閱讀 5106 次 人造輕骨料在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展概況
摘要:眾所周知混凝土是由膠結(jié)料、骨料(粗、細(xì))、摻合料、外加劑、水等經(jīng)過配制而成的人造材料之一,也是目前世界上用量最大的人造材料。廣泛用于現(xiàn)代土建工程中的鐵路與公路的隧道、大橋、水利水電的大壩、電站、河道整治中的河堤、河壩、工業(yè)與民用建筑等各項(xiàng)工程中。...
人造輕骨料在國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展概況
宋淑敏 陳烈芳
中國(guó)建筑學(xué)會(huì)輕骨料及輕骨料混凝土專業(yè)委員會(huì)
1、前言
眾所周知混凝土是由膠結(jié)料、骨料(粗、細(xì))、摻合料、外加劑、水等經(jīng)過配制而成的人造材料之一,也是目前世界上用量最大的人造材料。廣泛用于現(xiàn)代土建工程中的鐵路與公路的隧道、大橋、水利水電的大壩、電站、河道整治中的河堤、河壩、工業(yè)與民用建筑等各項(xiàng)工程中。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和建筑結(jié)構(gòu)日新月異地發(fā)展、更新,新技術(shù)、新成果不斷涌現(xiàn),僅次于普通混凝土用量較大、干表觀密度不大于1950kg/m3的輕骨料混凝土,以其輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、耐火抗震、抗凍和抗堿骨料反應(yīng)等優(yōu)良的性能,特別是用工業(yè)廢渣、城市廢棄物等為主要原料生產(chǎn)的綠色輕骨料替代天然骨料配制混凝土,減少了對(duì)天然資源的消耗,保護(hù)環(huán)境等獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到本領(lǐng)域相關(guān)人員的廣泛關(guān)注。 我國(guó)對(duì)輕骨料及輕骨料混凝土的開發(fā)研究,起步于上個(gè)世紀(jì)五十年代 。半個(gè)世紀(jì)后的今天,節(jié)能、節(jié)土、利廢、輕質(zhì)多功能的人造輕骨料、輕骨料混凝土及其制品,廣泛受到建筑業(yè)界的青睞。現(xiàn)將近二十余年的生產(chǎn)和發(fā)展情況介紹如下:
2、國(guó)外情況
美國(guó)是世界上生產(chǎn)人造輕骨料最早的國(guó)家。長(zhǎng)期以來,無論在生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量上和數(shù)量上,一直處在領(lǐng)先地位。同時(shí) 美國(guó)也是較早進(jìn)行利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)輕骨料研究的國(guó)家,成果也比較突出。八十年代后,年產(chǎn)量一直穩(wěn)定在2300萬(wàn)立方米左右。
美國(guó)80%的輕骨料用來生產(chǎn)砌塊,占輕骨料應(yīng)用市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。其次很多的高層建筑也都是采用輕骨料混凝土建造的。如1967~1969年建造的52層、高218米、建筑面積為13萬(wàn)平米休斯敦貝殼廣場(chǎng)大廈;1966~1973年建造的110層、高396米、世界上最受關(guān)注的建筑之一—紐約世貿(mào)易中心等。另外美國(guó)也是在橋梁工程中應(yīng)用最多的國(guó)家,用輕骨料混凝土已修建了800多座橋梁。上世紀(jì)七十—八十年代,美國(guó)輕骨料的年產(chǎn)量近1700萬(wàn)立方米時(shí),其在橋梁工程中的用量位于榜首。
前蘇聯(lián)早在上世紀(jì)二十年代就開始研制人造輕骨料,發(fā)展速度較慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)。70年趕上美國(guó),75年超過美國(guó),此時(shí)年產(chǎn)量已達(dá)到3600萬(wàn)立方米。八十年代末達(dá)到5000萬(wàn)立方米,是世界上生產(chǎn)輕骨料最多的國(guó)家。在前蘇聯(lián)有55%的大型墻板和95%的砌塊都是用輕骨料混凝土制作的,用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。蘇聯(lián)解體后,隨著經(jīng)濟(jì)的滑坡,使輕骨料的生產(chǎn)受到嚴(yán)重挫折,年產(chǎn)量有所減少,但是輕骨料混凝土在俄羅斯等國(guó)的民用建筑和橋梁工程中的應(yīng)用依然十分廣泛。
