客户端

新材料在线APP下载

寻材问料下载

开通会员

登录/注册

热门媒体号

热门企业号

当最轻的固体材料成为建材,你的房子会怎样?

来源:新材料在线|

发表时间:2021-06-04

点击:26154


新材料在线®

《大国之材》原创文章,转载请联系微信:EILIG2014

新材料在线 ID:xincailiaozaixian

图片:受访人提供、图虫创意


中国的“基建狂魔”称号应该说在全球都响当当。


“8小时拆桥,9小时通路”“一觉醒来三层楼盖起来了”“129天建成博鳌机场”,这些耳熟能详的“段子”近几年频频刷屏。


但成就“基建狂魔”的不单单是指这令人咂舌的速度,安全优质更是一个制胜法宝。


有这样一支国家队,从长安街两侧的现代建筑到城市副中心重点工程建设;从T3航站楼到新机场的高标准建设;从2008奥运场馆到2022冬奥会基础设施;从北京市多条地铁线路到“南水北调”工程都能看到他们的身影。


作为一家拥有22个经营单元,业务范围涵盖节能门窗、保温材料、盾构管片、建筑构件、工程检测、物流服务、干混砂浆、PC构件、混凝土和外加剂等多方面的公司,北京建工新材公司可谓一个全能选手。


2014年,我国大力提倡“绿色建材”,节能环保一时成为圈内的时髦词。但早在2012年,北京建工新材公司就立项研发一款获称“改变世界的新材料”——气凝胶,又称“最轻的固体材料”。


2019年6月1日,北京建工新材公司正式对外宣传气凝胶产线投产,单条线年产能达20万m2。


但让人不解的是,给人“大老粗”印象的建材企业,为什么突然研究“最轻的固体材料”?如果将“最轻的固体材料”用来建房子又会怎样呢?北京建工新型建材有限责任公司总工程师陈喜旺在本期《大国之材》给了我们答案。


(以下内容来自《大国之材》与陈喜旺的对话整理)


01

走最安全却又最艰难的路线


《大国之材》北京建工新型建材2012年立项研发气凝胶的背景是什么?


首先是当时大背景是国家层面要求建筑节能。国家政策规定,从65%节能到期后,逐步实现全国75%节能。节能主要靠什么?靠围护结构的保温材料。有这样一个政策,那么就会催生出很多新的保温材料。


第二从材料层面,按理说传统保温材料比较好的是有机材料。有机材料保温比较好,但是防火性较差。所以建筑大楼着火多半是保温材料引起的。如果要更好的防火,就得是混凝土泡沫,它是无机材料。但它会很厚、不节能,所以说建筑的保温和防火就是一个矛盾,很难实现。


所以2011年国家公安消费部出了一个文件,要求全部使用A级防火材料,对于既能解决节能又能保温的防护无机材料,当时是一个行业难题。气凝胶就是能够同时满足保温又能防火的A级防火保温材料。


△ 北京建工新材第一卷气凝胶合格产品下线


《大国之材》:气凝胶早期因制作困难且成本高昂,一直被用作太空用品,北京建工新材公司为什么要选择气凝胶作为保温材料?


其实截止到目前为止,不管是美国还是中国,气凝胶在军工、航天领域都是不可替代的关键材料,比如现在的卫星车就还在用气凝胶材料。


我们当时为什么选了气凝胶呢?唯一能够解决既保温又防火这些问题的材料,在那个时候也好,在现在也好,它都是唯一的答案。


比如说,如果在65%节能标准时代,普通的保温材料用5公分厚就行,但节能标准越高就意味着对节能的要求也就越高;在75%节能标准时代,传统保温材料得用10公分厚度才能达到保温要求。但是建筑里面的保温材料,超过10公分就很难施工了。


如果使用新型保温材料,它很薄一层就能满足要求。节能标准越高,它们的区别就会体现得越明显。而且气凝胶还具有绝佳的阻燃效果这一优异性能,隔着气凝胶,1000℃也烧不坏鲜花。


《大国之材》:听说气凝胶对生产的过程需求极其严格复杂,北京建工新材公司在生产过程中遇到哪些困难?


