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土工合成材料产业(6篇)

时间: 2024-02-02 栏目:公文范文

土工合成材料产业篇1

关键词:绿色高性能混合土;建筑材料;可持续发展

随着我国科学技术的突飞猛进,对于新型混凝土的研究有了长足的进步,但是由于研究过程中过于偏重其物理综合性能,造成其耐久度与环保程度过低,因此向人们提出了相关研究的新方向,而绿色高性能混凝土材料就是将之前材料的性能与建材的可持续发展结合到一起,因此本论文就对这种材料的性能与发展方向进行相关的探讨。

1建筑工程材料的使用现状与可持续发展

在当今可持续发展是一个热门的话题,也是党和国家在近期社会发展的根本性战略,即要求我们在发展经济的同时,要解决好其与环境、资源等方面的关系,促进社会的协调发展,我国现在面临着众多的大型公共设施的建设工作,所以对于建筑材料的要求也就是更加的严格。混凝土一直是建筑行业的核心材料,应用范围广泛、力学性能较好,同时其还可以将一些工业废料进行相关的在应用,所以自从将水泥混凝土视为建筑的主要材料之后,我们便开始毫无节制的滥用地球资源,使其遭到了巨大的破坏,直到地球出现明显的环境危机时,人类才开始真正的意识到环境保护与能源发展等因素之间的联系,所以本文所讨论的绿色高性能混合建筑材料的出现,相关研究人员认为能从根本上引导建筑行业走向可持续发展的道路。

2绿色高性能混凝土的性能与环保措施

2.1高性能混凝土与绿色高性能混凝土。绿色高性能混凝土(GHPC)的提出是基于高性能混合土(HPC)的概念提出的,在九十年代以前,人们总是过于偏重于混凝土某些综合性能的研究,而往往忽视其耐久性的研发,所以人们提出HPC的概念促使对其施工性能与使用的耐久性进行提升,HPC的定义一般为具备人们所期望的能力,但是传统材料往往无法达到要求的这种混凝土,我们称之为HPC,其具有相对于与局限性,它一般有着如下几个优点:(1)强度高,一般具有传统材料不能达到的强度,在施工中可以减少材料的使用,提升建筑的美观效果与结构挠度等方面的要求;(2)耐久性好,在建筑中的使用时间远长于传统材料;(3)施工性好,在正常的施工条件下可以达到最好的建筑效果,混凝土结构密实均匀。

由于混凝土的优良性能,致使我们在日常建筑生产中过量的使用,这对环境的影响十分惊人,据相关研究表明,每生产一吨水泥要排放同等重量的二氧化碳,同时还有大量的温室气体,还产生大量的烟尘,对环境有着十分不利的影响。水泥厂也是耗电、耗煤大户,所以一定要提高混凝土的绿色度,采取有效的措施来减少水泥的使用量,同时在混凝土中科学的加入粉煤灰等成分以提高性能,这样可以减少生产混凝土所产生的温室气体排放,对环境起到保护的作用。再这样的标准下所生产的混凝土即为绿色高性能混凝土。

2.2绿色高性能混凝土的特点。简单地概括,具备以下几点性能的HPC可以算得上是合格的GHPC:

2.2.1生产过程中所使用的水泥材料必须符合绿色水泥的标准,其他辅料砂石等的开采则要符合自然规律,不能对环境造成大规模的破坏;

2.2.2在建筑过程中尽量的控制水泥的使用量,进而从一定程度上减少生产过程中的附属品―温室气体,粉尘等有害成分,达到保护环境的目的。

2.2.3在水泥的制造过程中添加适量的工业残渣,一方面减轻工业垃圾处理的负担,另一方面可以提升水泥的性能与持久性,使其在建筑过程中表现出更优良的性能;

2.2.4发挥HPC材料的有点,通过减小建筑体积从而减少混凝土的用量,进而节约各种相关附属材料的消耗;同时提高混凝土的耐久性,延长寿命,进而减少维护费用与其他自然资源的浪费;

2.2.5对被拆除的建筑所产生的混凝土废料重新加以利用,研究开发循环可再生利用混凝土,促进建筑行业的可持续发展。

2.3发展绿色水泥的几点举措。为了加快我国建筑材料绿色化的进程,我们在日常工作中应该从下面几个方面着手:

2.3.1开拓原材料市场资源,加大对于新原料开采地的勘测力度,从根本上摸清各地资源储备情况,同时避免对现有的较高品位的水泥矿山的过分开采,否则过不了几年就会面临无处开采的窘境。

2.3.2采取一切可行的技术措施,对生产水泥过程中的能耗进行有效降低,我国现在平均生产每吨水泥要耗费155公斤标准煤,而世界先进水品仅需耗费103公斤,可以看出仍旧有很大的差距,所以我们可以引进先进的新型干法生产线,提高所用煤粉的利用率与改善粉磨设备。

2.3.3发展散装水泥,在生产后以散装的形式运输与储备,这样可以有效的减少包装纸或塑料袋的使用,防止了二次污染,同时通过散装的方式也能有效地减少混凝土生产过程中的二次污染。

3未来绿色高性能混凝土的研究方向与改进举措

GHPC的应用从原材料到具体施工过程中的各个环节均有体现,如果只重视对于其产业结构的调整是远远不够的,所以对于生产过程有以下几个改进方向:

3.1加强混凝土技术科研的力度,提高国内行业标准,对从业人员的环保意识要加以培训,深刻的落实绿色材料概念的影响,加强生产流程各环节对其重视程度;

3.2对于传统的混凝土生产方法要加以改进与设计,敢于在施工中配加一定量的活性复合材料来提高混凝土的性能,同时提高施工人员的质量与把控意识,在施工过程严格实行国家标准;

3.3重视起工业废渣在实际施工过程的二次利用,通过研发适宜的加工方式与设备,充分的利用其活性,在施工过程中还要注意从优选择适宜的工业废渣应用到实际生产;

3.4研究和制定规范的GHPC质量控制标准,系统而规范的对整个绿色高性能混合土材料的生产流程进行规定,并对混凝土质量评价指标进行改善,在新标准中加入耐久度的相关指标,提高行业与国家标准的要求,为推广GHPC制定优待政策。

4结语

我国是自然资源相对较为贫乏的国家,在建筑材料的可持续发展道路上,我们只有寻求新的出路与应用新技术才能提高我国建筑行业的技术水平,通过大力开发与引进绿色建材技术,同时加强对绿色高性能混凝土建材配套技术的研发,提高混凝土的绿色程度并从根本上降低生产成本,这样才能引领我国建筑行业走上这条健康的、可持续发展的道路。

参考文献

[1]卓玲,陈宝[,朱海平,陈玉庆,黄伟杰,朱志术.绿色建筑材料学科发展研究报告[J].海峡科学,2015(01).

土工合成材料产业篇2

关键词:高岭土;应用领域;转型升级;发展建议

1前言

矿产资源是经济社会发展的物质基础,矿产资源主要分为能源、金属和非金属三类[1]。高岭土与云母、石英和碳酸钙并称为四大非金属矿产资源。高岭土俗称瓷土,首先发现于景德镇浮梁县高岭村,遂沿用村名“高岭”而命名为高岭土。高岭土的晶体结构是由一层Si-O四面体和Al-O八面体堆叠而成,理想结构式为Al4[Si4O10](OH)8,理论化学组成为Al2O3・2SiO2・2H2O,各组分的理论含量为Al2O339.5%、SiO246.54%、H2O13.96%。高岭土在元代被景德镇作为制瓷原料大量使用,由于高岭土具有耐火度高(达1700℃),能够提高陶瓷烧结的温度,改善瓷器的物理性能等优势,使得景德镇瓷器由低火度的软质瓷提升为高火度的硬质瓷,所以才成就了景德镇举世闻名的瓷都地位[2]。高岭土在陶瓷原料配方中所占的比例为20%~30%,添加高岭土使陶瓷中Al2O3的含量增加,促进了莫来石的生成,提高了陶瓷的稳定性和烧结强度,使得陶瓷坯体不容易变形,并且可提高陶瓷的白度[3]。

