gòu)工程。在結(jié)構(gòu)工程中主要是高層建筑、橋梁工程等，部分典型工程如下:

　　1.2.4. 1 上海宏泰公寓，建筑面積58000.，主樓高98.3m 。其頂層隔熱層采用輕骨料鹼，設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)高LC7.5, k 4表觀密度800-850kg/m,實(shí)測(cè)硅強(qiáng)度10.2MPa,硅表觀密度800-840kg靦，，導(dǎo)熱系數(shù)0.25 W/m" k ，技術(shù)性能滿足設(shè)計(jì)要求，施工日期1999年7月。

　　1.2.4.2 南京國際展覽中心，建筑面積8.5萬m其結(jié)構(gòu)地下一層，地上三層，其中三層板，屋面采用輕骨料鹼。設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度等級(jí)為LC30的陶粒硅，千表觀密度不大于1850kg/礦工期較緊，因此硅須采用泵送施工。實(shí)測(cè)硅強(qiáng)度32.6-41.3M Pa，表觀密度為1820-1850kg/m硅技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，2000年5月開始泵送施工。

　　1.2.4.3 天津粉煤灰陶粒硅高層住宅，采用粉煤灰陶粒硅的計(jì)37幢。10.00按1990年統(tǒng)計(jì)，天津市在建和己建的高層住宅計(jì)63幢，其中所有內(nèi)外墻使用陶粒硅的有9幢，以上全部使用粉煤灰陶粒鹼的有3幢，最高26層，計(jì)3.6萬獻(xiàn)，最高22層計(jì)12.25萬瑟.低造價(jià)7-12.5%，且有較理想抗震性能。

　　1.2.4.4 珠海市國際會(huì)議中心(1999年)該工程在建設(shè)過程中，由于增加了總統(tǒng)套間室內(nèi)游泳池，這些工程不僅減輕結(jié)構(gòu)自重約12.既，降采用頁巖陶粒鹼，降低自重，必須改變?cè)O(shè)計(jì)采用普通鹼方案，決定以適應(yīng)增加室內(nèi)游泳池重量的需要，十層至二十一層的梁、樓板、部分框架柱、陶粒鹼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為LC35，實(shí)測(cè)結(jié)果為其使用部位從國際會(huì)議中心左邊第總統(tǒng)套間室內(nèi)游泳池以及會(huì)議中心后面30m 樓頂網(wǎng)球場(chǎng)。LC36.5- 41.3M Pa.滿足設(shè)計(jì)要求。

　　1.2.4.5 天津永定新河大橋2000年竣工，1.2公里，南北引橋原設(shè)計(jì)為普通矽、是唐津高速公路跨越永定新河的一座大型橋梁，聯(lián)的預(yù)應(yīng)力輕骨料硅連續(xù)箱梁后，預(yù)應(yīng)力箱梁，改用密度等級(jí)為1900強(qiáng)度等級(jí)為LC40其總長約的四孔一箱梁跨度由原設(shè)計(jì)的26m增至35m.輕了自重，下部結(jié)構(gòu)原為4,1.5m鉆孔樁和(D1 .35 m橋面也采用輕骨料硅。由于減的墩柱。

　　1.2.4.6　比原設(shè)計(jì)節(jié)約工程造價(jià)10%左右。北京蘆溝橋、建翔橋改造工程:的墩柱分別減小為1.0m 和1.2m 鉆孔樁和(b1.Om蘆溝、建翔兩橋由于舊橋改造需要，承載力，擴(kuò)大通行能力，采用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程體系:

　　我國輕骨料及輕骨料硅的在不改變橋梁原有主要承重結(jié)構(gòu)體系的情況下，為增加橋梁骨料硅在我國的發(fā)展，“標(biāo)準(zhǔn)”、“規(guī)程”自上世紀(jì)七十年代中期就著手編制，在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程幾經(jīng)修編，并與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，目前有關(guān)輕骨料及輕骨料鹼的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容不斷完善、質(zhì)量不斷提其余標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程均在實(shí)施之中。

　　己有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程:

　　1, G B /T 17431.1-2 輕集料及其試驗(yàn)方法
　　2, G B 15 229-2002 輕集料硅小型空心砌塊
　　3, J G J5 1-2002 輕骨料硅技術(shù)規(guī)程
　　4, J G 31 2-99 輕骨料硅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程
　　5、 輕骨料硅橋梁技術(shù)規(guī)程(尚在報(bào)批中)

2 輕骨料及輕骨料硅當(dāng)前存在著有以下幾個(gè)主要問題:

