第二节 墙体材料生产的历史、现状和发展趋势
一、我国墙体材料的发展概况
中国是世界文明古国之一，墙体材料的发展史同样伴随着中国几千年文明史的进程，秦砖汉瓦驰名世界。三千年前的西周时期就已经有烧制的黏土瓦和铺地砖，两千多年前的春秋战国时期就有空心砖出现。公元前200多年的秦朝时期采用烧结砖建造了驰名中外的万里长城。目前保留下来的各类古建筑中，除了部分使用毛石墙体材料外，其余部分主要是烧结砖瓦，曾经使用过的各类土坯和木质材料均因耐久性问题不复存在。随着时代的变迁，自清朝以后，空心砖在我国基本上绝迹，大部分砖瓦烧结工艺也已经失传，仅有一小部分传承了下来。
1949年新中国成立以后，各类墙体材料得以重新发展。1952年烧结空心砖开始在北京生产；19世纪60年代广西和贵州开始利用砂石和水泥生产混凝土砌块；1978年纸面石膏板开始在我国生产。经过半个多世纪的发展，墙体材料品种越来越丰富，由单一的烧结黏土实心砖、毛石、土坯发展成砖、块、板三大类，尤其是自1992年国务院颁布了《关于加快墙体材料革新和推广节能建筑的意见》以来，我国开始大规模施行墙体材料革新，墙体材料品种由黏土实心砖向各类新型墙体材料转变。目前，常用的墙体材料主要有陶粒混凝土砌块、普通混凝土砌块、加气混凝土砌块、灰砂砖、烧结页岩空心砖、烧结砌块、GRC空心轻质隔墙条板等。在性能发展方面，由单一满足力学性能向满足建筑维护隔断、美观装饰、隔声吸声、保温隔热和调节湿度等多功能性能方向发展。
在原材料种类方面，对环境影响程度较低的页岩被广泛应用，砂石等材料被用于生产各类混凝土砌块，各类固体废弃物得以在墙体材料的生产中使用，墙体材料行业已经成为消减各类废弃物的主要行业，黏土资源使用率逐年降低。当前，我国墙体材料总产量超过8000亿标砖，其中，利用各种炉渣、粉煤灰等固体废弃物生产的烧结砖年产量超过1300亿块，占墙体总量的16%以上。
在生产技术方面，适用于各类产品的新技术新装备在墙体材料制造业中逐步普及应用，机械化、自动化程度及成套水平得以极大提高，形成了不同规模的墙体材料生产线，落后的工艺技术被大量淘汰。近年来，国内建成了一批技术先进的具有自主知识产权的半硬塑或硬塑挤出设备，烧结空心砖生产线的规模大多在3000万块/年以上，最大的单线规模年产已经超过1亿标块；纸面石膏板生产线最大年生产规模已达到3000万平方米，加气混凝土生产线的规模一般在20万立方米/年以上。
尽管新型墙体材料产品品种、性能和生产技术得到了极大发展，但墙体材料产品结构仍不合理，烧结黏土实心砖的比例仍高达50%～60%，在40%多的新型墙体材料中，砖和砌块类仍占大部分，其中砖类产品大于30%。至20世纪末，混凝土多孔砖、混凝土空心砌块、蒸压粉煤灰砖、加气混凝土、石膏板、硅钙板、GRC板等各种板材的总产量折标准砖也只有约1000亿块左右，占整个建筑墙体的13%左右，占砌筑墙体的16%；代表墙体材料先进水平的各种轻板、复合板所占比例仍很小，还不到墙体材料总量的3%，与工业发达国家相比，相对落后40～50年。目前各地的发展极不平衡，大城市和东部地区发展较快，西部和农村相对落后。9万家墙体材料生产企业中，绝大部分工艺技术落后、生产规模小、生产设备简陋、浪费能源和污染环境，品种以普通砖为主，质量较差，抗压强度低，外观尺寸偏差大、色泽不均；工艺落后，近90%的企业使用自然干燥，坯场占地面积大，约90%的企业采用轮窑工艺，劳动强度高，作业环境差，产品质量缺乏应有的自动监测控制手段，多凭经验操作，资源及能源消耗大、绿化和环保意识淡薄；墙体材料的性能远不能满足当前建筑行业发展的需求。
