河南日报 | 一“板”保冷暖 “碳”笑凯歌还

2022-08-08 00:00:00    来源：    点击：1596    喜欢：0

      □谭勇

      “吃”进“粉煤灰”等原料，“吐”出来的却是兼具保温、防火、安全、环保等功能的“神奇保温板”。在郑州工大高新材料科技有限公司（以下简称“工大科技”）的厂房里，如此的神奇一直在延续。

      “神奇保温板”名为无机塑化微孔保温板（又称：塑化板），是工大科技具有自主知识产权的核心产品。目前，工大科技“塑化板”每年可消纳15万吨以上粉煤灰，经济、社会、生态效益显著。

      担纲“塑化板”研究的，是一支由郑州大学教授、博士，高级工程师组成的科研团队。他们历时五年攻坚克难、反复试验，最终攻克了传统保温墙材“保温”“防火”“安全”“环保”不能兼具的世界性难题，填补了国内外市场空白。

      这是工大科技绿色低碳发展的一个缩影。自成立以来，工大科技立足中原，面向全国，始终以服务国家战略、创造美好生活为己任，在践行绿色低碳发展、助推建筑节能减排的创新实践中一步一个脚印，步步为营，稳扎稳打，贡献了“工大科技方案”，彰显了“工大科技力量”。

      久久为功，善作善成。多年来，工大科技在防火、节能、高效、低碳等多方面均有领先于行业的重大突破，并且这种科技创新还在持续。工大科技已然成为傲立中原，引领绿色低碳建筑材料发展的一张靓丽名片。

      魔力“小板材”

      看上去是一块“灰头土脸”的小板材，却因有“技压群雄”的本事，而充满“魔力”。

      作为主创人员之一的郑州大学土木工程学院教授郑娟荣，从湖南大学的本科到中国矿大的博士研究生，再到清华大学博士后，直到工作后的研究方向均为“无机非金属材料”领域，深耕低碳环保型无机胶凝材料（代替水泥）的应用基础理论研究多年，曾主持完成了两项国家自然科学基金面上项目的研究。

      在郑娟荣看来，本项目研究过程的最大创新点是在低温（≤70℃）下在约130kg/m3的水泥基材料（水泥砂浆和混凝土大于2000kg/m3）中造孔（即造出均匀的、独立的、封闭性的“微米级孔”）。

      说起“小板材”的神奇魔力，工大科技总经理赵振波神采奕奕、娓娓道来。

      小板材有大贡献。赵振波说，不断提高大宗固废综合利用效率，是实现碳达峰碳中和的重要举措。2021年2月，国务院发布的《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中明确，建设资源综合利用基地，促进工业固体废物综合利用。

      “也就是说实现工业固废综合利用，已经上升到国家战略。而我们的生产线一上马就实现了工业固废的综合利用，每年可为我省消纳15万吨以上粉煤灰。”

      小板材有大作用。“努力打好实现碳达峰碳中和这场硬仗，建筑领域责任重大。据测算，2018年全国建筑运行过程碳排放量约占当年全国碳排放量的22%。因此，推动近零能耗建筑，已成为建筑行业今后发展的必然。”赵振波说，超低能耗建筑需要有节能效果优良的建筑节能材料，如果用传统的建筑节能材料，想达到近零能耗，很难实现。即使能够实现，保温层的厚度也会成为建筑的负担。而塑化板的导热系数≤0.045W/(m·K)，在寒冷地区，执行75％的节能标准，保温板厚度仅需要80mm；满足超低能耗建筑保温板厚度160mm；实现近零能耗建筑保温板厚度250mm。

      小板材有大天地。塑化板应用范围也十分广泛，例如：建筑外墙保温防火，建筑物屋面保温，楼面保温隔声，建筑物外立面的装饰线条、保温装饰一体化板，管道保温；隔音减振等。目前，塑化板在下游应用端的用途不断被开发出来，已经能够广泛用于电力、石化、通信、船舶及更多工业门类的冷热设备、窑炉、管道等的隔热保温，再加上隔音减振，防火门、彩钢板夹心填充板等。

      经专业人士测算，仅河南市场每年需要塑化板达300万立方米，市场容量近20亿元；如果塑化板走向全国，市场容量可达上千亿元。

      不变“低碳情”