北歐、西歐地區(qū)的人造輕骨料生產(chǎn)技術(shù)比較先進(jìn)。如丹麥59年研制成功大型雙筒回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)制粒焙燒工藝技術(shù)和設(shè)備,其年生產(chǎn)能力15~25萬(wàn)立方米。目前世界各地已建有該生產(chǎn)線50余條,其中歐洲就有34條,年總產(chǎn)量1000萬(wàn)立方米,占目前北歐,西歐地區(qū)年總產(chǎn)量的65%左右。英國(guó)63年就研制成功用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)人造輕骨料—燒結(jié)粉煤灰陶粒(Lytag),每條生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力15~25萬(wàn)立方米。從八十年代末至今陸續(xù)在英國(guó)、荷蘭、波蘭、印度、中國(guó)等國(guó)家建成10余條生產(chǎn)線。北歐、西歐地區(qū)人造輕骨料混凝土應(yīng)用技術(shù),特別是在橋梁結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用技術(shù)更具特色。德國(guó)、荷蘭早在上個(gè)世紀(jì)六十年代末就將輕骨料混凝土應(yīng)用于大跨徑橋梁上。挪威自87年以來,已經(jīng)用高強(qiáng)輕骨料混凝土建造了11座橋梁,其中99年建成的2座世界上最長(zhǎng)的懸臂法施工的橋梁,主跨分別為301米和298米,在其中部的184米和224米段,采用了密度為1940 kg/m3、LC60級(jí)的輕骨料混凝土,是當(dāng)今世界上結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土應(yīng)用技術(shù)水平最高的國(guó)家之一。
日本是個(gè)多地震的國(guó)家,十分重視輕骨料混凝土在各種工程中的應(yīng)用。二十世紀(jì)六十年代后期,才開始生產(chǎn)人造輕骨料。與歐美等國(guó)家相比,雖然起步較晚,但發(fā)展速度很快。如65年年產(chǎn)量180萬(wàn)立方米,69年就達(dá)到280萬(wàn)立方米,從64年到83年的二十年間,360例輕骨料混凝土工程中,88%是用于橋梁工程。最著名的橫濱亮馬大廈是93年建成的,70層、高296米,成為當(dāng)時(shí)日本最高的建筑。近幾年來,又將輕骨料混凝土用于鐵路橋梁工程,新建或改建5座新干線鐵路橋梁。在研制生產(chǎn)低吸水率,高強(qiáng)度的高性能輕骨料方面也頗有建樹。基于原料資源、環(huán)保要求、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等諸多原因的制約,日本的人造輕骨料呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,每年要進(jìn)口近100萬(wàn)立方米,成為世界上人造輕骨料第一進(jìn)口大國(guó)。
3、國(guó)內(nèi)情況
我國(guó)幅員遼闊,資源相當(dāng)豐富,具備發(fā)展各種類別輕骨料的優(yōu)越條件。雖然我國(guó)人造輕骨料及其混凝土的發(fā)展已有半個(gè)多世紀(jì),但速度極為緩慢。在這五十余年的發(fā)展過程中,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的脈搏、經(jīng)濟(jì)改革的機(jī)遇,時(shí)起時(shí)伏,極不穩(wěn)定,步履維艱,各項(xiàng)技術(shù)相對(duì)落后。不論是生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備、規(guī)模、能耗、勞動(dòng)生產(chǎn)率等等,與某些先進(jìn)國(guó)家相比,差距還是很大的。
3.1生產(chǎn)和發(fā)展概況
早期鑒于各種原因,我國(guó)人造輕骨料的生產(chǎn)和發(fā)展經(jīng)歷了艱難的幾起幾落極不穩(wěn)定階段,到八十年代中期才得到迅速發(fā)展。近二十年來,隨著墻材革新與建筑節(jié)能的深入以及高層建筑、框架建筑、大型橋梁等建筑業(yè)的快速發(fā)展,為輕骨料提供了較大發(fā)展空間。生產(chǎn)和發(fā)展概況如下列圖表(1)、(2)、(3)、(4)所示:
(1)年產(chǎn)量