国企与民营企业在新产品的推进上有什么不一样?这跟选择的工艺路线有关系,我们的路线跟美国NASA宇航局是不一样的。生产路线主要分两大类,第一类是常温常压路线;第二类就是超临界路线。但超临界又分两种,超临界乙醇和超临界二氧化碳。


常温常压路线相对来说是比较简单、粗放,但在生产过程中不可避免会引入一些杂质,因而产品性能会受影响;超临界路线生产的产品性能更优异,但超临界乙醇生产工艺需要让介质乙醇达到可超临界状态,温度需260℃以上,还处在7-8兆帕的压力状态,这就存在很大的爆 炸隐患。


超临界二氧化碳是三种路线中,生产工艺最复杂、对设备要求最高的,但因为CO2是惰性气体,将它作为介质工艺温度只需超过31℃就行,所以生产很安全。


△ 北京建工新材气凝胶生产线


因为我们是国企,格外重视安全和品质,不允许存在任何安全隐患,再加上一票否决权,所以前3年在路线选择上是有很大争议的,后来我们请外面的专家团,最后经过系统的分析评估,我们最终选择了走超临界二氧化碳路线,安全,但很难。


这其实也是国企的优势,集中力量办大事,有足够的耐心和资源投入来生产最有保障的产品。


《大国之材》:目前气凝胶行业存在哪些发展瓶颈?


北京建工新材公司打算如何解决这些问题?到目前为止,气凝胶在航天军工领域应用还算比较成熟。但从民用的角度,规模化生产其实不是特别成熟。


第一,还没有标准化,没有一个标准的东西可以复制,包括工艺路线,有的走常温常压路线,有的走超临界路线;


第二,整体产能没有释放出来,其实全国产能加一块也没多少,只要气凝胶一个功能得到全面开发应用,这点产能也供不上,但产能跟市场诉求和工艺路线也有关系;


第三,产品的品质参差不齐,生产工艺没有标准化就会导致产品质量得不到规范;另外目前市场上常规气凝胶比较多,特种的气凝胶比较少,有种大材小用的感觉。比如说1cm厚度的可以做出来,但1mm 、2mm就做不出来了,这个行业还是处于一个比较前期的市场导入期;


第四,这个行业其实产学研是断层的。北京建工新材公司其实从2016年就成立了一个工信部授权的气凝胶创新应用推进中心,我们希望搭建一个平台,能够把高校、工艺设计、企业、工程联合在一块,尽快建立行业标准,推动行业发展。


△ 北京建工新材气凝胶生产线


02

新型建筑材料还是得靠国家去强推


《大国之材》:气凝胶作为生产成本高昂的一款新型材料,很难让人把它与一般的建筑材料相提并论,您认为它应该如何打入建材市场?


建筑行业的材料最好是能够经济实惠一些,因为这个行业对价格比较敏感。气凝胶目前在建材行业的应用还不是大面积的,但我们公司下定决心要把新型的材料用到建材上面去。


我们一直在做实验,尝试去看在哪些方面能够实现它真正的市场价值,比如像建筑外保温目前就不合适,建筑外保温对材料阻燃性能没有高要求,气凝胶可能薄了几公分得贵几倍价钱,就划不来。


但比如一些别墅,它的屋面都是弯曲的,这对保温材料的要求就比较高了;再比如高层屋顶的隔热没做好,顶层房屋就热得慌;还有一些对空间很敏感的领域,比如建筑里面的密封管道、热力管道这些地方;还有石油管道、高温设备等大型高要求工程,都是目前应用量较大的领域。


就是对保温阻燃要求特别高,对价格没有那么敏感的领域,气凝胶已经在先行进入了,等产能释放出来后,成本降下来,那时候的应用范围就会更广阔。


△ 北京建工新材气凝胶研发室


《大国之材》:我国气凝胶行业目前发展如何?与国外相比存在哪些差距?


你要说差距,那就是国外跟咱有什么差距。国内目前有五六家企业在生产气凝胶,有专门用于军工的,也有民用的,中国的气凝胶产业化和应用已经走在世界前列了。


一方面,国外主要就是美国在用,美国在航天军工上应用较多;然后在工业领域的话,发达国家原本的建筑节能标准就比较高,起点就高,所以市场对节能环保的诉求就不像咱们有这么大缺口;而且像国外的这种产品,它成本比国内还高,就更加不容易推广出去。


《大国之材》:听说气凝胶也是高铁阻燃材料的备选材料,作为“世界最有前景的十大新材料”之一,您认为它还有哪些潜力没开发出来?接下来气凝胶将在哪些行业开展大规模应用?