　　2.1 人造輕骨料的品種結(jié)構(gòu)不合理，目前還仍以粘土陶粒為主，急待發(fā)展粉煤灰、頁巖、淤泥等陶粒，盡快降低粘土陶粒的生產(chǎn)比例，以適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要。

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　　2.2 陶粒質(zhì)量勻質(zhì)性檢驗(yàn)，特別是高強(qiáng)陶粒，沒有引起足夠重視，在輕集料標(biāo)準(zhǔn)中，雖以堆積密度的變異系數(shù)來控制其勻質(zhì)性，但是具體操作時(shí)并不好操作，質(zhì)檢部分在質(zhì)檢中，無論是送樣或抽樣檢測(cè)，均無此指標(biāo)，靠生產(chǎn)部門自檢是虛有其表。

　　2.3 在面臨世界性能源枯渴的今天，降低生產(chǎn)能耗，勢(shì)在必行，我國陶粒的生產(chǎn)熱耗還是比較高的，平均在4400KJ/kg陶粒。比國外先進(jìn)國家的熱耗高出35%左右，特別是一些單窯產(chǎn)量在2萬礦/Y以下企業(yè)熱耗更高。

　　2.4 陶粒的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的研究與開發(fā)緩慢，自科研體制及機(jī)構(gòu)精簡改革后，輕骨料行業(yè)進(jìn)入無人過問、無人管理狀態(tài)，制約了人造輕骨料的提高和發(fā)展。

　　2.5 質(zhì)量低劣、不合格的煤渣、煤渣砌塊、煤渣輕質(zhì)隔墻板，靠廉價(jià)優(yōu)勢(shì)，沖擊和干擾著陶粒硅砌塊

　　2.6 對(duì)結(jié)構(gòu)輕骨料鹼的性能、工程應(yīng)用等宣傳和交流廣度不夠，結(jié)構(gòu)輕骨料鹼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件尚未開發(fā)等，在很大程度上影響了輕骨料硅在結(jié)構(gòu)工程上的大量應(yīng)用。

3 發(fā)展與展望

　　我國的工程建設(shè)持續(xù)發(fā)展和加入WTo是輕骨料及輕骨料鹼又遇到了極好的發(fā)展機(jī)遇。但是我們也必須要考慮一個(gè)重要問題，是我們不能再像以前一樣，關(guān)起門來，考慮自己的事了。和其他行業(yè)，在加入WTo以后，我們建筑業(yè)市場(chǎng)將更加開放，輕骨料行業(yè)也將面臨著與國外同行在各方面的競爭。

　　因此，我們應(yīng)該在己經(jīng)取得成就基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。盡快解決好如上所述的存在問題，以適應(yīng)發(fā)展的需要。另外，隨著WTO的加入，國外輕骨料鹼技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)對(duì)擴(kuò)大我國這方面的市場(chǎng)，將有更大的促進(jìn)，我國輕骨料及輕骨料鹼會(huì)得到更大發(fā)展.

　　可以預(yù)計(jì)在不久將來，我國輕骨料及輕骨料硅將是:

　　.陶粒的 品種結(jié)構(gòu)將以粉煤灰、頁巖、江河淤泥為主要原料的綠色輕骨料大量推廣應(yīng)用;
　　.綠色超輕陶粒仍是生產(chǎn)量最大的人造輕骨料;
　　.陶粒的生產(chǎn)熱耗將進(jìn)入國際先進(jìn)行列;
　　.陶粒節(jié)能型設(shè)備將可成套供應(yīng);
　　.陶粒勻質(zhì)性指標(biāo)將得到有效監(jiān)控;
　　.陶粒成本將大幅度下降;
　　.陶粒鹼砌塊和輕質(zhì)隔墻板在墻改材料中將占主導(dǎo)地位:
　　.輕骨料硅泵送施工將普及;
　　.結(jié)構(gòu)輕骨料硅在多、高層房屋建筑的樓板、墻板工程中較多應(yīng)用:
　　.結(jié)構(gòu)輕骨料硅在橋梁工程(含立交橋、高架橋)中更多應(yīng)用:特別是舊橋的改造、修補(bǔ)、加固
　　和擴(kuò)建中應(yīng)用將更為廣泛;
　　.輕骨料硅房屋和橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)己電腦化

　　輕骨料及輕骨料硅在我國的發(fā)展雖很緩慢，但在一批熱衷于輕骨料及輕骨料硅積極分子的不懈努力下，已引起工程界的注意和舉趣，相信在各方大力支持及努力下，輕骨料及輕骨料硅在新世紀(jì)中，將會(huì)得到更大發(fā)展和更廣泛應(yīng)用。