陶瓷制品是高岭土的重要应用领域。梧州高岭土资源丰富,初步探明的高岭土资源覆盖面积达23平方公里,矿藏深度为100m,储量达6.7亿t。煅烧后Al2O3含量达到45%,SiO2含量达到52%,Fe2O3含量小于0.5%,TiO2含量小于1%,白度达90。从2008年起,梧州抓住佛山陶瓷产业往西部转移的契机,以资源换产业,大力发展建筑陶瓷产业,随着开采量的增大,高岭土年税收收入已突破2000万元。梧州规模以上陶瓷企业已达14家,2014年规模以上陶瓷工业总产值达103亿元,为梧州经济社会发展做出了积极贡献。虽然高岭土的应用领域非常广泛,但梧州的高岭土主要用在陶瓷行业。陶瓷行业属于高污染、高耗能的产业,在全国环境保护压力持续增大的宏观形势下,推进产业向高附加值和低能耗、低排放升级对梧州的科学发展非常重要。本文概述了高岭土产业的应用领域和最新技术进展,提出了梧州高岭土产业转型升级的建议。

2高岭土的应用

高岭土具有可塑性、黏结性、分散性、吸附性和化学稳定性等优异的性能,广泛应用于造纸、陶瓷、环保、橡胶、耐火材料、化工、农药等领域[1]。本文着重论述高岭土在环保、催化剂、塑料、橡胶等领域的应用以及纳米高岭土的优异性能。

2.1高岭土在环保领域中的应用

高岭土有独特的层状结构和较大的比表面积,具有良好的吸附性和离子交换能力,在废水处理方面具有广阔的应用前景。郑敏等人用硫酸铝和活性炭对高岭土进行煅烧改性处理,在高岭土中增加孔隙,提高其吸附性能,对柴油废水中柴油的去除率高达99%[4]。翟由涛用Al3+和Mg2+对高岭土进行改性处理,对含磷废水中的磷有很好的吸附作用,磷的去除率达80%;高岭土是土壤的组成部分,吸附磷后可作为农肥使用[5]。纺织品印染厂排放的印染废水,具有污染物种类多、浓度高、难降解、COD(ChemicalOxygenDemand,化学耗氧量)高等特点。马万征等人用无极絮凝剂硫酸亚铁对高岭土进行改性处理,发现当硫酸亚铁与高岭土满足1:7时,对废水的处理效果最好,COD降低68.75%[6]。苯胺是染料、农药和医药生产的重要原料,具有很强的毒性,列入了“中国环境优先污染物黑名单”。刘云云等人用100℃烘干和煅烧处理过的高岭土为原料吸附废水中的苯胺,对苯胺的去除率达79.82%[7]。蔡明琴等人,以天然高岭土为原料去除水中的Pb2+、Cd2+、Ni2+和Cu2+等重金属离子,发现高岭土对重金属离子有较好的吸附效果,特别是对Pb2+有最好的吸附效果,且四种重金属离子均不易从高岭土表面解吸[8]。

2.2高岭土在催化剂领域中的应用

高岭土是制备催化剂的基质材料,主要用来制备光催化催化剂和催化裂化催化剂。TiO2和ZnO是净化环境的重要催化剂,但用纳米TiO2和ZnO进行光催化时,由于颗粒小,不易沉淀,催化剂难以回收,再生和再利用时活性成分损失大,对TiO2和ZnO进行固化处理,不仅可以解决催化剂的分离回收问题,还可克服其稳定性差和容易中毒的缺点[9、10]。张旭等人用溶胶-凝胶法制备的钛溶胶负载到硫铁矿尾矿上,采用一步煅烧法制备负载钛偏高岭土,对亚甲基蓝的光催化降解率达93.5%[9]。胡志彪等人用共沉淀法制备纳米ZnO/高岭土复合材料,对甲基橙的光催化降解率达95.37%[10]。邓中文等以高岭土/甲醇插层复合物为前驱体,与十六烷基三甲基氯化铵反应制备管状高岭土,采用溶胶-凝胶法,制备负载有TiO2的管状高岭土光催化剂,对甲基橙的光降解效率比纯TiO2提高30%[11]。提高重油转化率是炼油厂面临的迫切问题,解决问题的核心是提高催化裂化催化剂的效率。高岭土是制备催化裂化催化剂的主要基质材料,占催化剂40%左右的组分,具有价格低廉,性能优越,重油大分子预裂化和负载活性组分等作用[1,12]。王栋等人用NaOH和HCl分别对高岭土进行碱和酸改性处理,提高催化剂的抗重金属能力和重油转化能力[12]。JorgeRAMIREZ―ORTIZ等人对高岭土进行热活化处理制备的催化剂,可将餐厨废油和甲醇转化为柴油,转化效率达95%[13]。

2.3高岭土在塑料领域中的应用

高岭土作为塑料工业的填料,作用是使塑料制品外表平整,尺寸精确,抵抗化学腐蚀、减少热收缩和热裂变,有利于抛光打磨过程的进行,在塑料中的一般用量为15%~60%[3,14]。覃绿梅等人用煅烧超细活性高岭土加入PVC(聚氯乙烯)中,提高PVC电缆的绝缘性能[15]。高岭土是无机材料,与有机分子相容性较差。为增强高岭土和塑料聚合物的相容性,需要对高岭土进行改性处理。张作才等人用γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性,与PP(聚丙烯)制备复合材料,提高PP的拉伸强度、缺口冲击强度和热稳定性[16]。李国喜等人用大分子表面处理剂对纳米高岭土进行表面处理,与PE(聚乙烯)熔融共混制备纳米高岭土/PE复合材料,用作食品包装膜,热学性能、热封性能、摩擦因数均优于PE膜,复合膜的水蒸气透过量降低46.4%,氧气透过量降低31.7%[17]。

2.4高岭土在橡胶领域的应用

高岭土作为填料可降低其它原材料在橡胶中的用量,降低橡胶生产成本。高岭土可增强橡胶的耐磨性、化学稳定性和机械强度,延长其老化时间,提高制品的粘稠度,防止其塌软、变形,同时可提高橡胶通透性、防水性、化学活性、防火抗燃性等性能[3,14]。王金合等人用高岭土填充硅橡胶制备可瓷化硅橡胶耐火复合材料,提高耐火电缆的耐火性能[18]。陈巧等人采用稀土盐和乳酸钾水溶液对高岭土进行表面掺杂改性,然后与天然胶乳混合,用凝聚共沉淀法制备稀土掺杂高岭土/天然橡胶复合材料,稀土掺杂高岭土在天然橡胶中有良好的分散性,二者构成的界面结合牢固,提高天然橡胶的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度[19]。

2.5纳米高岭土的优异性能

高岭土是由Si-O四面体和Al-O八面体层连接而成,单元层之间通过氢键相互连接,氢键的结合力相对较弱,因而高岭土容易加工粉碎成粉末。当加工的高岭土颗粒尺寸小到纳米量级(1~100nm)时,就制得纳米高岭土。制备纳米高岭土的方法主要有机械粉碎法、化学合成法和插层法三种,其中插层法是目前制备纳米级高岭土最有效的方法[20]。纳米高岭土具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等纳米材料的基本特性,使得纳米高岭土出现了奇异的物理和化学性质,提高高岭土的应用性能[1,20]。如用纳米高岭土作为原料可使陶瓷具有更致密结构和更高硬度,使得陶瓷产品具有好的韧性和延展性,不易破碎[20]。纳米高岭土用于食品保鲜包装时,可延长食品保质期;用作塑料填充剂时,可使得塑料制品拥有良好的阻燃性能;纳米高岭土还可提高对磷、氮、钾的吸附量,应用前景非常广阔[21]。

3梧州市高岭土产业发展建议

3.1提升陶瓷用高岭土的品质

高岭土的应用非常广泛,陶瓷行业只是高岭土应用的一个领域,加大宣传力度,促使陶瓷行业节约集约使用高岭土资源。加大科技研发投入,研究对高岭土原料进行深加工和改性处理,提高建筑陶瓷质量的工艺路线以及制备无线电陶瓷(如:高频陶瓷、电容器件、电阻器件和高频振荡元件等)、工业陶瓷和特种工业陶瓷的可行性,延伸梧州陶瓷的产业链,提升陶瓷产品的附加值和竞争力。

