年产5万立方米复合自保温砌块可行性分析报告

关于筹建年产5万立方米复合自保温砌块项目的可行性分析报告济南高新开发区七星实业有限公司目录一、概述二、本项目主要内容及主要技术指标1、主要内容2、主要性能特点及技术指标三、项目探讨过程1、原材料的选择2、生产工艺探讨3、结构型式探讨4、物理力学性能探讨5、固体废物利用探讨四、技术突破及技术优势五、效益分析报告1、经济效益分析2、社会效益分析复合自保温砌块一、概述依据国家建设部、国家建材局统计资料，我国房屋建筑材料中70%是墙体材料，其中粘土砖占据主导地位，生产粘土砖每年耗用粘土资源达10多亿立方米，约相当于毁田50万亩，同时，我国每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤，不仅增加墙体材料的生产能耗，而且导致新建建筑的采温煦空调能耗大幅度增加，严峻加剧了能源供需冲突。《国务院办公厅关于进一步推动墙体材料革新和推广节能建筑的通知》(国办发〔2005〕33号)明确规定，到2010年底，全部城市禁止运用实心粘土砖，全国实心粘土砖年产量限制在4000亿块以下。国家政策的导向，无疑给新型墙体材料供应了广袤的发展空间。世界各国开展建筑节能无不首先抓建筑围护材料的革新，一些发达国家早在六十年头就起先改用保温性能好、生产能耗低的新型墙体材料替代传统墙体材料。在建筑中，外围护结构的热损耗最大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革和墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节，发展外墙爱护技术及节能材料是建筑节能的主要方法之一。依据选用材料的不同，建筑物外墙保温材料分为单一墙体材料和复合墙体材料。单一墙体材料，如空心砌块、加气混凝土等，导热系数较大，一般为高效保温材料的20倍，随着我国建筑节能65%标准越来越广泛地推行，单一材料墙体已不能满足保温隔热的要求，更多采纳承重材料和高效保温材料组合而成的复合墙体材料。复合墙体材料很好地结合了两种材料的特性，既不会使墙体材料过厚过重，又具有保温隔热特性，因此复合墙体材料是一种运用前景广袤的新型节能材料。同时，节能材料和外墙保温技术的发展是互为促进的，节能材料的发展必需和外墙保温技术相结合，才能真正发挥其作用。由于节能材料的不断革新，外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。目前，外墙保温技术主要包括外墙外保温系统、外墙内保温系统和外墙自保温系统三种，其中外墙外保温系统在节能建筑围护结构中应用广泛，在保温功能等方面存在较大优势，但由于其系统构造较困难，对原材料及系统性能要求较高，难以实现和建筑同寿命，防火性能存在较大缺陷等不足，制约了建筑节能工程质量水平的进一步提高。墙体自保温技术和其它的墙体保温方式相比具有构造简洁、适应传统施工习惯、外墙饰面多样化、削减有机保温材料对环境污染等优良特点，同时满足保温隔热和建筑围护或承重的要求，又能较好的解决围护结构保温系统的平安性和耐久性问题，保持和建筑物相同运用寿命，节约了工程造价。因此，开发新型自保温墙体材料，符合国家政策和建筑工程实际的发展趋势。企业探讨人员经过多年的努力，研制出一种复合自保温砌块及其机械化生产线。经有关部门检测，砌块的强度、干燥收缩率、抗冻性、热工性和碳化系数等性能指标均满足《一般混凝土小型空心砌块》(GB8239-1997)和《轻集料混凝土小型空心砌块》(GB/T15229-2002)的相关要求。