(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化


(3)產(chǎn)品性能結(jié)構(gòu)
年份 |
產(chǎn)品主要性能 |
市場(chǎng)需求 |
1984 |
普通型
700~800級(jí) 80%
900級(jí) 10%
600級(jí) 10% |
作保溫及結(jié)構(gòu)保溫工程用超輕陶粒 |
1995 |
超輕200~500級(jí): 80%
普通型600~700級(jí): 20% |
超輕陶粒和結(jié)構(gòu)工程用高強(qiáng)陶粒 |
1997~2007 |
超輕、普通及高強(qiáng)陶粒 |
超輕、普通、高強(qiáng) |
(4)企業(yè)規(guī)模結(jié)構(gòu)

由圖表可知:84年全國(guó)人造輕骨料年產(chǎn)量60萬(wàn)立方米,其中55%產(chǎn)量是由占生產(chǎn)廠家總數(shù)的75%、生產(chǎn)規(guī)模1.5~2.0萬(wàn)立方米/年的生產(chǎn)線完成的。那時(shí)的產(chǎn)品性能較單一,不論是頁(yè)巖陶粒,還是粘土陶粒和粉煤灰陶粒,均屬普通型人造輕骨料。密度等級(jí)80%是700~800級(jí)。由于企業(yè)規(guī)模小,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)陋,設(shè)備制作粗糙,甚至沒有冷卻設(shè)備,生產(chǎn)能耗高,操作環(huán)境差,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低。產(chǎn)品顆粒不分級(jí),特別是用單棍制粒機(jī)造粒的粘土陶粒,普遍呈短柱狀,粒形系數(shù)很差,其筒壓強(qiáng)度較低,吸水率偏高,勻質(zhì)性差。若用于保溫和結(jié)構(gòu)保溫工程中,密度大,保溫性能差,不能滿足使用要求;在結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用,骨料強(qiáng)度又低,僅可配制LC25混凝土。業(yè)內(nèi)人士形容這類人造輕骨料為:高不成,低不就。這在某種程度上影響了人造輕骨料的進(jìn)一步發(fā)展。此時(shí),一批由國(guó)家投資興建的大型燒結(jié)粉煤灰陶粒廠,由于各種因素(原因十分復(fù)雜,包括技術(shù)、管理和市場(chǎng)等)導(dǎo)致相繼停產(chǎn)或倒閉,使我國(guó)人造輕骨料工業(yè)遭受了一次較大的挫折。
八十年代末到九十年代初,堆積密度小于500 kg/m3的超輕陶粒研制成功并投放市場(chǎng),適應(yīng)了當(dāng)時(shí)墻體材料革新、建筑節(jié)能的需要,用其配制表觀密度1200~1400 kg/m3以下的結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土,滿足了制作密度等級(jí)600~800級(jí)輕骨混凝土小砌塊的要求。這種小砌塊是取代燒結(jié)普通粘土磚最有發(fā)展前途的墻體材料,市場(chǎng)容量相當(dāng)大。一批由鄉(xiāng)鎮(zhèn)或個(gè)體承辦的年產(chǎn)1~5萬(wàn)立方米超輕陶粒的小廠(生產(chǎn)規(guī)模多數(shù)為1.5~2.0萬(wàn)立方米/年),在新疆、云南、北京、天津等地大量涌現(xiàn)出來。在此期間,又從丹麥引進(jìn)年產(chǎn)18.8萬(wàn)立方米超輕陶粒生產(chǎn)線的廣州華穗輕質(zhì)陶粒制品廠建成并投產(chǎn),到九五年全國(guó)人造輕骨料的年產(chǎn)量達(dá)到200萬(wàn)立方米,與八四年相比,增加了2.5倍,其中有75%約150萬(wàn)立方米都是粘土陶粒。全國(guó)生產(chǎn)人造輕骨料生產(chǎn)廠家總數(shù)的82%都是生產(chǎn)規(guī)模1.5~2.0萬(wàn)立方米/年的小廠。這種小型工廠投資小,見效快,便于就地取材,適宜鄉(xiāng)鎮(zhèn)及個(gè)體建線生產(chǎn),其發(fā)展勢(shì)頭有增無減,持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
近十幾年來,隨著墻材革新和建筑節(jié)能的深入、‘禁實(shí)’工作力度逐步加大、‘加強(qiáng)能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù),增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力’基本國(guó)策的實(shí)施,人造輕骨料再次遇到發(fā)展生產(chǎn)的良機(jī),特別是利用工業(yè)廢棄物、江河湖海淤泥、建筑垃圾、城市污泥等為主原料的生產(chǎn)技術(shù)日趨成熟、高強(qiáng)輕骨料研制成功並投放市場(chǎng)更為人造輕骨料工業(yè)的發(fā)展注入了活力,又一批2~20萬(wàn)立方米/年的生產(chǎn)線陸續(xù)建成。2005年時(shí),全國(guó)人造輕骨料年產(chǎn)量達(dá)到400萬(wàn)立方米。由于節(jié)能減排、淘汰落后生產(chǎn)力、‘禁粘’等的需要,國(guó)土資源部、國(guó)家發(fā)改委于06年12月12日聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于發(fā)布實(shí)施[限制用地項(xiàng)目目錄(2006年本)]和[禁止用地項(xiàng)目目錄(2006年本)]的通知》中,5.0萬(wàn)立方米/年以下人造輕骨料(陶粒)生產(chǎn)線也在限制用地目錄內(nèi)。近幾年建廠生產(chǎn)規(guī)模都是大于5.0萬(wàn)立方米/年。這期間一批年產(chǎn)2.0萬(wàn)立方米及以下的粘土陶粒小廠幾乎全部被清除出局。此時(shí)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品性能結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了較大變化,有了較大改善和提高,基本滿足市場(chǎng)應(yīng)用的各種需求。到2007年年底,人造輕骨料的在線產(chǎn)量維持在400萬(wàn)立方米/年左右。目前還有為數(shù)不少生產(chǎn)線正在建設(shè)和立項(xiàng)籌備中。予計(jì)2010年年產(chǎn)量可達(dá)到500萬(wàn)立方米左右。