3.2引进和培育专业化高岭土开发企业

企业是创新主体,产品的技术升级和产业集聚发展需要龙头企业的带动。中国高岭土有限公司位于苏州市,是全国成立最早、规模最大的高岭土专业企业[1],建有高岭土功能材料工程技术研究中心,大规模销售耐火、砂轮、磁性材料工业用高岭土,橡胶工业用高岭土,造纸用高岭土,煅烧超细高岭土,工程塑料专用改性高岭土,化妆品专用高岭土等系列产品。福建龙岩、广东茂名、安徽淮北等地也建有大型高岭土专业企业,推动了当地高岭土产业的发展[1]。梧州还没有规模以上高岭土专业企业,成为制约高岭土产业发展的瓶颈。高岭土产业是新材料产业,属于国家和广西自治区鼓励发展的战略性新兴产业。梧州要抓住战略性新兴产业发展的契机,积极引进和培育大型高岭土专业企业。依托企业开展技术创新,对高岭土进行深加工,提高高岭土附加值。同时要依托大企业技术优势,对高岭土尾矿进行综合利用,变废为宝,促进经济建设和环境保护协同发展。

3.3注重高岭土产业与现有产业链的融合

加快发展节能环保产业是改善环境质量,保障民生,加快建设生态文明社会的迫切需求,节能环保产业发展潜力巨大,正在形成新的经济增长点。梧州是全国循环经济示范城市,也是打造珠江-西江经济带生态走廊的重要屏障,发展节能环保产业是梧州的必然选择。高岭土在节能环保领域应用前景非常值得期待,梧州要抓住粤桂合作特别试验区加快建设的契机,在试验区集聚发展节能环保产业,抓好中节能环保产业园以及中国―东盟环保技术和产业合作交流示范基地等项目;做好节能环保产业链的招商工作,实现高岭土产业和节能环保产业的融合协调发展。梧州进口再生资源加工园区是国家“城市矿产”示范基地,围绕再生铜、再生铝、再生不锈钢和再生塑料等构建循环经济产业链。梧州国龙投资集团即将在梧州进口再生资源加工园区上马年产5万吨PET项目,梧州塑料产业链将不断完善。高岭土是塑料制品的重要填充材料,要在再生塑料产业发展的过程中,注重结合高岭土产业的发展,促进梧州产业之间的互补和融合。

4结语

高岭土是重要的非金属矿产资源,应用广泛,随着经济社会的发展和科技的不断进步,高岭土的应用范围将不断扩大,各领域对高岭土的需求量也将稳定增长,不过对高岭土的品质也提出了更高要求。改性处理是提高高岭土品质的重要手段,梧州要引进和培育大型高岭土专业企业,加大科技研发投入,注重上下游产业链的结合,将高岭土资源优势转化为经济发展优势。

参考文献

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[2]郭来喜,杨静荣.瓷器之根―高岭土[J].科学之友,2011,7,11.

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[4]郑敏,金晓英,王清萍,等.改性高岭土处理含油废水的实验研究[J].非金属矿,2009,32,59-61.

[5]翟由涛.改性高岭土对水中磷的吸附行为研究[J].安徽农业科学,2010,38,15784-15785.

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[8]蒋明琴,金晓英,王[萍,等.天然高岭土对Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+的吸附及解吸性能研究[J].福建师范大学学报(自然科学版),2009,2,55-59.

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[18]王合金,曾廷环,鲁永林等.高岭土填充硅橡胶可瓷化耐火复合材料研究.应用方法论,2012,22,92-93.

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土工合成材料产业篇3

关键词:商品混凝土企业;质量管理;原材料;配合比

中图分类号:TU755文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)28-0142-03

商品混凝土,也称预拌混凝土,简称为“商砼”,俗称灰,是由水泥、砂石骨料、水及根据需要掺入的矿物掺合料、外加剂等组分按照一定比例,在搅拌站经计量、拌制后出售,并采用运输车在规定时间内运送到施工现场的混凝土拌合物。商品混凝土产业是水泥工业最重要的下游产业之一,在整个建筑行业中有着至关重要的地位。在我国,商品混凝土产业诞生于改革开放初年,伴随着改革开放的步伐,30多年来,在我国无论是产业规模还是技术装备水平等方面都取得了长足的进步。随着混凝土外加剂技术的不断发展,特别是以奈系、聚羧酸减水剂为代表的高效、高性能减水剂的大规模成熟应用,国内C10~C50普通强度等级预拌混凝土技术变得日趋成熟,同时在C60~C90高强度等级以及C100以上超高强度等级的预拌混凝土上都取得了长足的进步,与国外发达国家相比,差距已逐渐缩小。由于我国各地不同层次混凝土企业员工素质存在较大差异,再加上投资企业的主体多元化,企业管理水平参差不齐,每年总会有大批的混凝土企业出现大大小小的质量事故,在给企业带来不少经济损失的同时,也给工程带来了严重的质量安全隐患,所以加强对商品混凝土企业的质量管理,是当前乃至今后很长时期内商品混凝土企业所面临的重要任务之一。笔者现将在混凝土企业多年的质量管理经验总结如下,以供混凝土企业的同行们参鉴。

商品混凝土要形成最终的合格产品是一个比较复杂的系统工程,涉及到原材料采购、配合比设计、拌和、运输、现场浇注、后期养护等各个环节,任何一个环节出现问题都可能影响到最终的混凝土产品质量。混凝土企业的质量管理也就是针对这些具体环节的管理,其基本要求就是做好每一个环节的质量管理,使混凝土最终形成合格的产品。同时,商品混凝土的质量管理过程与成本控制过程是同步的,好的质量管理不但可以确保最终的混凝土产品达到质量要求,还能起到降本增效的效果。

1混凝土原材料的质量管理

原材料是商品混凝土的源头,要做好商品混凝土的质量管理,首先就要做到控制不合格品的源头。在生产前,通过对进站原材料的检验,坚决将不符合企业内控指标或相应国家、行业标准的原材料拒之于门外,并杜绝采购劣质、不合格原材料,避免造成混凝土质量隐患。

商品混凝土的原材料包括水泥、矿物掺合料(粉煤灰、矿粉等)、砂、石、外加剂等。水泥方面,新型干法生产线所生产的水泥因其本身质量较为稳定,且与混凝土外加剂适应性较好,在我国商品混凝土行业得到了广泛应用。目前,P·042.5级水泥已经成为我国混凝土企业使用的主流品种。采用P·042.5级水泥不但可以配置C10~C50普通强度等级混凝土,甚至在配制C60~C80高强度等级混凝土中都有广泛的应用。矿物掺合料是以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分,具有一定细度和活度,掺入混凝土中能改善混凝土性能的活性粉体材料,包括粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉、火山灰、硅灰等。目前,曾经的工业废料——粉煤灰作为现代混凝土不可或缺的组分之一,早已大量使用来改善混凝土的综合性能和降低混凝土成本。同样,随着国内各大中型钢铁企业超细矿渣微粉生产线的相继建成,混凝土企业已开始大量使用矿粉来生产高性能混凝土了。同时,其他矿物掺合料也得到了不同程度的应用。

砂、石是商品混凝土的骨料,其在混凝土中所占比重最大,为最大宗原材料。由于我国幅员辽阔,各地砂石材料在品质上存在较大差异,且随着工业化进程优质砂石原料越来越少,给砂石原材料的质量控制带来了越来越大的难度。对粗骨料碎石,应选取质地坚硬、圆棱少孔或表面光滑的石料,按不同粒级分开入库储存。针片状较多或多孔的碎石,因其比表面面积大,就需要提高砂率、外加剂及用水量,不仅增加了配制合格混凝土的难度,而且同时还增加了混凝土成本。对于砂,尽可能采用粒型圆滑、级配合理、含泥量低的砂子,因其相对需水量较少,且保水效果较好,如我国的长江砂等天然砂。同时,近年来,随着建筑行业的蓬勃发展,混凝土用砂浆急剧增长。环境保护的客观要求越来越严,全国各地纷纷对天然砂采取限采,甚至禁采,由此造成了天然砂的紧缺。在此形势下,机制砂自然成为了天然砂最好的替代材料。在实际生产中可采取机砂、河砂混合使用或单独使用。在我国西部,特别是重庆、成都地区的预拌混凝土行业就因地制宜大量采用机制砂,不但解决了砂子紧缺的问题,还因此节省了大量原料和运输

成本。

对于外加剂,要根据水泥、矿物掺合料以及砂石原料的特点选择合适的外加剂品种。目前,在我国得到最广泛使用的外加剂品种是奈系,同时作为目前世界上最先进、综合性能最好的聚羧酸系外加剂在我国也得到了越来越多的使用。

