石膏建材的未来发展

我国建筑墙体环保的发展趋势及要求

我国是能耗大国。在我国当前总能耗中大约有30%消耗在建筑物上[1]，建筑节能是缓解我国能源紧缺的一项重要工作。在建筑能耗中，围护结构（主要是外墙）所占建筑能耗比重最大，约占建筑总能耗的85%~99%[2]。因此，墙体节能是实现建筑节能的最重要手段。建筑物的节能是世界各国建筑学、建筑技术、材料学和相应空调技术研究的重点和方向。目前我国已经制定出台了相应的建筑节能设计标准,并对建筑物的能耗作出了相应的规定。建筑物的能耗是由室内环境所要求的温度与室外环境温度的差异造成的,因此有效降低建筑物的能耗主要有两种途径:一是改善室内采暖、空调设备的能耗效率;二是增强建筑物围护结构的保温隔热性能。从而使建筑节能材料广泛应用于建筑物的围护结构当中。

建设部明文规定：自2000年开始，各直辖市、沿海地区的大中城市应根据当地实际情况，逐步限时禁止使用实心粘土砖，各地应采取切实措施，抓紧做好实心粘土砖的替代建筑材料的衔接工作，积极推广采用新型建筑结构体系及与之相配套的新型墙体材料。

世界上其他国家在20世纪二、三十年代已经着手墙体材料的改革，逐步推动墙体材料的可持续化、环保化。我国目前的政策文件规定也是禁用实心黏土砖，发展新型墙材产品。据国家建材局相关资料表明：美国各种轻型复合墙体占墙体材料总量的40％，日本占64％，德国、新西兰各占15％，而我国仅占1.0％，尚处于起步阶段。随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，建筑耗能的问题日益突出，资料显示：建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40％～50％。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视，'建设节约型社会'已成为当今社会广泛关注的一个重要主题，我国政府适时制定了中长期节能规划，在规划中建筑业被列为节能与环保的重点行业。而建材行业作为消耗自然资源、能源高，破坏土地多，废气、粉尘排放量大，对大气污染严重的行业，节能问题更是重中之重。同时，中国几千年来延续下来的住宅建造方式也正面临着从一砖一瓦的施工到生产组装式施工的巨大变革。很多的建筑结构构件可以直接在工厂进行生产，运到现场后直接进行装配即可。

因此，最近我国建设部、建材局所发的文件，均要求积极增加我国新型墙体

材料的使用比例，推动我国新型材料的发展。

石膏在建筑结构中的应用优势简介

石膏是一种基础性化工原料，分子式为CaSO4•2H2O，相对密度为2.90－2.98，熔点1450℃，微溶于水，溶于酸、铵盐和甘油等，具有凝固快的特点。石膏装饰材料具有隔热、保温、防潮、防火、无毒、无味，不龟裂变形，不掉粉脱层，可清洗、喷涂、着色，白度纯正，图案清晰，典雅华丽的特点，还具有强度高、寿命长、可锯、刨、钉、粘等加工性能，广泛用于各类建筑与室内外装潢。

目前，天然石膏的全世界开采量，约为7千万吨。此外，石膏原料的一个重要来源，是化学、食品和电子工业的含石膏废料。值得注意的是，目前建筑石膏已在墙体结构方面得到了最广泛的使用，墙体结构用的石膏石材年产量约为3亿块标准砖。在建筑业中大规模使用石膏，不仅是由于水泥不足，而且是因为研制开发出了高强度石膏的热压工艺技术。这种高强度的石膏材料可以代替钢筋混凝土中的水泥材。

在21世纪即将来临之际，建材工业的一个主要任务，就是以高效、节能而又对环境无污染的材料和制品来保证建筑事业。有效解决上述任务的途径之一，是在建筑业中扩大石膏材料和制品的使用量。这是因为石膏建筑材料和制品具有其它材料不可比拟的优异性能：质量轻、保温、隔音、耐火、美观、舒适而又对环境无污染。如石膏建材制品在遇火灾温度升高时，会释放出结晶水(但结构不出现破坏)，其含量高达21%，使环境温度上升的速度减慢，失水后形成的无水硫酸钙是良好的不燃性热绝缘体，能有效地阻碍火势蔓延，具有其他材料所没有的特殊防火性能。石膏建材制品与混凝土相比，其耐火性高出5倍以上。中国1997年颁布的《建筑材料燃烧性能分级方法》和《建筑材料难燃性能试验方法》中已将石膏建材制品列为不燃体。德国标准(DIN4120)中也将石膏建材制品定义为不燃性建筑材料。此外，硬化后的石膏建材制品为多微孔结构体，具有良好的保温隔热性能，其导热系数仅是砖的三分之一，是普通混凝土的五分之一，是石材的八分之一。由于石膏建材制品的微孔结构特性，在湿度较高时，房间内过量的湿气可很快的被吸收进入石膏墙体；当气候变化，湿度减低时，能再次释放出湿气；这种“呼吸”的过程不影响墙体结构的稳定性及安全程度，可提供十分舒适的居住环境。石膏建材制品对人体无害，在长期的使用过程中不会有任何有害