眾所周知,任何行業(yè)的發(fā)展大體都經(jīng)歷過從量的積累到質(zhì)的飛躍過程,同樣人造輕骨料行業(yè)也應(yīng)該不例外。從萌芽到茁壯成長(zhǎng),雖然歷盡了艱辛、跌宕起伏的磨練,取得一定成績(jī),盡管我國(guó)能夠生產(chǎn)出在品種和質(zhì)量上能與世界上任何一個(gè)國(guó)家媲美的人造輕骨料,但還是不盡如人意。量的積累還達(dá)不到足以促使質(zhì)的飛躍。六十年的發(fā)展,年生產(chǎn)能力不足500萬(wàn)立方米,如全部用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上,僅折合50億塊左右標(biāo)準(zhǔn)磚,只占整個(gè)墻材總量的千分之一,微乎其微,不占什么地位。另外行業(yè)總體水平比較低,真正具規(guī)模的企業(yè)并不多,年產(chǎn)能力10萬(wàn)和10萬(wàn)以上的企業(yè),更是屈指可數(shù),絕大部分是中、小型企業(yè)。極難在生產(chǎn)技術(shù)與裝備水平、能耗、勞動(dòng)生產(chǎn)率、企業(yè)管理水平、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)等方面取得高層次發(fā)展。比如水泥行業(yè)的若干先進(jìn)生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)、多通道噴嘴等等,因人造輕骨料的生產(chǎn)規(guī)模小,難為借用。其生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、產(chǎn)品研發(fā)等基本還停留早期的研究水平,這在某種程度上已成為人造輕骨料工業(yè)發(fā)展的羈絆,也是必需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。
黨的十六屆五中全會(huì)通過的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃建議》,提出了“十一五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要目標(biāo),我國(guó)建設(shè)和發(fā)展的任務(wù)相當(dāng)繁重。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速協(xié)調(diào)健康發(fā)展和社會(huì)全面進(jìn)步,向全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)的邁進(jìn),必將為我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展帶來千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。人造輕骨料工業(yè)的發(fā)展也將會(huì)有更大的發(fā)展空間。特別是中華人民共和國(guó)建設(shè)部令第143號(hào)《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》的發(fā)布和實(shí)施,對(duì)節(jié)能、節(jié)土、利廢的輕質(zhì)多功能新型墻體材料的需求呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì),必將拉動(dòng)人造輕骨料行業(yè)大發(fā)展,其前景非常廣闊。
3 .2各地區(qū)生產(chǎn)概況
陶粒企業(yè)的分布區(qū)域,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已有100余家陶粒生產(chǎn)企業(yè)分布在全國(guó)25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、內(nèi)蒙、新疆、廣東、上海、江蘇、浙江、湖北、云南等地,最近由于北京地區(qū)“禁粘”“禁頁(yè)巖”,環(huán)保之故,在京津地區(qū)于上世紀(jì)90年代初興建起來的一大批以耕土為原料規(guī)模2萬(wàn)m3/y以下陶粒企業(yè)均相繼停產(chǎn)。
目前各地區(qū)陶粒的生產(chǎn)能力約為:東北地區(qū)100萬(wàn)m3/y,品種以頁(yè)巖陶粒為主其次是粉煤灰陶粒;華北地區(qū)60萬(wàn)m3/y,品種以粉煤灰、頁(yè)巖陶粒為主,其次是粘土陶粒;西北地區(qū)40萬(wàn)m3/y,品種為頁(yè)巖和粘土陶粒;西南地區(qū)30萬(wàn)m3/y,所用原料是礦區(qū)剝離廢棄物和頁(yè)巖;中南地區(qū)100萬(wàn)m3/y,品種以淤泥陶粒和頁(yè)巖陶粒為主;華東地區(qū)70萬(wàn)m3/y,其品種主要是淤泥陶粒和頁(yè)巖陶粒。
3.3若干企業(yè)生產(chǎn)工藝
目前的人造輕骨料主要采用焙燒法生產(chǎn),其生產(chǎn)工藝過程可簡(jiǎn)化為:造粒(原料處理)、焙燒、冷卻、成品。根據(jù)原料的性能選擇處理、焙燒、冷卻、成品的方法。
3.3.1.廣州華穗輕質(zhì)陶粒制品
八十年代中期,我國(guó)引進(jìn)丹麥?zhǔn)访芩构境p粘土陶粒生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),88年投產(chǎn),建成當(dāng)時(shí)我國(guó)人造輕骨料生產(chǎn)規(guī)模最大的生產(chǎn)線。目前依然是我國(guó)用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)人造輕骨料生產(chǎn)規(guī)模最大的國(guó)營(yíng)企業(yè),年產(chǎn)量達(dá)18.8萬(wàn)立方米500級(jí)超輕陶粒、20萬(wàn)m3/年陶粒混凝土砌塊。本世紀(jì)已經(jīng)不再用粘土為主要原料,改用河道淤泥、污泥為主要原料,可根用戶需求生產(chǎn)各級(jí)別的超輕、高強(qiáng)陶粒。關(guān)鍵工藝技術(shù):窯內(nèi)制粒、引用焙燒余熱可烘干煤的立式磨、豎式冷卻機(jī)、中空卸料柱。