总之,因地制宜,综合利用当地资源选择合适的原材料来生产预拌混凝土,使之满足质优价廉的目标。

2混凝土配合比设计和调整

混凝土配合比直接决定着产品的质量和成本,对混凝土配合比进行设计和调整是极其关键的工作。混凝土配合比是商品(预拌)混凝土技术管理的核心内容,应根据不同的工程要求进行配合比设计、试配和调整。其中需要重点考虑的是原材料、施工条件以及气温条件。既要达到确保混凝土质量及良好的施工性能,还要做到经济合理。此外,对不同工程用途的混凝土,如常规系列混凝土、水下混凝土、大体积混凝土、防腐高抗折混疑土、清水混凝土、自流平混凝土、补偿收缩混凝土、水工混凝土、路面混凝土、桥梁动载混凝土、高强高性能混凝土等要制定针对性的配合比,还要视施工期的气温等情况,针对性地选择原材料和试配。实践证明一个好的混凝土配合比,都是经过大量试配研究和调整试验完成。

3混凝土的运输

商品混凝土在运输过程中的质量控制,也就是保证混凝土在运输过程中的匀质性及混凝土到场后的施工性能,做到不分层、不离析、不漏浆以及到场坍落度损失小。要保证商品混凝土的运输质量,运输人员应严格执行以下规定:商品混凝土必须采用专业的混凝土搅拌车运送到施工现场,要尽可能地缩短运输时间,防止坍损过大;混凝土搅拌车应保持筒内清洁、无积水方能装料;混凝土搅拌车每运送一次都应冲洗搅拌筒,装料前须倒净搅拌筒内积水,防止影响混凝土水灰比,最终影响混凝土强度;混凝土搅拌车从装料到卸料,搅拌筒必须保持一直转动,防止混凝土离析;严禁在运送混凝土途中和卸料时向搅拌筒内随意加水,一经发现应禁止使用,如在施工现场发现坍落度稍差的情况可在专业技术人员的指导下加入一定量的外加剂,严禁超掺;混凝土搅拌车运输人员需随车携带由厂家出具的发料单,并严格按照发料单上的信息进行运输,防止漏送和错送;对于冬季施工,运输车辆要做好保温措施,保证混凝土的浇注温度。

4混凝土的计量拌和与出厂控制

商品混凝土的生产组织是按照企业试验室签发的配合比通知单,严格控制混凝土出机坍落度及和易性。计量、搅拌是商品混凝土生产的核心,计量精度直接影响到混凝土的质量,计量、搅拌速度直接影响到混凝土的生产效率。要保证混凝土生产的质量和效率,就给混凝土的搅拌机操作人员提出了很高的素质要求,尤其要求其对预拌混凝土质量有很高的目测能力。混凝土搅拌机操作人员要有对各种原材料精确计量的能力,还要有根据主机电流的变化知晓混凝土坍落度变化的能力,进而更好地控制混凝土的出机坍落度。此外,混凝土原材料砂石的含水量时常有变化,会影响混凝土的流动性能,这就要求搅拌机操作员有驾驭这种波动性的能力,需要根据实验室提供的砂石含水量数据进行生产

调整。

商品混凝土的出厂控制是由企业技术人员完成的,它是混凝土出厂前的最后一道质量把关。它要求技术人员目测混凝土出机坍落度及和易性,严格按照规定频次抽检混凝土的坍落度、扩展度、和易性、强度等技术指标。企业技术人员对混凝土品质的目测能力是基本功,应该达到相当熟练的水平,提高目测能力,可以降低很多的劳动强度。不仅试验室技术人员、搅拌机操作人员需要有混凝土的目测能力,而且混凝土泵送工以及前场工长都应具备较强的目测能力,需要通过他们将施工现场的混凝土品质信息及时地传送回来,以利于实验室及操作室更加便捷地对混凝土质量进行控制。

5混凝土的浇注和养护

这是商品混凝土形成合格成品的最后一道程序,也是非常重要的一个节点。因为这里不仅有工程监理方、施工方、建设方对混凝土质量的监督,同时也是一个展示企业形象的窗口。混凝土企业技术部门要提早向施工方做好技术交底工作,技术人员和前场工长还要积极配合施工方、监理方做好产品的抽查检验工作,做好混凝土试块的留样标识和养护工作。混凝土泵送工、前场工长既是前场作业人员、混凝土质量监督员,也是混凝土信息采集通讯员,应做好和企业技术人员的沟通工作,要将施工现场的混凝土品质信息及时地传递给技术人员,以便站点做出针对性的调整,保证混凝土产品质量和施工性能。

6结语

综上所述,商品混凝土的应用在我国建筑行业中有着至关重要的作用,其关系到整个工程的质量和老百姓的生命财产安全,所以,加强对商品混凝土的质量管理,采取必要的措施和方法,做好各个环节的质量管控,提高混凝土的质量,不仅具有重要的经济意义,而且具有重要的社会意义和现实意义。

目前,混凝土技术正在朝着高强、高性能、绿色环保的方向发展,技术日益成熟,竞争也不断加剧,对商品混凝土企业而言,抓好质量管理就显得尤为重要。目前,我国东部沿海地区以及中西部大中城市都已经建立起了完善的预拌混凝土产业,东部沿海经济发达地区县市商品混凝土普及率也较高,中西部县市也在逐步推广应用。随着我国预拌混凝土技术和管理水平的持续快速提高,相信不久的将来,我国在这一领域一定会赶超世界先进

水平。

参考文献

[1]陈建奎.混凝土外加剂原理与应用(第二版)[M].北京:中国计划出版社,2004.

[2]张伟,朱其新.谈谈商品混凝土企业的生产与技术管理

[J].建材发展与导向,2006,(6):38-40.

土工合成材料产业篇4

【关键词】生产;现代混凝土;技术管理

1混凝土技术的历史发展回顾

在现代土木工程项目中,作为一种结构材料,混凝土的应用范围最为广泛。随着我国科学技术与经济的不断发展,推进了混凝土强度等级的快速提升。上世纪中,11~20MPa是常用混凝土的强度指标;目前,混凝土正在主要朝高性能混凝土方向发展,而且在各种工程中的应用范围日益广泛;C25~C60混凝土现已发展成为常见的强度等级,而且在现代工程中,已开始应用C60~C80混凝土,甚至在某些特殊工程中,已经逐渐开始使用C100混凝土,乃至更高强度等级的混凝土。我国也不断增加预拌混凝土的年产量,自1986到2000年递增率平均为26%,自2000至2003年递增率平均为40%,而其中浙江2005至2008年递增率平均为43.5%。现阶段,中国现已引入高性能混凝土观念,这种混凝土的标志是耐久性。人们一般认为传统的混凝土属于较坚固的材料之一,这种材料不会自然被损坏或失效,高强度代表好性能。但这种概念正在发生巨大的变化,全世界相关工程调查显示,经过一、二十年的使用年限,大量建筑因混凝土耐久性不够而不是力学强度地而被破坏的现实例子时有发生,而且呈愈演愈烈的形势。目前,混凝土不够的耐久性能导致越来越巨大的经济损失,很多西方发达国家一年用于维修建筑所需的资金均超过了一年新建建筑的资金。所以,混凝土耐久性方面的问题变得日趋严重,已经引起了十分广泛的关注及重视。目前,高性能现代混凝土除达到强度、流态要求以外,混凝土的性能要求关键点已经开始逐渐转向耐久性高的方面。这旨在通过现代混凝土的先进科技,延长混凝土结构的正常、安全使用年限,所以,高性能混凝土和我国与时俱进、健康、绿色发展的理念完全相符。

2生产现代混凝土的质量与技术管理

混凝土预拌单位的工艺由储存原材料、搅拌楼、拌车与泵车组成,这些工艺装备表现了目前生产混凝土的技术水平。而为了满足用户对现代混凝土的要求以及结构的环境性能,还应充分认识现代混凝土,研发与生产要求相符的控制手段。同时,也可以简单地将现代混凝土理解为通过科学技术的应用,能延长结构安全、正常使用年限的一种混凝土。也就是说,通过合理选用原材料、增强混凝土密实性,促使混凝土提高结构耐久性,具体如下。