      2020年，我国明确提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标。

      城乡建设是碳排放的主要领域之一。随着城镇化快速推进和产业结构深度调整，城乡建设领域碳排放量及其占全社会碳排放总量比例均将进一步提高。

      6月30日，住房和城乡建设部、国家发展改革委联合印发《城乡建设领域碳达峰实施方案》，明确提出，推动低碳建筑规模化发展，鼓励建设零碳建筑和近零能耗建筑。建立完善节能降碳标准计量体系，制定完善绿色建筑、零碳建筑、绿色建造等标准。

      超低能耗建材是超低能耗建筑的基础，没有超低能耗建材超低能耗建筑就是一句空话。正当建筑行业超低能耗建材的需求不断增大，国内一些材料企业苦于产品升级无门之时，一条撩动人神经的消息引发行业关注：2021年9月25日，工大科技与河南省专注超低能耗的五方建筑科技集团有限公司签约，开始在超低能耗建筑、近零能耗建筑、节能改造、综合能源等多个方面开展深度合作。

      在超低能耗建筑领域，工大科技何以异军突起，成为行业翘楚？赵振波用八个字道出了其中的奥秘：“瞄准低碳、精益求精。”

      赵振波说，党的十八大以来，绿色发展成为时代主题。在公司成立之初，“绿色低碳”已深深植入每一位公司员工的心中。研发之初，要把“粉煤灰”应用到产品配方中，是科研团队的共识。

      因势而谋，谋必高远；顺势而为，为必功成。

      经过多年的努力，产品指标不断得以优化，2019年，经国家建筑节能质量监督检验中心的检验，产品各项指标达到了行业领先水平：干密度130kg/m3，体积吸水率4.0%，软化系数0.70；抗压强度0.40MPa,拉拔强度0.12MPa；导热系数0.045W/（m·K），燃烧性能A级。经过之后的反复试验、提高，目前产品性能更加优化。

      “产品的低碳除了体现在原料中使用了大量的粉煤灰和产品良好的保温隔热性外，还在于保温板的主要原料是水泥，与钢筋水泥混凝土和高性能水泥基材料均属于水泥基材料，可以实现结构—保温同寿命，从而避免了建筑物生命周期内二次更换保温材料。”赵振波说。

      创新“不止步”

      今日之河南，比以往任何时候都更加重视科技创新，比以往任何时候都更加需要创新，比以往任何时候都更加渴求人才。

      “以无机塑化微孔保温板为核心材料，郑州工大科技又在进一步研发两类高性能新型建材产品，即超低能耗建筑装配式钢筋混凝土结构—无机塑化微孔保温板一体化复合构件（简称复合保温构件）和超低能耗建筑装配式外保护层—夹心无机塑化微孔保温板一体化外墙围护大板（简称复合保温大板），以创新为底色，具有三大创新特点。”作为郑州大学综合设计研究院有限公司副总工程师，教授级高级工程师，全国勘察设计行业信息化与智能化专家，栗海玉自豪地说。

      研发项目以无机胶凝材料、粉煤灰、胶粉、化学添加剂等为原材料，经过湿磨制浆、物理发泡、加入适量轻骨料、混合注模，在规定条件下养护后，经脱模、切割，制成兼具保温与防火并具有良好塑性的微米级孔保温板材。以无机塑化微孔保温板为核心材料，本项目研发一种与其匹配的轻质抗裂外保护层材料（HPC）：新拌合物的坍落度≥200mm，干密度≤1950kg/m3，抗折强度≥15MPa。因此，新型材料研发是创新点之一。

      研发的超低能耗建筑装配式钢筋混凝土结构—无机塑化微孔保温板一体化复合构件（简称复合保温构件），采用反打混凝土技术，使保温板与结构构件全粘结；再使用高强抗裂高性能水泥基材料（HPC）做外保护层，通过钢丝网及连接件将保温层与结构构件可靠连接。这个体系将兼具外墙外保温薄抹灰体系与结构保温夹心体系的优点并避免各自缺陷。因此，新型装配式结构—复合保温构件的研发与推广是创新点之二。