3.3.2.上海申威陶粒制品有限公司
該公司人造輕骨料生產(chǎn)為2條,每條線為5萬(wàn)m3/年,其生產(chǎn)工藝裝備全部采用國(guó)內(nèi)技術(shù)。主要原料為頁(yè)巖、粉煤灰。工藝技術(shù)關(guān)鍵為原料磨細(xì)成球盤預(yù)加水造粒、高差式雙筒回轉(zhuǎn)窯焙燒。於一九九七年建成投產(chǎn),是當(dāng)時(shí)采用國(guó)內(nèi)技術(shù),功能全、機(jī)械化程度高、質(zhì)量控制體系完善的民營(yíng)企業(yè)。現(xiàn)因上海地區(qū)粉煤灰供應(yīng)緊張,改用頁(yè)巖、淤污泥等為主要原料,可生產(chǎn)各密度等級(jí)的超輕和高強(qiáng)陶粒。

3.3.3宜昌光大陶粒制品有限公司
該公司人造輕骨料生產(chǎn)線于2003年建成并投產(chǎn),規(guī)模為3萬(wàn)m3/年碎石型頁(yè)巖陶粒,即頁(yè)巖礦石經(jīng)破碎、篩分后入窯焙燒。生產(chǎn)線建在礦區(qū)內(nèi),該礦區(qū)頁(yè)巖的質(zhì)量特別好,品位高,無夾層雜質(zhì),并有二種不同膨脹性能的頁(yè)巖共生,但彼此間界限清晰,不混雜。膨脹性高的可生產(chǎn)超輕陶粒,膨脹性能低的,燒成后強(qiáng)度很高,可生產(chǎn)高強(qiáng)陶粒。為了充分利用礦山資源,該生產(chǎn)線配備了磨細(xì)成球系統(tǒng),將礦山破碎篩分后≤5mm細(xì)料磨細(xì)成球入窯焙燒,焙燒窯選型為插接式雙筒回轉(zhuǎn)窯。根據(jù)客戶需求,可生產(chǎn)各種密度等級(jí)直破型、圓球型陶粒。2004年在第一條生產(chǎn)線的右側(cè)又?jǐn)U建了一條6萬(wàn)m3/年生產(chǎn)線,窯型為變徑單筒窯。二條線總生產(chǎn)能力達(dá)10萬(wàn)m3/年,是獨(dú)資民營(yíng)企業(yè)。

3.3.4.云南省可保煤礦陶粒廠(輕型建材公司)
它是用云南可保煤礦特有的露天煤礦剝離物生產(chǎn)超輕陶粒的能源綜合利用的國(guó)營(yíng)企業(yè)。始建于88年,先后幾經(jīng)改擴(kuò)建,有2萬(wàn)+3萬(wàn)+5萬(wàn)m3/年三條生產(chǎn)線。現(xiàn)已形成年產(chǎn)陶粒10萬(wàn)m3/年、陶粒濾料2000m3的生產(chǎn)能力,為云南省乃至西南地區(qū)規(guī)模宏大技術(shù)力量雄厚、檢測(cè)設(shè)備、管理科學(xué)嚴(yán)密的陶粒產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)。99年已超過設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。主要產(chǎn)品是堆積密度200~800kg/m3的陶粒,其中200級(jí)為全國(guó)最輕級(jí)別產(chǎn)品。

3.3.5.大慶達(dá)源新型建材有限公司
該公司隸屬于大慶石油管理局,是2001年大慶石油管理局油田電力集團(tuán)引進(jìn)英國(guó)Lytag技術(shù),建設(shè)20萬(wàn)m3/年粉煤灰燒結(jié)陶粒項(xiàng)目。該技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單,無需粘結(jié)劑,產(chǎn)品性能穩(wěn)定等特點(diǎn),是全球認(rèn)可的、成熟的粉煤灰燒結(jié)陶粒技術(shù),比較先進(jìn)、自動(dòng)化和機(jī)械化程度都很高,投資不匪,對(duì)粉煤灰的要求也相對(duì)較嚴(yán)格,需粉煤灰的顆粒組成小于45μm的組分不少于65%,其摻配率可達(dá)95%,煤粉5%,不需要粘結(jié)劑,是目前我國(guó)生產(chǎn)人造輕骨料規(guī)模最大的國(guó)營(yíng)企業(yè)。 
3.3.6.內(nèi)蒙古包頭市精正高新建材有限公司
該公司成立于2003年10月,2004年,在對(duì)大慶石油管理局引進(jìn)Lytag粉煤灰燒結(jié)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行消化吸收,形成了適合于我國(guó)國(guó)情的粉煤灰燒結(jié)陶粒生產(chǎn)工藝和技術(shù),生產(chǎn)規(guī)模一期工程20×10萬(wàn)m3/年,2006年建成并投產(chǎn)。其投資遠(yuǎn)低于引進(jìn)生產(chǎn)線,也是我國(guó)目前生產(chǎn)人造輕骨料規(guī)模最大的民營(yíng)股份公司。