2.1混凝土预拌单位管理者及试验室所起的作用

在很大程度上,混凝土预拌单位关键管理者的质量观念决定了混凝土的质量。混凝土的生产属于复杂的系统化工程之一,离不开单位各个部门之间的一起努力。在生产和技术管理中,应不断展开质量活动而确保质量合格,所以,领导者正确的决策与大力支持至关重要。通过建立完善的岗位责任制等规章制度,明确各个岗位针对混凝土质量控制,各自所需要负的具有责任,并以此为单位内部重要管理点。同时还应将关系理顺、划分清楚职责、全面了解各部门职责内容及其任务,并精细化和规范化管理过程。在质量管理中,最重要的因素之一是人。若人的素质较低,也尚未树立“质量第一”的正确思想,缺乏高度的责任心,工作热情也不旺盛,那么即使有最优质的材料及设备,所生产出的混凝土也不可能是优质的。所以,应注重责任心培训,加强思想教育,意识到预拌混凝土品质与项目质量、法律责任、单位信誉、效益直接相关。积极组织技术培训,专门培训并考核与质量有关的所有部门及个人。针对各级领导、管理者等人员,实施现代混凝土的知识教育培训,使其可以全面把握每个岗位要熟悉的技术及其质量控制要点。在混凝土预拌搅拌站,单位质量管理机构为试验室,由试验室掌握着核心技术,有以下关键作用:控制质量和成本、研发新产品、提供技术服务。作为质量管理者及带头人,技术负责人十分重要。企业一个高专业技术水平、丰富实践经验、很强管理能力的负责人,在质量管理水平的提高、重大质量事故的防止、质量问题的有效解决、新技术工作的开展、综合成本的降低、员工的技术培训等方面,发挥着至关重要的关键作用。因为现代混凝土具有复杂的使用对象,要求能及时分析和判断检验原材料、设计混凝土配比、监控生产质量、提供技术服务等,因此,员工的实践工作能力必须很强。混凝土这门学科兼具试验和实证,现代拥有性能高的混凝土,其生产必需有关的基础知识。例如,通过什么工艺、原材料、控制参数,获取什么性能。只有掌握了这些知识,并加以熟练运用,则能生产和控制现代混凝土。

2.2控制现代混凝土的工艺生产

2.2.1针对生产任务严格控制技术

在接任务前,应认真、全面地了解任务的具体目的及要求,分析、明确技术属性(包括混凝土的具体品种、等级要求、性能、特殊技术等)。在专项管理中,纳入特殊产品,弄清技术疑难点和其解决措施,以全盘部署后续程序,协调相应部门按照计划严格进行准备和实施。

2.2.2检测和控制现代混凝土的各种原材料

现代混凝土包括8~9种组成材料,它们的性能指标直接影响着混凝土的性能及质量。针对进厂原材料,应严格按照用户要求及规范,认真拟定检测、验收标准,并积极和材料商进行约定。而且检测项和技术指标与现有相关标准完全相符。真对没有储备的特殊原材料,应弄清数量及品质要求,制定出选用原材料的备用规划。杜绝接受品质与使用要求不符的原材料;针对原材料,严格划分等级以备用,并制定“因材施用”的规范管理制度;针对能运用的原材料,根据其品质波动情况,明确划分等级以区别。在对材料进行选用时,分析应以每立方米混凝土的材料综合成本为依据,比较性能价格,从而选取技术经济效益良好的原材料材料。在各种原材料中,水和水泥的质量十分重要,以下介绍控制水和水泥材料质量的措施。⑴控制水的质量。在拌合混凝土的过程中,用到的水不可以含有水泥水块或会对混凝土质量产生负面影响的杂质。例如,在对混凝土进行配制的过程中,若不慎运用了有有机杂质存在的水资源,则盐霜便会形成在预拌混凝土的表面。在配制和存放混凝土的过程中,杜绝使用那些被污染过的水或已经不干净的水,因为这样会使混凝土的质量受到严重影响等。在施工的过程中,为了防止钢筋被腐蚀,则应在预应力混凝土项目或钢筋混凝土项目中,禁止使用海水。⑵控制水泥的质量。在进行施工时,若水泥质量发生了改变,则势必会严重影响混凝土的实际使用;针对混凝土,若无法确保水泥的质量,则鉴于这种情况,混凝土便极易发生裂开等问题,从而对混凝土构造物的整体美观及使用产生影响。为了将混凝土施工质量进一步提高,则在对水泥进行选择时,应对水泥的强度等级、品种等加以严格区分,并熟练掌握水泥的使用方法、实际性能等,与此同时,根据建设工程的具体情况,合理选用合格的水泥。

2.2.3现代混凝土应将基础试验工作做好

目前,基础试验工作质量极大地影响着混凝土的结构情况、组成、性能直接的相互关系。⑴优化设计集料级配。目前,不管不顾骨料质量以及没有认识到骨料的重要性现已成为现代混凝土单位的质量通病,并引发了各种质量隐患。所以,应重点管理石、砂的连续级配,借助搭配粗细骨料的一系列试验、控制砂粒度、搭配使用粗细料,探索出堆积最紧密、空隙率最小的一种结果。这项基础工作非常重要,除了可以切实增强混凝土的工作性能外,还可以保障基于良好的工作性能,多使用石子以提升混凝土体积方面的稳定性。⑵合理搭配胶凝材料。现已证明,矿物掺合料的掺加能有效提高混凝土的各项施工性能、增强耐久性能。现阶段,常见的胶凝材料一般为:矿渣、粉煤灰、水泥,它们搭配的最佳组合及其最大掺量,均需必须借助系统化的试验来加以确定。而系统化的试验应结合各厂家所采购原材料的实际质量品质展开,严禁照抄照搬。在选择胶凝材料具体用量时,应重点考虑以下方面:第一,强度性能。由胶凝材料组成及水胶比决定;第二,广义性能:包括环境条件下要求的混凝土性能(含工作性能),密切关系着胶凝材料量。在混凝土硬化中,凝胶环节十分薄弱。混凝土往往从改变水泥石凝胶形状开始被破坏的,如果胶凝材料用量过大,既会增大混凝土开裂度,又会导致混凝土分层泛浆,反而不利于混凝土提高耐久性。胶凝材料主要用于满足胶结强度及工作性要求,并适当保持浆体性,在确保混凝土具有良好工作性的前提下,应努力将浆体量及水胶比降低,以提升除工作性以外的其他性能。⑶外加剂试验、对比效益。在混凝土中,添加外加剂能发挥较理想的改性功能。在现代混凝土的制备中,外加剂的掺用技术十分关键,外加剂的实际均质性、性能品质、和水泥之间的相容性均是混凝土成功配制的基础条件。因此,必须了解外加剂的添加要求,按照GB8076《混凝土外加剂》严格检测,以适应工程,并通过掺入效应试验确定具体的外加剂用量。

2.2.4设计和管理现代混凝土的实际配合比

在现代混凝土中,应掺加适量的外加剂和矿物掺合料。在设计配合比时,主要应考虑下述内容:按结构环境类别及等级,明确混凝土水胶比及胶凝材料用量;设计混凝土配合比时,应考虑设计的混凝土使用年限、耐久性的原材料质量要求、耐久性指标、配合比限值;配好的混凝土必须达到设计强度、耐久性及施工要求。试验、检验混凝土配合比的项目:试验检验混凝土配合比的项目包括电通量、含气量、抗裂性、泌水率、抗压强度、塌落度。其中电通量用于氯离子渗透性能的测定,是混凝土密实性评价的重要指标。与此同时,按结构环境类别、设计所需,针对性地展开抗冻性、弹性模量、耐磨性的试验。所确定的配合比应通过总工程师的认真审核后,才能及其用于生产,否则不可以使用。