配套生产线具有自动化程度高、生产实力大、产品质量好等特点，经批量试产，生产实力可达8～12万立方米/年，可实现年产值1000～1500万元，年利税可达300～600万元。产品经工程实践应用，取得了良好的效果。同时，该自保温墙体材料及其生产设备已经申请多项国家专利，在国内外同行业引起了广泛关注。二、本项目主要内容及主要技术指标1.主要内容本项目研制的复合自保温砌块属于新型墙体材料的一种。其生产工艺是以混凝土空心砌块为壳体，在其孔腔内填充泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料等保温材料，通过全自动生产线和创新生产工艺使砌块壳体和保温材料注塑成整体而形成的集建筑围护和保温功能一体的新型墙体自保温材料。在复合自保温砌块研制过程中，探讨人员选取了混凝土作为砌块承重爱护壳体，内部填充无机泡沫混凝土和有机聚苯乙烯泡沫塑料作为保温材料。混凝土空心砌块薄壳体以粒径不超过3～15mm的锯末、珍宝岩作为骨料，一般硅酸盐水泥为主要胶结材料，粉煤灰为矿物掺合料，经机械搅拌、浇注成型、养护而成。保温材料填充于混凝土空心砌块薄壳体孔腔内，包括泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料等轻质保温材料。泡沫混凝土以水泥和粉煤灰为胶凝材料，同时掺入肯定的外加剂和化学发泡剂，具有重量轻、保温性能优异、耐火性能好、节能利废等特性。孔腔内同时注塑阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料以有效提高自保温砌块的保温隔热性能。依据国家有关标准规定和工程实际要求，通过对材料生产工艺和性能特点的理论分析、探讨论证和大量试验，确定了混凝土壳体和泡沫混凝土的最佳协作比，并依据建筑设计中力学和热工性能要求，对砌块的外形尺寸、壁肋厚度和孔腔大小进行了最优设计，使得复合自保温砌块成为一种各项性能优异的新型自保温墙体材料。经有关部门检测，砌块的强度、干燥收缩率、抗冻性、热工性和碳化系数等性能指标均满足以《一般混凝土小型空心砌块》(GB8239-1997)和《轻集料混凝土小型空心砌块》(GBT15229-2002)为主要依据制定的企业规范《复合自保温砌块》的相关要求。配套生产线具有自动化程度高、生产实力大、产品质量好等特点，经批量试产，生产实力可达5～6万立方米/年，可实现年产值1500～2000万元，年利税可达300～600万元。产品经工程实践应用，取得了良好的效果。同时，该自保温墙体材料及其生产设备已经申请多项国家专利，在学术期刊发表多篇探讨论文，在国内外同行业中引起了广泛关注。2.主要性能特点及技术指标复合自保温砌块经过原材料协作比设计、力学性能设计、热工性能设计和外型设计，各项性能指标均达到国家和山东省相关标准规范的要求，主要技术性能指标满足国外同类产品的性能要求。(1)性能特点该自保温砌块是一种具有保温隔热性能好、自重轻、强度高、防水、抗渗、收缩率低、运用寿命长、施工简洁等优良特性的新型自保温墙体材料，各项性能指标满足以《一般混凝土小型空心砌块》(GB8239-1997)和《轻集料混凝土小型空心砌块》(GBT15229-2002)为主要依据制定的企业规范《复合自保温砌块》的相关要求，同时能有效消退热桥，防止建筑物后期裂缝，符合《民用建筑热工设计规范》(GBT50176-1993)中建筑节能65%的要求。(2)主要技术指标复合自保温砌块的主要技术性能指标如表1所示。