气体释放，无放射性及重金属的危害，安全防火，调节湿度，保温隔热，节约能源，是典型的绿色建材产品。同时，石膏建材制品生产过程中对环境的影响小，完全可以做到洁净化生产。石膏建材制品生产中和建筑现场出现的废品，废料可重新回收使用，完全可作到无废料排放；在若干年后该建筑物拆除时，石膏建材制品可回收重新使用，是生态建筑的典范。此外，不难有效地将原料加工成胶结料，其燃料和电能的消耗均不高，只是生产1吨波特兰水泥的3／4到4／5,具有很大的经济优势。正因为如此，在工业发达国家中，石膏建材制品的使用量很高，也形成了专门的产品研发，设备制造的工业门类。近几年来，国外在单位建筑工程面积上所使用的石膏材料和制品量大有增加的趋势。

综上所述，开发新型、实用、环保的石膏墙体材料对我国建筑结构特别是住宅建筑的发展具有重大的现实意义。

1.3混凝土灌芯纤维增强石膏板(CFFRP)应用优势及现状简介[1-4]

速成墙板（Rapid Wall）是澳大利亚速成建筑系统有限公司(RBS)于1990年开发的一种专利产品，它是一种防水玻璃纤维轻质石膏空心建筑板材。生产的轻质石膏空心大板速成墙规格可达12000mm×（2400～3000）mm×(120~250)mm，

料和非承重墙的现状，它不仅可以做建筑物的内墙、隔墙，在孔腔中浇注混凝土（即混凝土灌芯纤维增强石膏板），还可以做建筑物的垂直结构承重构件，也可以承受水平荷载，又可以作为现浇密肋梁楼板的模板，与钢筋混凝土共同工作，构成楼板。由于施工速度快、施工工艺简单、施工质量高，它将成为替代砖瓦、砌块结构建筑的首选。速成墙板具有很多优良性能：

1、重量轻、强度高，可以作为建筑物的承重墙；

2、防水防潮，可作建筑物的外墙；

3、防火防震，在孔腔中填充混凝土可建造高层建筑；

4、生产制作方便，可任意切割、钻孔、便于安装；

5、墙板表面光滑平整，便于装饰、装修；

6、电线、水气管线等可从板墙的空腹中穿过，施工方便。

用速成墙板建设装配式建筑有很多的优点：

1、建设速度快。用速成墙板施工非常简单，墙板之间的连接可以用标准的连接件，墙板同基础的连接可用预埋螺栓和标准件。

2、工人劳动强度低。装配式建筑便于机械化施工，建筑工人不再分为木工、瓦工等多工种，大都为使用电钻、射钉枪的装配工。

3、建筑造价低。主要原材料石膏在世界各地储量丰富, 价格低廉；流水线生产加工, 制造成本低于传统加工方式；建筑速度快, 使用人力少, 建筑成本低；板体轻, 减轻墙重85%以上（比单砖墙）。即使填充混凝土，也比传统的砖墙轻20%以上，因此能降低地基处理造价；同样的建筑面积使用面积加大8-10%；总体造价比目前使用的传统建筑方式要低20-25%（以澳大利亚标准计算）。

4、有利于环境保护。石膏对人体无害；可以代替砖瓦，节省土地资源；其生产利用工业固体废料；生产速成墙石膏板无三废排放，无环境污染问题。

1992年以来,速成墙板已在澳大利亚、马来西亚等国用于建造数以百计的楼房，包括公寓、住宅、大型超市、音乐厅/电影院、图书馆、厂房、仓库, 等等，在多个国家建有速成建筑体系的样板房，其中我国上海好饰家建材超市广场就有一个二层别墅式的样板房。工程实践证明，此种墙板体系在澳洲当地具有较好的安全性、耐久性和舒适性，同时拥有较高的工业化施工程度以及材料自身较高的科技含量，能够满足环保和可持续发展的要求。