      研发的超低能耗建筑装配式外保护层—夹心无机塑化微孔保温板一体化外墙围护大板（简称复合保温大板），其中无机塑化微孔保温板具有绿色环保、耐火耐高温、保温隔热、吸水率低、耐老化、轻质高强、隔音性好、抗冻融性等特点，其研发与推广应用可彻底解决传统保温材料的各种使用弊端。研发以无机塑化微孔保温板为保温层的复合保温大板集多功能（保温、防火、防水、耐久等）并轻质低碳排放于一体，通过装配式安装、技术规程、标准图集和示范工程的建设，为我国建筑领域实现碳达峰碳中和提供重要技术路线。因此，新型复合保温板研发是创新点之三。

      “创新只有起点，没有终点。在创新的道路上我们一直愿意做先行者。”赵振波说。

      责任“肩上挑”

      2020年12月16日，原国家建材局副局长，国务院参事室原副主任蒋明麟到工大科技调研指导。在现场观看了塑化板的耐火性、抗压性及憎水性实验，并听取了产品研发、推广、应用等详细汇报后，对公司发展寄予厚望。

      在省内，5月19日，新乡市住房和城乡建设局下发通知，明确禁止在外墙薄抹灰系统中使用岩棉板及无机渗透聚苯板，由此打响了河南省禁用岩棉等传统外墙保温材料的第一枪。7月19日，河南省政府办公厅印发《河南省加快材料产业优势再造换道领跑行动计划（2022—2025年）》，这为工大科技优势再造领跑行业提供了强有力的政策支持。

      在省外，4月29日，北京市住房和城乡建设委员会发布通知，对加强房屋建筑外墙外保温工程施工质量管理工作做出进一步要求。7月8日，上海市人民政府印发《上海市碳达峰实施方案》，到2030年，上海市新建民用建筑全面执行超低能耗建筑标准。

      ……

      随着省内省外形成合力，为无机塑化微孔保温板推广应用提供了更加广阔的空间。

      初步形成以无机塑化微孔保温板为核心的“复合保温构件和复合保温大板”的绿色低碳装配式生产线；在河南省创立“复合保温构件和复合保温大板”建筑节能优质产品品牌；初步形成一支研发、制备和应用“复合保温构件和复合保温大板”建筑节能产品的人才队伍……这是工大科技给自己定的短期目标。

      在完成项目研发之后，工大科技还有自己长期规划：实现“复合保温构件和复合保温大板”产品产量和效益大幅度提升；以河南省为中心，使“复合保温构件和复合保温大板”产品的应用辐射周边省份或全国大部分地区，力争国内领先、国际先进水平；培养一支高素质建筑节能产品的研发、制备、销售、应用和管理人才队伍。

      4月1日，中国工程建设标准化协会批准发布《无机塑化微孔保温板应用技术规程》实施，在此前一个月，《河南省绿色建筑条例》施行。“这为塑化板在河南省乃至全国大力推广提供了政策支撑和技术指导。”中国建筑科学研究院建筑节能测评中心主任、国家建筑节能质量监督检验中心专业总工杨玉忠表示。

      党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把科技自立自强作为国家发展的重大战略。当下，河南把实施创新驱动、科教兴省、人才强省战略作为“十大战略”之首，坚定走好创新驱动高质量发展“华山一条道”。特别是把重建重振省科学院作为建设国家创新高地、重要人才中心的一号工程，打造一流创新生态，为河南现代化建设插上科技创新的翅膀，越飞越高、行稳致远。

      3月28日，河南省科学院所属河南建材院和工大科技在郑州正式签署战略合作协议。依据河南省科学院顶层设计，双方共同参与河南省科学院绿色建材产业研究院建设，并共同打造联合创新平台，申报建设省级或国家级重点实验室、工程技术中心或协同创新中心。这是工大科技融入国家创新驱动发展战略和河南“十大战略”的生动实践。

      “目前，工大科技已经在新郑市、确山县和武陟县三个工厂投产，具备50万立方米产能。许昌市魏都区工厂建设项目已经在抓紧筹建中，濮阳市清丰县200万产能的豫北基地已经列入计划，全年300万产能基本满足河南市场的需要，并可辐射到周边省市。”赵振波表示，作为高新技术企业，愿与天下有志之士一道，有责任让绿色健康的好产品走近千家万户，满足人民群众对美好生活的向往。

      来源：河南日报