表1复合自保温砌块主要技术性能指标项目标准要求测试结果聚苯板尺寸稳定性(％)≤3.01.71吸水率（体积份数）(％)≤4.02.10泡沫混凝土抗压强度(MPa)≥0.500.64干燥收缩值(mm/m)≤1.00.72吸水率（体积份数）(％)≤12.07.3复合自保温砌块抗压强度(MPa)≥5.06.0干燥收缩值(mm/m)≤0.200.16相对含水率(%)≤4029耐冻融(D15)质量损失(%)≤50.2强度损失(%)≤256热阻(m2·K/W)≥2.53.06碳化系数≥0.80.91(3)应用范围可广泛应用于非承重结构的外墙自保温体系。1>采纳聚合物专用砌块砂浆，薄层（灰缝厚度3-5mm）砌筑方法进行砌筑。2>砌筑时砌块突出梁、柱40-60mm三、项目探讨过程经过企业科研人员多年的努力，研制出了一种新型自保温砌块，并探讨设计了一条生产工艺先进、设备布局合理、自动化程度高、生产实力大、产品质量好的复合自保温砌块机械化生产线。经相关部门检测，自保温砌块的各项性能指标满足以《一般混凝土小型空心砌块》(GB8239-1997)和《轻集料混凝土小型空心砌块》(GBT15229-2002)为主要依据制定的企业规范《复合自保温砌块》的相关要求，主要技术性能指标满足国外同类产品的性能要求，配套生产线生产实力可达8～12万立方米/年。产品经试用取得了满足效果。同时，该自保温墙体材料及其生产设备已经申请多项国家专利，在学术期刊发表多篇探讨论文，在国内外同行业中引起了广泛关注。本项目所研制的复合自保温砌块就是针对目前新型墙体材料产业的发展状况，在已有的混凝土小型空心砌块、加气混凝土自保温砌块、泡沫混凝土自保温砌块和混凝土-EPS-自保温砌块的技术基础上，研制出的一种质轻、保温隔热、耐火、节能等综合性能优异的自保温砌块。1－长度；2－宽度；3－高度；4－壁；5－聚苯乙烯泡沫塑料；6－泡沫混凝土；7－轻质保温材料图1复合自保温砌块该砌块由三部分组成：一部分为一般混凝土空心壳体，尺寸为390～590mm×190～250mm×190mm（长×宽×高）；另一部分是无机泡沫混凝土保温材料，起保温隔热和耐火的作用；还有一部分为聚苯乙烯泡沫塑料板，用作保温、隔热、隔声材料；泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板通过特殊界面结合工艺和混凝土壳体有机结合，构成同一整体。该砌块由生产机械自动化组装成型，即得到如图1所示的成品。该砌块既继承了混凝土小型空心砌块的优良特点，可以简洁施工，便利配筋来提高砌块建筑的强度、变形实力和抗震性能，又填充有机的泡沫混凝土保温材料和导热系数极低的聚苯乙烯泡沫塑料板作为填充保温层，保温隔热性和耐火性大为提高。配套生产线具有自动化程度高、生产实力大、产品质量好等特点，经批量试产，生产实力可达5～6万立方米/年，可实现年产值1500～2000万元，年利税可达300～600万元。探讨从自保温砌块的外型和尺寸、填充保温材料厚度等方面着手，研制既能满足建筑节能标准要求，又能在建筑施工中成熟运用的自保温砌块。复合自保温砌块采纳和一般混凝土小型空心砌块相近的生产工艺，通过改进砌块模具，在混凝土小型空心砌块中插入泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板等保温材料，以代替建筑外墙的保温层形成自保温体系，来达到《居住建筑节能设计标准》(DBJ14-034-2006)标准规定的寒冷地区的墙体热阻值，从而满足建筑节能50%和65%的强制性标准的要求。通过对砌块外型、尺寸的探讨，确定自保温砌块主导产品，满足现有建筑墙体自保温体系的要求。1.原材料的选择（1）胶凝材料选取一般硅酸盐水泥为砌块壳体的主要胶凝材料，低碱快硬硫铝酸盐水泥或一般硅酸盐水泥为泡沫混凝土的主要胶凝材料。