众所周知,节能在建筑方面尚有很大的发展潜力,近40%的能源利用与建筑物有关。
石膏建材作为一种公认的环保建材,受到越来越多的关注,其在建筑中的应用范围也在科技力量的支持下逐步扩大,大到复杂的高科技含量系统,小到方便公众使用安装简便的部件,都能找到石膏的身影。
石膏正在以其自身的优势帮助人们筑就更多、更好的环保建筑。
取之简单历史悠久石膏是一种普遍存在于地壳层内、形似岩石的矿物质,一般呈白色、无色或者灰色。
据业内人士介绍,获取石膏浆的过程并不复杂。
从地壳层中挖掘出石膏矿,经过特定的热处理使矿石部分脱水,再经过研磨形成细小的白色粉末,这种粉末通常被称为“熟石膏”,加水干透后就会变硬。
早在公元前9000年,人类已经可以把石膏加工成石膏浆和雪花石膏用于建筑和装饰领域。
人们在位于亚洲的卡塔于育克遗址的地下壁画中发现了石膏浆。
在以色列一处公元前7000年形成的石膏基地面自流平层中也发现了石膏浆。
据考古发现,在埃及的法老统治时期,就曾经使用石膏作为泥浆修建齐阿普斯的金字塔(公元前3000年)。
到了中世纪和文艺复兴时期,很多装饰物和艺术品都是使用石膏浆制成的。
在我国,早在2000多年前,石膏就用于长沙马王堆汉墓的建造。
可见,石膏在建筑装饰方面的应用自古有之,并且随着技术的进步,石膏在建筑领域中的应用范围在不断拓展。
性能良好优势明显石膏自身具有良好的性能,非常适合应用于各种建筑系统。
首先,石膏具备良好的耐火性能,有效保证了建筑的安全。
石膏属于无机材料,具有不燃性。
其最终水化产物二水硫酸钙中含有两个结晶水,其分解温度约在1070摄氏度至1700摄氏度之间。
因此,当遇到火情时,只有等到其中的两个结晶水全部分解完毕后,温度才能在1000摄氏度左右的基础上继续升高;而且在其分解过程中产生的大量水蒸气还能对火焰的蔓延起阻隔作用。
第二,石膏属于一种多空材料,有利于自动调节室内湿度。
据介绍,用天然石膏制作石膏建材,其水膏比一般在0.6~0.8之间。
经水化硬化后,大量的游离水将被蒸发,在制品中留下大量孔隙而形成一个多孔材料,其体积密度小于1.0。
石膏建材的多孔性优势还体现在:当室内湿度大时,这些孔隙可将水分吸入;反之,室内湿度小时又可将孔隙中的水分释放出来,自动调节室内的湿度,使人感到舒适。
第三,生产过程简便灵活,可全面满足人们对室内各种功能的要求。
石膏建材适用于室内的顶、墙、地,通过选用不同的品种和不同的构造组合,可分别满足对室内保温、隔声、防火、防水、灵活分隔等功能要求,同时还是室内很好的装饰材料。
绿色节能循环利用石膏建材是一种节能、节材、可回收利用、不污染环境、性能价格比优越的绿色建材。
据专家介绍,建筑石膏是由二水石膏烧制而成的,水化后又变成二水石膏。
废弃的石膏建材,经破碎、筛选、再煅烧后又可作为生产石膏建材的原料,不产生建筑垃圾。
建筑石膏的烧成过程是将二水硫酸钙脱去3/4的水,变成半水硫酸钙,其排放出来的“废气”就是水蒸气;各种石膏建材的生产和应用过程也都不排放废气、废渣、废水和对人体有害的物质,不污染环境。
上述情况说明,石膏建材不仅是一种性能非常好的建材,而且也是一种非常全面的绿色建材,完全符合循环经济和持续发展的方针,应大力推广使用。
技术成熟前景广阔由于石膏建材良好的特性,在西方工业发达国家普遍受到重视,得到大量应用。
目前美国、日本房屋的内隔墙几乎全部都使用纸面石膏板,欧洲、亚洲和其他地区,纸面石膏板隔墙应用也较为普遍。
据统计,目前在发达国家,轻质新型墙材的利用率已经达到85%%以上,其中轻质墙板市场占有率达到50%左右,这些轻质墙材基本上是以石膏为主。