4.1.1.橋梁工程
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)人造輕骨料混凝土用于各類橋梁工程中大約有60余座,這些橋梁在使用了人造輕骨料混凝土以后都取得了顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。眾所周知,當(dāng)橋梁跨度大于30米時(shí),應(yīng)用輕骨料混凝土?xí)钟欣@是因?yàn)殪o載在總荷載中占著重要地位。一般地說板梁橋的橋跨從15米至20米就已經(jīng)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著橋跨的增大,其靜載值減少也越多,經(jīng)濟(jì)效果也越顯著,特別在地基礎(chǔ)條件甚差時(shí)更為突出。從交通部2006年年終的統(tǒng)計(jì)資料得知|:我國(guó)有各類橋梁50萬(wàn)余座,其中公路橋34萬(wàn)余座,每年開工建設(shè)橋梁1萬(wàn)余座,如此大規(guī)模的建設(shè),為輕骨料混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用提供有利的發(fā)展良機(jī)。
4.1.1.1.河南平頂山湛河大橋
該橋凈跨50米,寬20米,凈高8.5米,為拱形公路橋,是我國(guó)六十年代建造的第一座采用粘土陶粒混凝土公路橋。由于采用陶粒混凝土肋形拱及陶粒作為輕質(zhì)填料,使其質(zhì)量減輕47%,顯著減少了地基壓力,簡(jiǎn)化了下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)處理,降低了材料用量。與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比,整個(gè)橋梁工程共節(jié)約木材10%、鋼材6.3%、水泥7%,同時(shí)還加快了施工速度,取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

繼湛江大橋建成后,我國(guó)著名的南京長(zhǎng)江大橋、山東黃河大橋的公路橋面板也都采用了輕骨料混凝土,至今使用良好。
4.1.1.2.寧波解放大橋、反帝大橋
七十年代,浙江寧波有三座公路橋的主要構(gòu)件采用了粉煤灰陶粒混凝土(橋梁和公路道板),其中反帝橋全長(zhǎng)304米,解放橋全長(zhǎng)242米,最大跨度37米。

4.1.1.3.天津永定新河大橋引橋
該橋2000年竣工,主橋結(jié)構(gòu)為普通預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土連續(xù)橋梁,引橋上部箱梁采用密度1900kg/m3,強(qiáng)度LC40人造輕骨料混凝土,比原設(shè)計(jì)節(jié)約工程造價(jià)10%。

4.1.1.4.舊橋改造工程
北京蘆溝橋、健翔橋由于改造需要,在不改變橋原有主要承重結(jié)構(gòu)體系的情況下,為加增橋梁承載力,擴(kuò)大通行能力,采用LC40輕骨料混凝土作橋石板以減輕自身荷載,滿足了工程需要。

4.1.1.5.上海盧浦大橋引橋
該橋于2003年6月建成通車。是上海市跨越黃浦江的第五座大橋,主跨為鋼拱結(jié)果,在川陽(yáng)河北引橋東段使用了輕骨料混凝土。雙孔空心板梁采用LC40輕骨料混凝土,橋面鋪裝層與防沖護(hù)墻使用了LC30輕骨料混凝土。幾年來,使用情況良好。
4.1.1.6.湖北隨州團(tuán)山河大橋、武漢市外環(huán)線—京珠高速連線匝道橋
空前者為孝襄(孝感-襄樊)高速路隨州連接線上的一座大橋,全長(zhǎng)60m,結(jié)構(gòu)形式為3跨20m預(yù)應(yīng)力心板結(jié)構(gòu),橋?qū)?4m,雙向四車道,中跨主體結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土,強(qiáng)度LC40,在空心板梁端1m處使用LC40高強(qiáng)度混凝土。武漢市外環(huán)—京珠高速路連線匝道路橋,是C匝道跨越京珠高速路的跨線橋。橋長(zhǎng)145m、寬13.6m。結(jié)構(gòu)為42.5m+60m+42.5m三跨連續(xù)梁。主梁為單箱雙室截面的鋼箱梁,其鋼橋面鋪裝纖維增強(qiáng)輕骨料混凝土,連續(xù)施工澆筑,不設(shè)橫縫,縱縫和假縫。在鋪裝橋面有8%橫坡的情況下,該混凝土的良好性能,確保了漿體和骨料不因坡度的原因而分離,整體性能非常優(yōu)異。
4.1.2.高層建筑
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展,城市現(xiàn)代化建設(shè)方興未艾,一幢幢高樓大廈佇立在全國(guó)各大城市。輕骨料混凝土也以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐火、抗震的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受到青睞。各地先后建成了一批輕骨料混凝土為主要結(jié)構(gòu)的高層建筑,特別是在各類建筑的基礎(chǔ)工程結(jié)束、中途功能發(fā)生變化需要增加層數(shù)或已建成需要加層時(shí),輕骨料混凝土替代普通混凝土為主要結(jié)構(gòu)成為首選,起到任何工程材料都無法替代的作用。
4.1.2.1.天津粉煤灰陶粒混凝土高層住宅
按1990年統(tǒng)計(jì),天津市在建和已建的高層住宅計(jì)63幢;其中采用粉煤灰陶粒混凝土計(jì)37幢;土0.00以上全部使用粉煤灰陶粒混凝土有3座,最高26層,計(jì)3.6萬(wàn)m2;所有內(nèi)外墻使用陶粒混凝土的有9幢,最高22層計(jì)12.25萬(wàn)m2。這些工程不僅減輕結(jié)構(gòu)自重12.5%,降低造價(jià)7~12.5%,而且有理想的抗震性能。
4.1.2.2.珠海國(guó)際會(huì)議中心
珠海國(guó)際會(huì)議中心是珠海市首次唯一應(yīng)用輕骨料混凝土的高層建筑。使用部位從國(guó)際會(huì)議中心左邊第十層至21層的梁、樓板、部分框架柱、總統(tǒng)套間內(nèi)游泳池以及會(huì)議中心后面3000m2樓頂網(wǎng)球場(chǎng)。人造輕骨料混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C35,共代換普通混凝土1115m3。在本工程局部使用功能改變、荷載增加、下部主體結(jié)構(gòu)施工完畢、基礎(chǔ)加固非常困難情況下,有效地采用了輕骨料混凝土,取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。若與采用基礎(chǔ)、梁、柱加固方案相比,不僅縮短了施工周期半年以上,還節(jié)省資金50余萬(wàn)元。充分體現(xiàn)了輕骨料混凝土在工程改造中的優(yōu)勢(shì)。