一般硅酸盐水泥来源广泛、价格低廉、耐水性能好、强度高、耐久性优异，硫铝酸盐水泥的早强、高强、高抗渗、高抗冻、耐腐蚀和低碱性等基本特性相宜于泡沫混凝土的性能要求。（2）保温材料砌块选取泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料作为保温材料，泡沫混凝土为企业自主研制的无机材料，导热系数≤0.072w/(m·K)，保温性能良好，同时又具有较好的耐火性能，聚苯乙烯泡沫塑料导热系数通常小于0.040w/(m·K)，能够有效提高砌块的保温隔热性能，以满足新建、改建、扩建的居住建筑和公共建筑必需达到节能65%或50%的标准要求。（3）矿物掺合料选取粉煤灰（二级以上）作为矿物掺合料，其较好的形态效应、火山灰效应和活性效应，大大改善了复合自保温砌块的物理力学性能，降低了自保温砌块成本。（4）其他材料为有效改善壳体混凝土、泡沫混凝土的性能及界面的结合，提高复合保温砌块的力学性能、热工性能、防水性能、抗冻性能，还掺加了减水剂、防水剂、高分子聚合物、稳泡剂等外加剂，为激发粉煤灰的活性，还掺加了肯定化学激发剂。所用外加剂均为自行配置。2.生产工艺探讨复合保温砌块的生产工艺主要包括以下几个主要环节：砌块壳体胶结料的混合和搅拌，泡沫混凝土的生产制备，泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板保温芯体的切割和固定，壳体浆料的浇注、振动、成型，砌块的养护等。该生产工艺流程如图2所示。图2生产工艺流程(1)原材料及协作比计算依据生产砌块强度等级和外型类型，计算生产所用原材料协作比，并选取相宜的水泥、粉煤灰等胶凝材料和筛取肯定级配的细砂作为骨料，依据砌块性能要求和原材料配比选取外加剂，提高和改善其各项性能。(2)计量和搅拌严格计量，以保证制品的性能稳定。水泥、粉煤灰、细砂等每次投料前过秤计量，经试验确定用水量，生产中严格进行限制。严格把握混合和搅拌时间，确保砌块质量和成品率。(3)振动成型为保证成型质量，混合料含水率要适中，浇注和振动同步进行，填模要匀称，振动时间不应过长。(4)脱模和养护生产中复合保温砌块采纳自然养护，将砌块联通模具一起平稳地放入养护场，盖上塑料膜保温保湿养护，提高坯体的早期强度，静养三天后脱模，进行码垛覆盖喷水养护，也可放入塑料大棚内利用太阳能养护，每天洒水的次数视气候季节而定，洒水量以保持坯体的潮湿状态为佳，以维持水泥水化反应的正常进行，养护两周后揭开覆盖物自然养护28d。自然养护工艺必需做到坯场高度平整，以免养护过程中变形或断裂，砌块体不能码垛过高，一般4～5层，冬季采纳保温措施或促进砌块硬化的技术手段，促进坯体硬化，防止暴晒雨淋避开坯体表面损伤或产生裂纹。混凝土复合保温砌块生产线以混合搅拌注塑成型机为核心设备，泡沫混凝土搅拌成型机、泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板切割机为协助设备，从原材料计量、搅拌、泡沫混凝土和砌块壳体成型、保温芯材切割、立膜固定、浇注振动成型、运输、养护等生产工艺均由设备完成，形成了机械化生产线。项目进行了批量试产，生产实力达到8～12万立方米/年，可实现年产值1000～1500万元。实践证明该生产线工艺合理，机械化、自动化水平高，生产实力大，产品质量好。和传统的手工生产相比，该生产线具有两个显著的特点：一是可以大大提高生产效率，减轻工人的劳动强度；二是消退了人工生产中常出现的振捣不实、模具组装不齐备等现象，使产品的力学性能、外观质量等大幅提高，产品质量得以保证。3.结构型式探讨自保温砌块的外型、尺寸、保温材料的选择及厚度干脆影响着其力学和热工性能，合理的设计能有效消退热桥，减小墙体的附加热损失，提高砌块抗压强度，增加热阻值，降低工程施工费用。