2.2.5控制生产现代混凝土的工艺

生产混凝土的单位应针对在具体建设实践中出现的和混凝土相关的一些问题,及时提出行之有效的解决方案。与此同时,也要不断创新混凝土生产技术,关注每个生产混凝土的环节,进而确保安全施工。多种原材料会制约和影响混凝土的实际性能,而混凝土性能除了和组成原材料相关外,还和现场环境、生产技术、维护条件等密切相关。中国为了进一步发展混凝土结构技术,则应深入研究在方法设计、生产技术、后期维护等因素。其中现代混凝土的整个生产工艺主要包括储存原材料、投料、计量、搅拌、出料、输送这5个组成部分。而技术控制管理旨在摒弃传统的粗放型管理模式,以保障混凝土致密性,具体的技术控制管理如下:⑴合理堆放储存原材料。在堆放砂、石时,应配备良好的排水系统,避免底部积水;待砂、石进厂以后,应先存放一定的时间,将砂石含水率稳定好。同时应按规格和品种分隔堆放砂石,严禁混料,以准确执行混凝土配合比,清楚标识粉料储存,加盖进料口并上锁。⑵严格执行配制任务。在配制混凝土时,往往会因生产混凝土的人员存在生产技术方面的局限性,或生产混凝土的人员缺乏完善的责任观念,而导致所生产混凝土的质量方面存在问题,无法满足目前土木工程的实际施工所需。因此,混凝土生产应以泵送混凝土良好工作性的保持视为重要的技术核心课题,这也是生产调控的难点与焦点。所以,应按规定使用原材料,并认真执行所规定的工艺,按照所下达的具体配合比,严格计量用料。专门安排人员在线监测砂石实时的含水状况,并根据监测结果,用水准确按照配合比中所规定的量来使用。控制好砂用量,严禁擅自改变水量或砂量以调控拌合物。现阶段,拌站仍然多沿用通过用水量的增减,来调控坍落度(如果相对规范,在用水量增减的同时,还会考虑增减适量的水泥,或增减砂、石、粉煤灰等),最终严重扭曲混凝土配合比,而降低性能及密实度等,且影响抗裂性能,反而未必会改善和易性能,并促使可泵性仍然不好……。而通过外加剂的增、减,对混凝土工作性进行调整时,一般每增、减0.1%的外加剂(总胶凝材料的),约相应地增减2厘米的塌落度,这样能尽量使配合比保持不变,并切实稳定强度等性能。搅拌时间应根据搅拌机型及其搅拌效果来设置。同时记录好实时称量配比数据,以备检查所用。⑶运输浇注混凝土的现场及服务。在装料以前,搅拌车应将拌筒的积水倒干净。在出厂以前,应将料斗冲洗,并在下料溜槽时,将水量控制好;在进行运输及卸料时,不可以随意加水。同时根据所规定的进度,及时运输、泵送出厂的混凝土:如果在入泵时,可泵性不够,则应适当掺加外加剂,并快速转动筒体使其混合均匀;应按工法规定,严格执行浇注振捣,严禁破坏匀质性;在浇注振捣混凝土成型以后,严格执行混凝土初期保养“湿养护”的规定(在抹平后的初凝前,加盖塑料薄膜,避免混凝土因失水而产生裂缝)。搅拌站要安排现场技术人员或服务员监督现场,并处理各种质量问题,及时将信息反馈给搅拌站的相关部门。

3结语

目前,大规模工程对混凝土的需求量日益增多,而常用的施工技术也已发展成熟。这要求中国混凝土扩大使用范围、提高质量性能,所以,混凝土企业应创新生产及技术管理,以提升核心竞争力。分析混凝土在目前建设中所起的作用后,发现混凝土企业的行业规范将会越来越严格。混凝土企业在发展中,应理清经济效益和产品质量的关系,立足市场需求,高度重视产品质量,及时升级管理混凝土生产的相关技术,最终真正实现在控制技术质量的同时,最大化经济效益。随着我国建筑业的快速发展,对混凝土生产质量及技术管理也提出了更高的要求。现阶段,有关机构也在不断加强对混凝土的研究,以推进混凝土行业的可持续发展。

【参考文献】

[1]段国荣.基于价值工程视角的混凝土外加剂企业技术创新研究[J].科技管理研究,2018,38(13):185-189.

土工合成材料产业篇5

料的应用十分广泛,小到灯泡、电池、手机、服装,大到机械设备、楼宇住房、交通工具、宇宙飞船、航空母舰,对国家和百姓须臾不可缺少。

随着科学技术的不断进步,出现了在性能和功能上与传统材料有所不同的新型材料,如碳纤维材料、半导体照明材料、稀土功能材料、纳米材料、超导材料等。

有专家表示,中国是材料大国,但不是材料强国;欲谋强者之地位,必推新材料。

作为七大战略性新兴产业之一,新材料越来越受到政府的重视和市场的追捧。新材料体现着一个国家科技和工业发展的水平,具有基础和先导作用,也是长期以来制约我国制造业发展和节能减排目标实现的瓶颈,对于支撑战略性新兴产业发展,促进传统产业转型升级,保障国家重大工程建设,具有重要战略意义。

分享万亿产业盛宴

新材料“十二五”规划提出,到2015年,我国新材料产业总产值达2万亿,年均增长率25%。到2022年,新材料产业将成为国民经济的先导产业。

中国材料研究学会咨询部主任唐见茂教授对本刊记者说,“新材料产业从‘十五’到‘十一五’期间,年均增长率都保持在10%以上,有的测算结果甚至达到20%,但目前还没有官方的权威数据,说明我国的新材料产业发展很快,保持着强劲的发展势头。去年《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》以后,为新材料产业带来了前所未有的机遇,未来五年新材料将迎来一个全新的发展时期。”

按照《规划》,未来五年,我国将打造10个销售收入超过150亿元的新材料综合龙头企业;培育20个销售收入超过50亿元的新材料专业性骨干企业;建成若干年产值超过300亿元的新材料产业基地和产业集群。

工信部对新材料的解释是,指已经形成的或正在发展的具有传统材料所不具有的特殊性能和特殊功能的材料。各省市在界定新材料概念和产业时根据本地特色又有所差异。例如江苏省是这样认定的,新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的材料,具有比传统材料更为优异的性能,满足下列条件之一的材料:一是新出现或正在发展的具有传统材料所不具备的优异性能的材料;二是高技术发展需要,具有特殊性能的材料;三是由于采用新技术(工艺、装备),使新材料性能比原有性能明显提高,或出现新的功能的材料。

新材料在学界被分为金属材料、无机非金属材料、有机非金属材料、复合材料四种;而在新材料“十二五”规划中被细分为特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料、前沿新材料六大类。

据了解,特种金属功能材料包括稀土功能材料、稀有金属功能材料、半导体材料等;高端金属结构材料包括高性能钢铁、新型轻合金等;先进高分子材料包括特种橡胶、工程塑料、功能性膜材料、高性能氟硅材料、高端涂料等;新型无机非金属材料包括先进陶瓷、特种玻璃、新型碳材料等;高性能复合材料包括树脂基复合材料、碳/碳复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料以及碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能增强纤维;前沿新材料包括纳米材料、生物材料、智能材料、超导材料等。

关注六大投资重点

参与《规划》审定的中国材料研究学会咨询部主任唐见茂教授指出,“十二五”时期,新材料产业有六大发展重点和投资亮点,分别是特殊钢材料、新型轻合金材料、稀土功能材料、碳纤维复合材料、电子信息材料、半导体照明材料。另外还有纳米、超导等前沿基础材料,虽然没有形成产业化应用,但必须提前谋划和推进,要抢占未来科技和产业的制高点。

高品质特殊钢和高强新型轻合金等高性能结构材料,主要满足核电、航空航天、城市轨道交通、高速铁路、海工、特高压电网、汽车轻量化以及其他国民经济的重大工程需求。目前与西方发达国家差距比较大。

五矿证券认为,高端钢铁以特钢为主,包括不锈钢、工具钢、模具钢和高速钢为代表的高端产品,目前国内产能占比仅5%,是未来钢铁行业升级的主要方向。其中,中原特钢、西宁特钢、大冶特钢各具优势。

新型金属合金中,钛、镁合金受益航空工业和汽车工业的快速发展,将成为“十二五”期间最有潜力的合金材料,宝钛股份、云海金属等上市公司将受益。另外,上海交通大学在镁合金研发方面具有一定优势。

我国稀土资源非常丰富,稀土被称之为工业的“维生素”,也被誉为21世纪新材料的“宠儿”。应用遍及航天、航空、汽车、机械、电子、医学、电力等13个领域的40多个行业。

“中国是世界上最大的稀土生产和消费国,形成了集资源开发、冶炼加工、新材料应用等于一体的较为完整的稀土产业体系,但仍存在着高端应用研发滞后、资源利用率不高、应用产业规模和水平偏低等问题。”工信部原料司司长陈燕海在2011稀土新材料应用交流会上表示,中央财政将加大在稀土科研、应用产业发展、高端制造等方面的支持力度,进一步发挥稀土资源优势。

唐见茂指出,稀土功能材料是一个市场热点,未来五年重点发展稀土永磁、稀土发光,稀土储能,我国稀土永磁中的钕铁硼位居世界前列,但高端的产品和自主创新的能力有待进一步提高。我国已出台了稀土的准入制度,对稀土产业进一步规范,“十二五”期间,国家还要加大稀土产业结构调整力度。

据报道,未来5年,科技部将划拨总额3.5亿元的扶持资金,用于重点支持稀土材料的应用研发。目前,稀土永磁市场规模最大。业内人士指出,稀土永磁需求继续看涨,电动汽车达到百万辆后永磁材料需求将达万吨以上,综合来看磁性材料平均增速在20%以上。代表公司有包钢稀土、中科三环、安泰科技、宁波韵升、银河磁体。