气凝胶它有十几个指标都是保持世界领先的,但现在我们基本上应用的都是它的保温性能,其它指标都还没开发出来。为什么说它是“改变世界的神奇材料”,它是最好的绝缘材料、最好的吸附材料,但目前都没有开发应用。


现在看来,气凝胶在石油石化方面的隔热应用也很多了;最新也在新能源汽车、新能源电池领域做绝热防护,除了保温阻燃还包括防爆;甚至冷链物流等,只要是节能减排,所有跟温度相关的,这些领域基本上在陆续铺开了。


在吸附、绝缘等方面,它的前景也很好,但目前应该还看不见。


《大国之材》:都说“一代材料、一带装备、一代产业”,纵观整个建筑行业发展史,您认为材料对建筑的影响是否同样重要?


这话非常对,我对材料情有独钟。两院院士2000年给国务院写报告的时候。导论第一句话就是“材料是人类进步的阶石”。目前很多行业受制约,其实还是材料这个关键问题没解决,所以这句话我是非常认同的。


建筑材料体量大,但是气凝胶等新型保温材料可以减少保温材料的厚度,还能节约空间。其实我一直在想一个问题,比如说有一天装配置结构里面,五公分厚的气凝胶就可以代替整个墙,还有透明的和不透明的,这样房子是不是很精致?


《大国之材》:很多人对建筑材料的一个直观印象就是水泥、砖块、沙子、钢筋,您认为应该怎样引导大家认识到新型建筑材料?


我觉得需要大家共同努力,尤其是国家政策的推进。建筑的能耗是最高的,现在国家在提倡节能减排1000万,起决定性作用的就是建筑能耗。


在目前这种情况下,建材节能减排就意味着只能使用新的材料了,没有新的功能材料,节能减排就推不下去了,所以说国家政策对节能减排的重视就会去引导新材料。从供给侧来说,传统材料已经是过剩的,新的材料现在又供不上,所以国家也在积极推进改革,只不过可能稍微需要一个过程。


一纸记载,满腔情怀,欢迎指正

THE END





“一花独放不是春,百花齐放春满园”。目前已有1000+精英加入1000+新型建筑材料行业交流群支持在线群聊、实名认证、互换名片),聚集了建筑材料领域董事长、总经理、技术总监、教授等高端资源,如果您想快速找到供应商、找客户、找人脉,找合作,欢迎加入。


信息互联,共同推动建筑材料行业发展!该群主要成员包括:圣戈班、欧文斯科宁、东方雨虹、三峡新材、三星新材、伟星新材、海螺型材、华新水泥、洛阳玻璃、北新建材等。


↑点击或扫码立即加入



加入『新材料企业家成长营』

听100+位上市公司董事长/高管分享企业成功之道

1V1面对面咨询

与中国新材料产业共成长




- 相 关 推 荐 -







点击下方,看更多企业家采访




……

更多精彩专访

前往“新材料在线APP”大国之材版块查看



新材料行业专家咨询服务

[声明]本文版权归本网站所有,转载请联系本网客服微信号:suxueer0823。本文仅代表作者个人观点,作者不对内容的准确性、可靠性或完整性承担明示或暗示的保证。文章内容仅读者学习参考,并不构成任何投资及应用建议。本站拥有对此声明的最终解释权。

本网尊重知识产权,因整理资料所需,本文中引用部分公开第三方的数据、图片等内容,其所属的知识产权归属原作者,且凡引用的内容均在文中标注了原文出处、原作者。若版权所有者认为本文涉嫌侵权或其他问题,请联系我方(联系方式:0755-86060912)及时处理。

本网力求数据严谨准确,但因受时间及人力限制,文中内容难免有所纰漏。如有重大失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。

点击咨询

客服

下载APP

公众号

让客服与您联系

留下您的联系方式,让客服为您提供专属服务

关闭