为便利工程施工，依据自保温砌块的密度和建筑设计模数，设计的自保温砌块的尺寸为390～590mm×190～250mm×190mm（长×宽×高），为阻断墙体热桥的产生，增加墙体保温体系热阻值，采纳Ｌ型和Ｚ型两种外型设计（如图1所示）。4.物理力学性能探讨复合自保温砌块由混凝土壳体和保温材料构成，混凝土壳体以一般硅酸盐水泥为主要胶凝材料，同时掺入细砂作为骨料，提高自保温砌块的整体强度；保温材料选用泡沫混凝土和阻燃型聚苯乙烯泡沫塑料板，具有良好的保温隔热性能。项目组经过大量试验探讨，配置复合型防水剂和减水剂，使得砌块具有优异的防水性能，以提高抗渗性和抗冻性。砌块壳体干燥收缩率小，和泡沫混凝土和聚苯乙烯泡沫塑料板采纳界面结合处理，能有效防止砌块自身裂缝和墙体后期裂缝。经山东省建材工业新型材料检测中心检测，复合自保温砌块的强度、干燥收缩值、相对含水率、耐冻融、热阻、碳化系数等性能指标达到国家标准《一般混凝土小型空心砌块》(GB8239-1997)和《轻集料混凝土小型空心砌块》(GBT15229-2002)要求。5.固体废弃物利用探讨在混凝土壳体和泡沫混凝土中掺入粉煤灰，不仅改善了混凝土的细观结构，而且充填了混凝土内部的毛细孔，起到增加和密实的作用，也有效改善混凝土施工性能。本项目探讨的复合自保温砌块粉煤灰的掺量占到胶凝材料的30%以上，既削减了工业固体废弃物对环境的污染，又降低了产品成本，同时充分发挥了粉煤灰的形态效应、火山灰效应和活性效应，大大改善了复合保温砌块的物理力学性能，产生的社会效益、环境效益和经济效益非常显著。四.技术突破及技术优势该自保温砌块的技术突破点主要有以下几个方面：1>复合自保温砌块外壳为细石混凝土，具有较高的强度，保证自保温砌块的外观质量和力学强度。其和外墙水泥砂浆抹灰层结合坚固(强度、吸水率、导热系数、膨胀系数等基本一样)，使收缩、空鼓、裂缝、渗漏、脱落、易老化等建筑外墙通病得以有效解决，能做到和建筑物同寿命，在保证水泥及施工质量的前提下，可终身免维护，降低了建筑后期维护费用。2>孔腔内填充自行研制的泡沫混凝土，并经过特殊界面结合处理，使其和混凝土壳体有机结合，保证砌块的整体性，保证砌块各项性能，改善自保温砌块的保温隔热性。泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、外加剂等加水混合搅拌，再加入自主研发的发泡剂混和搅拌、成型、养护而成，其干表观密度在150～200kg/m³，导热系数≤0.071W/m•K，具有保温隔热、耐燃、利废、吸音隔音、廉价等优良特性。3>复合填充聚苯乙烯泡沫塑料板，能极大提高自保温砌块的保温隔热性能，其效果完全达到或超过国家65%的现行节能标准，并且重量轻、大幅度降低建筑结构成本，砌筑速度快、缩短施工工期，耐火性能良好，适合南北方不同气候各类非承重民用、工业和公共建筑，特殊适用于高层建筑。复合自保温砌块经过工程试用取得了良好的效果，其在实际工程应用中的特点主要有：1>尺寸设计合理，符合现行建筑模数；2>块形设计符合施工习惯，重量轻，强度高，有效地减轻了劳动强度，提高施工工效。3>强度等级范围较大，抗剪强度较高，能有效解决墙体裂缝问题；4>解决了外贴聚苯板等保温墙体不能镶贴瓷砖等重装饰饰面的难题，同时满足节能、环保、防火等方面的要求。自保温砌块的优势：1、和建筑物同寿命可以单独砌筑成墙，解决了建筑保温墙体的整体性和耐候性，使墙体保温系统的运用寿命和建筑物的运用寿命一样。2、防火性能好四周采纳混凝土壳体，内置保温材料，可有效消退火灾隐患。