碳纤维在我国经过了40年的发展,目前技术水平与国外相比还有比较大的差距。它体现了一个国家材料工业发展的水平,也体现了一个国家的综合科技实力,它是一种全新概念的新材料,也是一种具有前沿技术和产业效益的新材料。

唐见茂对记者说,“碳材料从有机高分子材料转变而来,优势是轻质高强,主要用机结构,比铝合金还减重20%~40%,节能效果好,体现着巨大的经济效益。美国波音787梦想飞机50%的结构都采用碳纤维复合材料,燃油量可以减少20%。”

据了解,碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制成,其中,以聚丙烯腈为原料的碳纤维占市场份额75%。

华创证券分析报告指出,世界碳纤维需求每年将以大约13%的速度增长,前景看好。据不完全统计,目前在建或计划建设规模较大的碳纤维项目包括中钢吉炭江城碳纤维、蓝星碳纤维、中油吉化碳纤维等项目。从事碳纤维生产的上市公司有中钢吉炭、金发科技等。

“十二五”末期,电子信息材料行业总产值将达到2500亿元,较“十一五”基础上增长50%以上。高端电子材料将占全行业产品的40%至50%,国产材料配套能力提高到40%至50%,将重点发展半导体材料、储能材料、光电子材料及新型元器件材料。

唐见茂指出,“电子信息材料,近二三十年以高纯硅材料为主,因特尔准备弃用正在使用的第三代硅材料,而采用一种新的金属材料制造芯片,通俗地讲,以后的芯片是金属而不是沙子。金属材料做芯片比硅材料有许多优点,可以克服大规模集成电路的散热问题,提高运算速度,达到每秒几十亿次以上。电子信息材料发展前景广阔。”

据悉,电子信息材料与国外差距较大,自给率不足50%。相关上市公司有超声电子、拓日新能、生益科技、乾照光电等。

半导体照明材料是重要的新型功能材料之一,这个行业的发展对于发展中国的低碳照明、节能环保有着十分重要的意义。目前,半导体照明材料中发展最快的是LED。

“LED行业目前在整个市场上的渗透率仅有5%~7%。未来十年,整个LED产业链,有可能形成5000亿~10000亿元的市场规模。”华中科技大学教授、LED封装技术专家刘胜表示,“半导体照明材料是LED产业的基石,这可能给GDP增加1至2个百分点,这样的产业优先发展是具有极强战略意义的。”

唐见茂也指出,“这种材料的应用潜力也是不可限量的,节能效果明显,使用寿命较长,目前最大的制约因素是成本问题,一些核心技术没有完全突破。产业链的上游环节功率型芯片80%依赖国外进口,中下游应用产品发展很快。”

数据显示,我国半导体照明生产企业超过3000家,其中70%集中于下游产业,且技术水平和产品质量参差不齐。比较有发展潜力的公司有佛山照明、阳光照明等。

除了以上六个重要发展领域,为应对老龄化社会挑战的生物医用材料、落实节能环保任务要求的绿色建筑材料和动力电池材料也将获得大力支持。

破解两个突出问题

新材料虽然排在七大战略性新兴产业第六位,并不能说它不重要。“什么东西都离不开新材料。”中国材料研究学会咨询部主任唐见茂表示。

据统计,全国有30个省市将新材料纳入了战略性新兴产业。不管是经济发达地区,还是资源丰富地区纷纷上马新项目。许多业内人士对此表达了担忧,现在的重复建设已经露头,各地都在圈地建产业园,拉项目,照此下去,几年之后又会出现诸如汽车、多晶硅等产能过剩问题。

唐见茂对本刊记者说,我国的新材料产业主要面临两大挑战,“一是自主创新能力不足,虽然我国新材料的创新水平逐年在提高,发展很快,一些新材料的技术不断在突破,关键新材料产品的自给率在上升,新材料产业和企业规模在不断扩大,但与发达国家相比还有较大差距,企业的创新主体地位没有形成,一些关键技术和产品还依赖进口,跟踪、仿制的比较多,进口装备的技术消化、吸收还要加强。二是产业结构不合理,重复建设、恶性竞争比较严重,企业规模小,实力弱,比较分散。”

同样,在资本市场,新材料概念的炒作不断升级,市场上相对充裕的资金进入该行业对其发展确实带来了利好,但过多的资本进入难免会堆砌泡沫,对市场产生负面影响,中投顾问高级研究员贺在华指出。

很多地方官员也表示,社会资本热情很高,现在的问题不在于找不来钱,而在于进行合理的规划设计,保证产业发展的高度。

9月6日,工业和信息化部部长苗圩在第一届中国国际新材料产业博览会致辞中指出,新材料产业发展要遵循以下原则:一是坚持市场导向。紧紧围绕国民经济和社会发展重大需求,充分发挥市场配置资源的基础性作用,加强规划政策引导和体制机制创新,加大新材料推广应用和市场培育。二是强化创新驱动。加大原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新力度,充分利用全球创新资源,努力突破制约新材料发展的核心技术和关键装备,着力提高新材料自主创新能力。三是突出发展重点。加快发展科技含量高、产业基础好、市场潜力大的关键新材料,选择最有可能率先突破和做大做强的领域予以重点推进,支持有条件的地区率先发展。四是加强协调推进。坚持产学研用一体化发展和军民融合式发展,加强与下游产业相衔接,在原材料工业改造提升中不断催生新材料,带动材料工业升级换代。五是注重节能环保。高度重视新材料研发、制备和使用全过程的环境友好性,走低碳环保、节能高效、循环安全的可持续发展道路。

唐见茂表示,新材料产业要做强做优,必须双管齐下,从自主创新能力和产业结构调整上下功夫,提高自主创新水平和关键产品的自给率,构建独立自主的创新体系,和完整的产业体系,满足国家重大工程和国民经济的发展需求。

对于如何提高我国新材料的创新能力,他指出,首先国家的产业体制要改革,真正形成产学研一体化,建立创新成果转化和产业化运用机制。其次要鼓励、支持大型企业和龙头企业重视研发投入,提高创新水平。国外的跨国公司和骨干企业是创新主体,如波音、杜邦、因特尔,自己都有一套有效的创新机制。我国大多数企业的创新机制还不健全,企业税负过重,研发的投入很少,不到5%。第三加强人才特别是领军人才的培养,要改革人才培养模式和科研体制,领军人才应该亲临科研第一线。第四营造良好的创新氛围和环境,提供更多的创新创业机会,使真正有才华和成果的人才脱颖而出。

土工合成材料产业篇6

关键词:新型墙材;发展状况;应用

“新型墙体材料”是我国学者为区分传统建筑材料而界定的,在1993年定义是指粘土实心砖以外的墙体材料,而发展至今其内涵也随着时代的发展而内容也在改变:节土、利废、无污染、节能、改善建筑功能、可循环利用,新型墙体材料能够更好的适应建筑功能的改善和建筑节能的要求,满足不同建筑结构和不同档次建筑的需要,低能耗、低污染、高性能、高强度、多功能、系列化,能够大幅度的提高施工效率。传统墙材原料多为粘土等自然资源,破坏了大量的良田沃土,又以烧结制品为主,在生产过程中需要大量燃煤和电力,同时产生大量有害气体和烟尘,使大气污染呈上升趋势。近几年新型墙国家对符合建筑节能、利废、节约资源建筑物的墙体材料都给予支持发展的政策,不符合的则限制和禁止发展,对此国家建材局、建设部、农业部、国土资源部墙体材料革新建筑节能办公室于2000年联合文件,规定各大中城市“在住宅建设中限时禁止使用实心粘土砖”。国务院办公厅也了《关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》([2005]33号),要求“逐步禁止生产和使用实心粘土砖,积极推广新型墙体材料”。随着我国经济建设的不断发展,我国建筑业发展需求旺盛,新型墙体材料的应用前景十分广阔。

1新型墙材的种类及发展现状

自1992年国务院下发《关于加强墙体材料革新和推广节能建筑的意见》以来,各地大力开展新型墙体材料的研究与推广工作,新型墙体材料的生产和使用取得了较大的成就,一批具有市场竞争力的砌块类材料和板材类生产企业日益被社会认并且产品其得到广泛使用,例如加气混凝土砌块在全国范围内都得到了广泛的应用。目前新型墙体材料大体上分以下四种类型:

1.1砌砖

主要有两个种类,一是节土型烧结砖(包括粘土质多孔砖、页岩烧结砖、粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖等),二是硅钙质类蒸压、养护砖(包括蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等)。这类砖的尺寸规格多以标砖尺寸240×115×53mm为基准,砖的强度较高,主要作为砖混结构中的承重墙来使用。

1.2砌块

混凝土空心(多孔)砌块、陶粒混凝土砌块、加气混凝土砌块、石膏砌块、高孔隙率的烧结多孔砖等。这类砌块尺寸较大,密度较低,强度也较低,一般作为框架结构的非承重墙来使用,目前市场上出现部分空心砌块内填充保温隔热材料(如岩棉、EPS等),增强砌块的功能性,起到了较好的使用效果。

1.3隔断用薄板及复合墙板

当前市场上主要有纸面石膏板、钢丝网架水泥夹芯板、彩钢聚苯乙烯泡沫夹心板、玻璃纤维增强水泥轻质条板(GRC板)、发泡水泥复合板、石膏空心板等,墙板用薄板类材料主要用在内墙。

1.4结构类板材

加气混凝土板材ALC、新型PVC建筑板材、聚氨酯夹心PUR、PIR复合板材等,此类板材可作为外墙的结构材料,具有强度高,抗折性能好、保温性能优异等特点。

这四类新型墙体材料都是上世纪九十年代以后逐步迅速发展起来的,围绕节土、节能、环保、绿色为中心,具有不同的性能特点及应用范围,目前已经在一定范围区域内得到广泛应用,而九十年代以前我国的建材制品(包括墙材)的生产一直处于过度耗费能源、资源,严重污染环境的低生产水平,并且建筑物在使用过程中的能耗水平较发达国家有很大的差距,详见表1.1.

表1.1国内外建筑能耗的对比

项目名称发达国家国内

外墙能耗14~5倍

屋顶能耗12.5~5.5倍

外窗能耗11.5~2.5倍

门窗空气渗透量13~6倍

由表1.1可以看出我国与发达国家建筑物能耗的差距主要在外墙能耗和屋顶能耗上,而外墙的表面积要远远大于屋顶面积,因此在建筑节能上外墙节能是重点工作,不仅在外墙材料的制造工艺中要注重节能环保,也要注重墙体材料制品本身的节能环保特性。在国家对建筑节能的要求与倡导下全国各地的新型墙体材料都有较大程度的发展,但是各地发展的程度和种类有较大差异,国内新型墙体材料应用较为普遍的城市以武汉、杭州及上海为代表,武汉市新型墙体材料用量达36亿块标砖,占墙材生产总量的87%,主城区新型墙材应用率达到98%,形成了以粉煤灰加气混凝土砌块为主导产品的新型墙材应用格局。杭州市政府主导“限实”政策,全方位发展应用新型墙材试点工作,新型墙材种类也大大增加,从原来单调的几个品种发展到现在多个品种,新型墙材在砖混结构、框架结构、砌块混合结构中得到了广泛的推广应用。上海市是夏热冬冷地区建筑节能工作开展的最好的城市,新型墙材应用比例超过96%。我国北方地区新型墙材主要以烧结砖类为主导,包括页岩烧结砖、粉煤灰烧结砖、煤矸石烧结砖、粘土多孔砖等等,这些墙体材料在北方需要改善建筑物热工性能上仍需改进,而南方则主要以非烧结类蒸养硅酸盐砌块为主导产品,包括加气混凝土、灰砂砖、粉煤灰砖等,在西部地区的发展较为滞后,多以烧结粘土砖为主。总体来说国内新型墙材发展各地区状况极为不均,地区与地区差异大,且同一地区不同区域内有存在较大差距,因此新型墙体材料在我国仍具有很大的发展空间。

2新型墙材的应用分析

国务院办公厅[1999]72号文件《国务院办公厅转发建设部等部门关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》中要求新建住宅推行建筑节能50%并逐步在大城市试点推行建筑节能65%的工作,建筑节能越来越受到重视,相应的对建筑材料有了一个新的要求,也对新型墙材的发展方向有了明确的指引,表2.1为几种墙体材料的热传导系数。

表2.1常用建筑材料的导热系数

材料名称水泥混凝土粘土砖加气混凝土粉煤灰砖石膏砌块

导热系数(W/m.k)1.50.80.150.70.3

从表2.1中可以看出粘土砖热导系数较高,在保证建筑节能方面粘土砖墙及粉煤灰砖墙必须复合保温层如保温砂浆等,而加气混凝土的热导系数较低,单层墙面即可满足建筑节能的要求。石膏砌块导热系数低,且石膏因本身多孔及自身含有结合水的特性,具有良好的防火性能及隔音隔热性能,被称为“会呼吸”的墙体材料。

当前我国墙体材料年生产总量在8000亿块左右,其中,利用工业废渣、粉煤灰等或掺固废30%以上的粘土类烧结普通砖年产量1300亿块,占总量的16.25%。砌块类新型墙体材料(混凝土砌块、石膏砌块等),占全国墙材总量4.06%,页岩类烧结砖(实心、空心)年产量400多亿块,占墙材总量的5%,轻质板材占墙材总量2%左右,蒸压灰砂砖年产量70多亿块,占全国墙材总量的0.88%,加气混凝土砌块占墙材总量的0.53%。全国新墙材年产量已占墙材年产总量39.26%,并且新型墙体材料的用量占总量比例在逐年上升中,其中砖类墙材产品占32.13%,而砖块类新型墙材产品己成为新墙材主导产品,而砖类产品的保温性能不佳,为建筑节能的后续工作带来问题,而砌块类产品如加气混凝土砌块,石膏砌块等的保温效果隔音等优势,板材类功能性强、施工便捷等优点,应成为今后新型墙材发展的主导产品。

3国内新型墙材发展存在的问题

目前新型墙材的发展取得了一定的成就,特别在一些地区取得了很大的发展,但从整体来看仍存在一些较为突出的问题,主要表现在:

3.1实心粘土砖仍是当前用量最大的墙体材料的状况并未完全改变,在一些地区甚至从未使用过新型墙体材料,我国实心黏土砖的全国年产量在5,400多亿块,因生产粘土砖毁坏和占用的耕地每年达到95万亩,替代性的新型建材生产规模和发展水平与建筑业市场的需求还有较大的差距,主要由下列三方面原因造成这种状况,一是地方政策没有落实,粘土砖生产成本较低,仍具有较大的市场需求,二是生产厂家新建新型墙材生产线资金投入较大,并且新墙材上市市场有个接受过程,因此生产新型墙材成本过高,三是新型墙材推广力度不够,市场需要大力培育,多做宣传,需要让用户民众、建筑设计单位、建设单位、墙材生产企业都接受并认可新型墙材。

3.2企业自主技术创新能力弱。新型墙体材料新品种开发与相应的装备制造业技术创新体系尚未形成。企业自主技术研发资金投入不足,许多关键设备仍依赖进口,企业自主开发能力较弱,重复引进为严重,互相模仿现象突出,地区间缺乏有效的组织协调,很多地方出现同一品种新型墙材生产企业重复建设,产能过剩。我国新型墙材装备制造业当前仍处于模仿吸收阶段,还没有较完备的自主创新体系,生产装备制造业的限制直接导致了新型墙材的发展的滞后。

3.3新型墙体材料生产企业层次不齐。目前很多新型墙体材料生产企业因资金、技术及管理的问题,生产的产品出现不合格品流入到市场中,造成坏的影响,例如有一些混凝土砌块生产企业为降低成本将水泥掺量降低,把养护时间减少或者不按照标准养护条件养护等,造成产品质量差,用户反应意见较大等的问题,因此完善新型墙体材料生产企业的生产管理制度,加强政府引导规范管理及制定相应扶持政策,逐步完整完善新型墙体材料从生产到使用的整个产业链的各项规范性文件,引导市场适应新型墙体材料的使用。

新型墙体材料的发展需要全社会各相关方面的共同努力,发展节能环保、改善建筑功能,改进建筑施工方法的功能类新型墙体材料具有重要意义,对我国建筑业的可持续发展有着重要意义。

参考文献

[1]王连广,陈维杰等.新型墙体材料的现状与展望[J].沈阳建筑工程学院学报(自然科学版),2001(07).[2]全国2006年新型墙体材料与资源综合利用暨新技术新产品新设备应用交流研讨会.

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