特别是在美国,石膏墙板已经占到墙体总量的70%,人均使用石膏墙板的面积突破10平方米。
而且,在亚非等很多发展中国家,轻质墙板的使用量也提高到了30%左右。
我国石膏建材制品主要有两大类:板材石膏制品和装饰石膏制品,其中纸面石膏板生产既具规模又具水平,是我国室内装修材料的主要产品之一。
但目前人均占有量仍不足0.5平方米,且主要作为装饰装修材料用于吊顶等,只有极少量用于公共建筑的内隔墙材料。
虽然近几年石膏砌块和各类建筑石膏粉体材料正在以前所未有的速度增长,但我国人均占有石膏建材的量还是大大低于欧美等国家。
可喜的是,我国的石膏建材在近几年取得了快速的发展。
目前国外已有的产品,我国都已基本掌握其生产技术和装备制造技术,一旦市场得到开发,具备在较短的时间内形成工业化规模化的生产能力。
而且,各主体产品均已制定国家标准或行业标准,产品质量有据可依。
总之,石膏产品带有显著的绿色建筑材料特征:可持续、可回收、原材料使用量低,同时还可以改善生活水平,如防火、隔音、隔热。
而且石膏产品物流和矿石管理水平的不断提高又可以降低二氧化碳的排放。
以上这些特征正让其成为全球各地各类建筑中使用最为广泛的材料之一。
1.2石膏砂浆石膏砂浆是水泥砂浆的换代产品,它能够克服水泥砂浆抹墙后出现空鼓、干裂、脱落等现象,与各种墙体基材都能很好地粘结,尤其适用顶棚抹灰,在加气砼墙上效果更佳,同时它还具有以下特点:(1)表面装饰性:墙面致密光滑而不起灰,有较高的强度而不收缩,外观典雅,无气味、无裂纹。
(2)防火性能:在发生火灾时,石膏硬化体有大量结晶水在热作用下释放出来,形成蒸汽,阻挡了火焰的蔓延,同时在整个脱水过程中吸收了大量的热,从而提高了耐火性能。
(3)保温隔热:石膏硬化体是一种多孔质材料,导热系数小,保温隔热性能好。
(4)施工方便:有良好的和易性、保水性,现场加水搅拌均匀后直接上墙抹灰,操作自如,劳动强度低,材料消耗少。
(5)节省工期:抹灰层凝结硬化块,养护周期短,整个硬化及强度达标过程1~2天全部完成,可大大提高工作效率,加快工程进度。
(6)具有呼吸功能:当室内环境湿度较大时,呼吸孔自动吸湿;在相反条件下,能自动释放储备的水份,反复循环,将室内湿度控制在适宜范围之内,为居住者创造了良好舒适的生活环境。
(7)有利冬季施工:施工不受季节限制,尤其冬季(-5℃以上)抢工期时,其水化速度不因气温低而明显减慢,只要拌合水不结冰,即具有早强快凝的特性,是冬季室内抹灰施工的好材料。
目前,北京的石膏砂浆市场已成熟,每年销售量达15万吨左右,价格每吨为500元(未掺砂);另外,天津、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江、上海等地区的大中城市应用也很广泛。
而根据上海市“十一五”环境保护规划重点科研项目(编号沪环科05-15)《上海燃煤电厂烟气脱硫石膏利用前景分析》。
石膏砂浆的保温性能对我国推广节能住宅,特别是高层节能住宅,意义重大。
随着上海建筑砂浆商品化和建筑节能工作的全面推进,石膏砂浆系列产品作为高品质的新型建材已显示出广阔的应用前景。
按上海每年新增2000万m2住宅面积、每10000m2建筑使用1400m3(合2700吨)水泥砂浆、内墙墙面和天花板面占整个建筑需粉刷表面及砌筑所用砂浆量的近70%计算,上海每年建筑内墙需要378万吨石膏砂浆,按石膏与料1:3比例计算,每年可消耗脱硫石膏94.5万吨。
随着上海建筑砂浆商品化和建筑节能工作的全面推进,石膏砂浆系列产品作为高品质的新型建材已显示出广阔的应用前景。