另外，墙体材料生产技术水平相对于其他建材行业存在相当大的差距，从业人员技术水平低，企业技术创新能力弱，已经成为严重制约墙体材料行业发展的重要因素。建材企业进入全国500强的不足10家，而墙体材料企业进入2009年建材500强的也仅有3家，泰山石膏股份有限公司（石膏板）名列第192名，天津天筑建材有限公司（70万立方米加气混凝土）排名第449名，双鸭山东方墙材工业有限责任公司（墙材装备）排名第464名，因此“做大做强”中国墙体材料工业，任重道远。
二、国外墙体材料发展概况
由于社会制度不同，人口、资源、环境不同，经济发展水平不同，文化传统不同，国外的墙体材料发展状况与我国的墙体材料发展状况存在诸多方面的差异，有些差异巨大，包括品种性能、生产工艺和应用等方面。目前，国外墙体材料发展得相当迅速，美国、日本、加拿大、法国、德国、俄罗斯等国，在生产与应用混凝土砌块、纸面石膏板、灰砂砖、加气混凝土、复合轻质板等方面处于世界领先地位。
（一）烧结制品
世界发达国家烧结制品结构产品主要是空心砖，欧洲各国空心砖产量占砖总产量的85%以上。近十几年来，产品向多功能方向发展，既有较好的承载能力，又能满足隔热、保温和隔声的性能要求。目前，国外孔洞率为30%左右的竖孔空心砖的容重约1300kg/m3，热导率约0.5kcal/（m·h·℃）。通过在原料中加入塑料珠球制成的微孔黏土制品，容重为700～1000kg/m3，热导率仅0.26～0.34kcal/（m·h·℃）。产品结构向轻质、高强、大型、预制方向发展，孔洞率40%以上的空心砖产量逐年上升。大型条板产量增长快，产品尺寸长2600～3000mm、宽1200mm、厚250～300mm，容重在600～800kg/m3范围。部分国家还生产砖梁、砖拱、砖壳、楼板砖、楼梯踏步等烧结产品。企业生产方式向集约化方向发展，工艺向先进、合理化方向发展，成型水分逐渐降低，隧道窑能耗低至1.2MJ/kg，劳动效率高。
（二）混凝土砌块
混凝土砌块起源于美国，经近百年发展，已成为发达国家的主要墙体材料产品，占墙体材料总量的10%～30%。在美国，砌块不仅作为承重结构材料，而且已成为承重和装饰建筑制品，各种品种、规格、式样、颜色的砌块应有尽有，制定了完善的混凝土砌块产品生产、应用标准和施工规范。国外混凝土砌块的发展趋势是：功能性的轻骨料小型砌块、施工方便的装饰砌块、镶嵌砌块和保温砌块逐年增加，生产自动化水平不断提高。
（三）石膏制品
石膏制品主要有纸面石膏板和石膏砌块。目前，全世界纸面石膏板产量达56亿平方米，美国的纸面石膏板产量约占一半，亚洲和西欧各占约1/5。在欧美等发达国家和地区，纸面石膏板是一种发展快、用途广的新型建筑材料，其中约有70%被用于墙体；从人均占有量上看，加拿大约为13.2m2，居世界第一。我国纸面石膏板产能约10亿平方米，人均不到0.3m2。当前石膏制品的发展趋势是各类功能性石膏面板，面积和厚度有进一步增加的趋势，带芯层石膏板的厚度已经超过了26mm；在石膏原料方面，工业废石膏得到大量利用。
（四）灰砂砖
全球灰砂砖年产量超过400亿块，产品品种多，尺寸从砖到砌块均有，以空心制品为主，此外，还有轻质砂砖和灰砂板等。砖或砌块间以凹槽方式连接，结构稳定性好；颜色各异，有素色和彩色，能适合各种建筑装饰需要。欧洲产量占一半以上，德国是灰砂砖人均使用量较大的国家，目前有灰砂砖厂160多家，年产量在55亿块左右。
（五）蒸压加气混凝土
1929年瑞典开始工业化生产蒸压加气混凝土，加气混凝土产量和用量最大的国家是俄罗斯，其次是德国、波兰、日本等，全球加气混凝土的年产量超过5千万立方米。其发展趋势是向轻质、多功能、高强、大型化和多品种方向发展，一些国家的加气混凝土制品尺寸长达6m、宽为2.5～4.5m，广泛采用配筋加气混凝土生产技术；在原料方面，粉煤灰、炉渣、工业废石膏、废石英砂和高效发泡剂得以利用；生产工艺和设备的自动化水平不断提高。
（六）复合轻质板