4.1.2.3.南京太陽(yáng)宮廣場(chǎng)戲水大廳
南京太陽(yáng)宮廣場(chǎng)是集運(yùn)動(dòng)、健身、休閑、游樂為一體的公共建筑,建筑面積4.7018萬(wàn)m2,地面以上主體建筑高23.00m,大廳拱梁塔頂最高處為48.00m。戲水大廳屋頂由四支大跨拱梁組成,每根梁截面為1000×1800mm,跨度為80米,全部采用國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)陶粒混凝土,強(qiáng)度等級(jí)為CL50、密度1950kg/m3,輕骨料混凝土總量1140m3。該工程到目前為止,其效果非常好。
4.1.2.4武漢市證券大廈
該證券大廈是武漢標(biāo)志性建筑,樓高336m、68層鋼結(jié)構(gòu)建筑。由于在60層開始,樓板采用了干密度不超過1900kg∕m3的LC35輕骨料混凝土,比原定設(shè)計(jì)64層增加4層,達(dá)到了業(yè)主在大廈建至40層時(shí)要求增加4層的要求。
4.1.2.5.云南省體委體育訓(xùn)練基地北教場(chǎng)舉重拳擊訓(xùn)練館
該訓(xùn)練館為后張予應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)。原設(shè)計(jì)為兩層,建筑面積2038.3m2,高16.95m。底層普通混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí),建設(shè)方要求增加層鋼結(jié)構(gòu)。為此第三層樓的受力構(gòu)件全部采用輕骨料混凝土,其中4根18m后張予應(yīng)力梁,采用泵送LC50輕骨料混凝土80m3,次梁和樓板采用泵送LC40輕骨料混凝土197m3,共277m3人造輕骨料混凝土,獲得明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
另外,還有許多公共建筑如云南建工醫(yī)院、西南商業(yè)大廈、云南飯店、云南日?qǐng)?bào)、昆明會(huì)堂等都分別在梁、柱、板等部位使用人造輕骨料混凝土。

4.1.2.6.宜昌濱江國(guó)際花園
宜昌濱江國(guó)際花園是宜昌萬(wàn)友濱江大廈置業(yè)有限公司開發(fā)的原供銷大廈的改造工程。地下二層,地面裙房(商業(yè))四層,第五層為會(huì)所兼設(shè)備轉(zhuǎn)換,六至二十九層為住宅,第三十層為機(jī)房。建筑總高度101.1m,大屋面高度93.6m,總建筑面積36197.9m2。四層以上采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式。從轉(zhuǎn)換層以上第三層開始26個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層,結(jié)構(gòu)柱、梁、板全部采用人造輕骨料混凝土LC40混凝土2990m3,LC35混凝土3650m3。是我國(guó)第一個(gè)率先在結(jié)構(gòu)主體中全部采用人造輕骨料混凝土建造的100m高大樓。該工程2006年竣工。由于采用了人造輕骨料混凝土,比用普通混凝土增加了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)式層,增加面積1806m2。獲得了極佳的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。

上海宏泰公寓建筑面積5.8萬(wàn)m2,主樓高98.3m。屋頂隔熱層采用輕骨料混凝土,設(shè)計(jì)強(qiáng)度LC7.5MPa,實(shí)測(cè)10.2MPa。混凝土表觀密度800~850kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)0.25w/m.k。1999年7月施工,至今使用良好。