1.3纸面石膏板近十年来,在纸面石膏板的引领下,石膏深加工产品市场得到了十倍以上的飞速发展,其产品原料的比例已从十年前仅占我国石膏矿产量的10%左右提高到2007年的30%;1997年我国大陆年产纸面石膏板8200多万㎡,而到2007年的年产量已达到9亿多㎡,年产量的平均增长幅度达到了30%;这相当于同期我国GDP增长幅度的三倍;从而成为当前建筑石膏最主要的用途,但规模较大的一些纸面石膏板生产厂家都是自己生产建筑石膏,形成制粉、制板一条龙生产线。
因此,筹建大型建筑石膏生产企业,首先要考虑是否有大的用户。
现在我国纸面石膏板已进入市场成熟期,纯利润仅有5%左右;整个市场“北新建材”占据半壁江山,生产厂遍布全国;几家外国跨国公司分瓜市场的15%,不到35%的市场由四百多家的中小企业竟争,从而使这些中小企业举步艰难,濒临破产;因此,一般企业已很难再进入纸面石膏板的市场。
2、建筑石膏生产设备的市场分析由于用天然石膏生产建筑石膏的现行工艺是采用对粉状物料的煅烧,而脱硫石膏就是粉状的;因此,用脱硫石膏生产建筑石膏的设备与天然石膏的变化不大;但也并不能完全照搬,要根据脱硫石膏和天然石膏的不同点对现有生产工艺和设备进行选择与改造;比如,脱硫石膏不适合流态化煅烧设备,因为它粒径太小,有的未烧就被吹出来了,为解决这个问题需要加大均化仓,并不断倒仓。
目前用天然石膏生产建筑石膏的设备主要有:连续炒锅、回转窑、沸腾炉、流化床煅烧炉、以及沙司基打磨、彼特磨、斯德动态煅烧炉等;总体来说都很成熟,但各有千秋,因此竞争激烈。
六、高强石膏及其生产设备的市场分析1、高强石膏的主要用途和市场分析由于建筑石膏(即β-半水石膏,或称普通石膏粉)物理强度低,主要用于纸面石膏板、石膏砌块和部分装饰材料,用途用量均有限;而高强石膏(即α-半水石膏)物理强度一般为普通石膏粉的三倍以上,因此它不仅能够替代建筑石膏以降低成本,而且它的用途更为广泛;例如:干燥抗压强度在25Mpa~40Mpa的高强石膏粉主要用于陶瓷模具和建材产品;干燥抗压强度在60Mpa以上的高强石膏主要用于各种如牙科、铸造等特殊模具,但这种超高强石膏其生产设备成昂贵,原料须用天然的纤维石膏。
1.1高强陶模石膏粉的市场分析陶模石膏粉的技术指标要求特点:(1)以要求湿抗折强度为主;(2)即要求湿抗折强度,又要求一定的吸水率(而用脱硫石膏做原料生产出的熟石膏粉,在同样的吸水率条件下,其湿抗折强度要远高于用天然石膏生产的熟石膏粉);(3)陶瓷的注浆模和滚压模对湿抗折强度和吸水率要求的侧重不同。
陶模石膏粉的市场特点:(1)我国陶瓷年产量占全球的一半,陶模石膏粉用量巨大,达四百万吨左右;(2)广东潮汕、福建德化地区每年需要高强陶模石膏粉约150万吨,批发商进价为600多元/吨;在上述两地区所用脱硫石膏生产高强陶模石膏粉的利润分析:目前,上述两地区因无天然石膏资源,所用高强陶模石膏粉均从湖南、湖北运进,其中长短途运费为150元/吨~170元/吨,石膏矿原料为150元/吨,税费约50元/吨;而在上述两地区用脱硫石膏生产高强陶模石膏粉,运费可降低120元/吨~150元/吨,原料节约80元/吨,税费(废渣利用免税)节约50元/吨,共可降低成本250元/吨,加上原有的正常利润,每吨高强陶模粉的利润至少可达300元/吨。
(3)市场非常成熟,无须市场推广应用;(我国陶瓷的主要产地为:广东佛山和潮州、福建德化和永春、河北唐山和邯郸、湖南醴陵、山东淄博、江西景德镇、山西朔州等)1.2自流平石膏市场的分析自流平石膏简介自流平石膏是自流平地面找平石膏的简称,它是一种在混凝土楼板垫层上能流动摊平;即在自身重力作用下形成平滑表面,成为较为理想的建筑物地面找平层,是铺设地毯、木地板和各种地面装饰材料的基层材料。