国外的轻质板是在20世纪70年代以后发展起来的，包括玻璃纤维增强水泥（GRC）板、硅酸钙板与各类保温材料（岩棉、矿棉、聚苯乙烯等）复合而成的复合板。但每条线的生产量非常大，硅酸钙板生产线年产量可达300万平方米以上，纤维水泥板生产线可达350万平方米以上，钢丝网聚苯乙烯夹芯板生产线可达100万平方米以上。当前的发展趋势是产品品种多样化、建筑功能绿色化、尺寸大型化、外观品质装饰化、生产过程自动化等。
近年来，国外还有一些墙体材料的新动向，如：不用砂浆砌筑的砖、高强压力硬化砖、巨型陶瓷砖、可进行切割的混凝土砖、由木材纤维和混凝土合成的砖、环保地砖、生态砖等这些对人体健康有益的墙体材料。
三、墙体材料工业的发展趋势
可持续发展与节能是国家确定的发展战略。墙体材料在经济与社会建设可持续发展战略中担负重要的责任：一是在生产过程中担负着利废、节约资源与能源、降低对环境的污染的作用；二是提高各种性能，满足各种建筑节能需求和延长墙体材料使用寿命的要求。
众所周知，人类社会发展离不开各类建筑物的兴建和维护活动，各类民用和工业建筑物的增加，象征着社会文明的发展和进步。建筑物的增长和更新势必需要大量的墙体材料，随之带来了墙体材料工业的快速发展。图1-2-1是我国1952～2004年墙体材料产量的增长趋势。从图可知，自1977年开始，我国步入经济建设快速发展时期，墙体材料年产量从1000亿块迅速增长到2004年的12000亿块标准砖，增加了十多倍。
图1-2-1 我国1952～2004年墙体材料产量的增长趋势
墙体材料生产行业是消耗大量自然资源和能源的行业，墙体材料高速增长的同时也意味着各类原燃材料的大量消耗。目前，墙体材料的原燃料中还包含了“黏土”，墙体材料行业已经成为占毁耕地的行业，其消耗导致耕地面积减少，关系到人类粮食问题。就广西而言，目前人均耕地不足0.80亩（1亩=666.67m2），土地资源相对贫乏，房屋建筑使用的墙体材料以实心黏土砖为主，每年消耗土地5000亩以上。资源能源的浪费和对环境的影响已经制约了当地的可持续发展战略的实施。今后30年是我国城镇化保持高速发展的关键时期，墙材的生产量仍然保持在高位状态，城镇建设和经济发展还将不可避免地占用部分耕地。为此，墙体材料的改革发展必然要充分考虑如何减少使用黏土等自然资源、充分利用各种固体废弃物的问题。我国早在十多年前就开始推行墙体材料改革，同时还限制使用黏土生产各类墙体材料。节约资源是墙体材料发展的必然趋势。
墙体材料的生产过程是一个能源消耗的过程。在建材产业中，水泥工业是第一耗能大户，墙体材料工业为第二耗能大户，其能源消耗约占建材耗能总量的25%左右。在以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济发展要求的今天，墙体材料的生产同样要承担为低碳经济发展做贡献的责任，为国家的可持续发展做贡献。因此，墙体材料的生产过程的节能降耗、低污染、低排放将是墙体材料发展的另一个趋势。国家可持续发展与节能战略的实施明确了建材建筑行业发展的方向，墙体材料使用功能的进一步提高和扩展，向高效保温隔热新型墙体材料方向发展，是墙体材料发展进程中的重要目标。
墙体材料的发展不仅仅要节约资源，同时还要满足节能建筑发展的需要。墙体材料发展不再是简单地限制、禁止生产使用烧结实心黏土砖，更重要的是保护耕地、节约能源和大量利用工业固体废弃物。满足国家可持续发展战略和建筑业节能建筑发展对墙体材料的要求，使墙体材料生产和发展纳入国家循环经济发展、加快节约型社会建设之中，促进社会可持续发展。
当前墙体材料行业的发展一是要符合行业发展的规律，依靠科学技术支撑，走集约化、规模化和可持续化发展之路，大力发展节土、节能、利废、保护环境和改善建筑功能的新型墙体材料，取代能耗高、占地毁田和建筑节能性差的黏土实心砖；二是要适应建筑行业发展的需求，不断提高墙体材料的性能，实现墙体材料产业的可持续发展。