3、降低建筑成本砌块可按每立方300元销售，每立方可砌筑3.5平方米，而加气混凝土每立方150元，外墙外保温每平方米70元，3.5平方米需245元。每平米可降低造价20元。4、保温性能良好芯体采纳发泡混凝土和阻燃聚苯板，导热系数低。系统整体性好，无热桥。可通过调整芯体厚度满足我国不同地区建筑节能设计标准要求。5、节约工期运用自保温砌块砌筑完毕，可干脆进入装饰，无需再做保温，可大大缩短工期。表：复合自保温砌块、聚苯板薄抹灰外保温系统、蒸压加气砼砌块各项指标对比表①复合自保温砌块②聚苯板薄抹灰外保温系统③蒸压加气砼砌块备注容重（kg/m³）400-500轻500-700立方体抗压强度MPa6微小导热系数W/（m·k）0.0640.045砌筑的墙体单位面积重量kg/㎡55-65(δ150厚墙)75-85(δ250厚墙)120-140(δ200厚墙)180-210(δ340厚墙)隔音系数DB45-50---45-55干燥收缩mm/m0.16大0.8含水率（%）5---6-10饱和吸水率（%）29---60-70隔热型式和适用范围隔热无冷热桥，复合墙结构，适用全剪、框架、砖混结构建筑物隔热无冷热桥，复合墙结构，适用全剪、框架、砖混结构建筑物有冷热桥，无板材优点，仅适用于框架填充抹灰粘结型和耐久性和建筑物同寿命，耐久性好，和抹灰层粘结好，墙面无空鼓开裂耐久性极差墙面易空鼓开裂和抹灰层不粘结，需特殊处理，墙面易控股开裂①基材为水泥，③基材为水热合成材料复合自保温砌块效益分析报告依据目前我国城市规模状况及轻质墙体材料的运输特点，保温砌块的规模化生产，一般生产实力在本项探讨技术可实现复合自保温砌块5～6万立方米/年，可达到年产值1500～2000万元，年利税可达300～600万元。下面依据年产5万m3复合自保温砌块进行单位产品成本、总成本及年利润分析。建设年产5万立方米复合自保温砌块厂址应选择交通便利，水电配套齐全的厂区，总占地宜在20～30亩，其中生产车间占地约2000平方米。一、经济效益分析1、设备投资：320万2、基建投资：200万3、年产复合自保温砌块5万立方米4、复合自保温砌块每立方米用料及成本计算项目材料种类材料用量材料单价材料费用混凝土壳体水泥145.80kg350元/吨51.03元粉煤灰72.90kg30元/吨2.19元轻质填充料36.45kg245元/吨8.93元水62.02元/吨0.12元泡沫混凝土水泥61.83kg505元/吨31.22元粉煤灰30.91kg30元/吨0.93元发泡剂2.72kg800元/吨2.17元外加剂1.2kg6500元/吨7.80元水36.55kg2元/吨0.07元聚苯乙烯泡沫塑料板0.371140元/m351.94元合计156.44元5、每立方米复合自保温砌块其它生产干脆费用费用种类燃料及动力人工费合计元/m21.002.003.006、其它费用费用种类管理费用设备折旧费房屋折旧费合计元/m21.000.500.300.302.107、每立方米复合自保温砌块的生产费：161.54元/m38、年利润产品销售价格为300元/m3，定价原则为每立方米销售价格不高于现有砌体价格和外保温价格之和。年销售额为：300元/m3×5万m3=1500万元；年度成本：161.54元/m3×5万=807.7万元；销售费用：1500万元×3%=45万元；财务费用：320万元×6.3%=20.16万元；年利润：1500万–807.7万–45万-20.16万=627.14万元。6、生产安排项目拟1年建成，投产第一年，全年生产负荷达到设计实力的80%，其次年达到100%。生产期按13年计算，计算期按12年计算。7、利税及利润安排投产后利润总额按33%缴纳所得税，税后利润按