在新疆烏魯木齊市,有數(shù)萬(wàn)平方的工業(yè)(主要是紡織業(yè))與民用建筑用LC10的無砂人造輕骨料混凝土,用于屋面保溫層,收到極佳的隔熱保溫效果。
在新疆、上海、北京、宜昌、寧波等地,采用LC10的無砂人造輕骨料混凝土做居住、公共建筑地面、樓面的墊層,其重量?jī)H為普通混凝土50%,不怕水,并具有隔聲保溫效果。
4.3.其它領(lǐng)域中的應(yīng)用
因人造輕骨料混凝土具有良好的耐火性能,可以直接用于高溫窯爐及煙囪的耐火內(nèi)襯。用耐火度高于1200℃的粉煤灰陶粒和頁(yè)巖陶粒,配以耐火水泥及陶砂,可現(xiàn)澆、可制成不同規(guī)格的耐火砌塊或耐火磚,作窰爐、煙囪內(nèi)襯。
東北工源水泥廠、邯鄲水泥廠、西卓子山水泥廠等十幾個(gè)各種不同類型的水泥焙燒窯,都選用過粉煤灰陶粒混凝土耐火砌塊或磚的窯襯。減輕了回轉(zhuǎn)窯的自重、窯筒體散熱降低、降低能耗、筒體表面溫度降低60~80℃,也降低了車間的溫度,改善工人操作環(huán)境,均取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
陜西華縣、韓城、蒲城、大荔等多座電廠煙囪,均選用新疆煤礦剝棄土燒制的陶粒為骨料,配制的耐酸耐熱混凝土做煙囪的內(nèi)襯,同樣也收到極佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。另外還有唐山陡河電廠、阜新電廠、八角臺(tái)電廠、開源電廠、邯鄲電廠、石家莊電廠等20多座煙囪中使用粉煤灰陶粒混凝土為煙囪內(nèi)襯。
實(shí)踐證明,上述煙囪內(nèi)襯在煙氣溫度130~150℃下,具良好的耐熱性;對(duì)煙氣中含有的SO2和SO3混合氣體具有良好的耐酸性;對(duì)煙氣中含有20~25%的灰粉具有良好的耐磨性。
聲屏障是交通噪聲保護(hù)公路沿線環(huán)境的重要措施之一。1991年全國(guó)首次于貴黃公路上采用頁(yè)巖陶粒混凝土砌塊聲屏障,該聲屏障長(zhǎng)790m、高3.5m,采用了反射式及吸收式兩種結(jié)構(gòu)形式,取得了較好的效果。湖北宜昌也在公路邊使用了該項(xiàng)技術(shù)。
宜昌市北海路隧道長(zhǎng)150m,車行道寬7.5m,兩側(cè)行道1.25m,隧道拱頂高6.35m,屬一級(jí)城市支路隧道。在2004年12月12日、2005年1月7日隧道中相繼發(fā)生洞頂坍方,坍方區(qū)長(zhǎng)約36m,寬約5.0m,高約4.7m。隧道進(jìn)入搶險(xiǎn)施工。經(jīng)相關(guān)專家多方案研討,最后利用高強(qiáng)頁(yè)巖陶粒混凝土質(zhì)輕、高強(qiáng)的特點(diǎn),充填隧道坍方區(qū),成功完成搶險(xiǎn)工程。
宜昌市沿江大道有約1公里,用瀝青、頁(yè)巖陶粒混凝土鋪筑的城市道路路面、用高強(qiáng)陶粒混凝土鋪筑機(jī)場(chǎng)路道軟基路面。均收到耐磨、減震,噪聲吸納的良好效果。

5.存在問題及展望
5.1人造輕骨料當(dāng)前存在著以下幾個(gè)主要問題:
5.1.1產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)法力度不足,使質(zhì)量低劣不合格的煤渣制品充當(dāng)陶粒制品,靠廉價(jià)優(yōu)勢(shì)沖擊和干擾著陶粒制品在市場(chǎng)上的正常應(yīng)用。造成墻體工程質(zhì)量下降,阻礙墻改工作深入發(fā)展。
5.1.2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,在國(guó)標(biāo)中雖以堆積密度的變異系數(shù)來控制其勻質(zhì)性,但具體不好操作,質(zhì)檢部門在質(zhì)檢中,無論是送樣或抽樣檢測(cè)均無此指標(biāo),靠企業(yè)自檢是虛有其表。
5.1.3目前燃煤價(jià)格大幅度上漲,嚴(yán)重地影響企業(yè)正常經(jīng)營(yíng),制約了人造輕骨料正常發(fā)展。
5.2展望
人造輕骨料在我國(guó)已有半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程,由于種種原因發(fā)展緩慢。但是,由于人造輕骨料具有輕質(zhì)高強(qiáng)多功能的特點(diǎn),在生產(chǎn)中它可大量消納工業(yè)固體廢棄物、江、河、湖、海的淤泥、工業(yè)和生活污泥等。因此可以堅(jiān)信在“建設(shè)資源節(jié)約型”,“環(huán)境友好型”,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的當(dāng)今,它一定能得到快速、持續(xù)和健康的發(fā)展。
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 楊葉 編輯 劉真 審核)
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2024-3-20