年产三万立方玻化微珠保温砂浆可行性报告新

1、年产三万立方米干粉预拌轻质砂浆可仃性研究报告山东创智新材料科技有限公司2009年6月28日1、项目研究开发背景1.1 项目提出背景1.2 技术开发状况2、项目研发技术性3、生产技术及产品特性3.1 生产技术3.2 产品特性3.3 干粉预拌轻质砂浆的用途4、产品应用与市场需求5、经济及社会效益分析5.1 装备投资5.2 生产成本5.3 效益估算5.4 社会效益评价6、项目建设条件6.1 基础设施6.2 原材料来源6.3 环境保护7、结 论附： 1、工艺流程示意图2、主要设备年产三万立方米干粉预拌轻质砂浆可行性报告1、项目研究开发背景1.1 项目提出背景松脂岩是一种酸性玻璃质岩石 ,矿石开采后经破

2、碎、 筛分、高温瞬时焙烧可膨 胀玻化成一种非金属矿物轻质绝热颗粒材料 膨胀玻化微珠，该材料具有质轻、导热系数小、防火、耐高、低温、理化性能稳定等优异性能，可广泛用于建 材、铸造、陶瓷、化工、石油、耐火材料以及科技农业等诸多领域。特别是在我 国当前建筑节能应用领域中作为无机轻质绝热材料有着极其广泛的应用价值。然而我国传统的非金属轻质颗粒材料如膨胀珍珠岩、蛭石等在生产过程中， 一直存在着品种单一， 工艺技术落后， 能耗高，污染严重，产品附加值低等问题， 普通膨胀珍珠岩始终是唯一产品，而这类产品吸水率大，强度低，易粉化，往往 导致后期制品在使用过程中出现质量性能下降， 受到诸多应用领域的限制， 严重

3、 制约了非金属轻质颗粒材料的纵深发展， 随着我国科学技术的高速发展， 特别是 当前我国建筑节能与干混砂浆应用的蓬勃兴起， 对高性能的无机轻质绝热颗粒材 料的需求已迫切所望，并已成为业内专家和企业共同研讨的重大课题之一。干混砂浆是将干粉状的建筑骨料、粘结剂（水泥、石膏等）与多种改性添加 剂按建筑体系不同用途要求，在工厂进行优化配比搅拌均匀混合成干粉散料， 用 袋装或散装形式运送到建筑工地施工现场，加水搅拌后直接施工使用， 从而达到 现场施工方便简捷，质量稳定、安全可靠，满足工程性能要求，避免传统施工中 多种原材料现场混合配比质量不稳定现象，同时也提高施工效率，降低综合建造成本，尤其是对于一些材性

4、质量有特殊要求的工程材料， 工厂化生产可确保材性 的一致性和性能要求，满足建造工程的需要。随着我国新型建筑材料应用的迅速 发展，复合多性能材料在新型建筑节能体系中已得到广泛应用， 并取得了很好的 社会和经济效益， 干粉预拌轻质砂浆就是具备多性能材料之一， 在国外先进发达 国家已盛行推广应用，而我国虽然起步较慢，但目前已进入应用推广阶段，并迅 速达到普及应用时期，将广泛进入建筑市场，逐步替代传统砂浆。1.2 技术开发状况利用我国丰富的矿产资源 , 借鉴国外的先进的经验和技术 ,研究开发我国的 无机轻质表面玻化产品 ,已刻不容缓。我公司科研人员从 2000 年着手研发超轻质 和大粒径膨胀玻化微珠生

5、产技术和装备， 同时研究开发低能耗环保型的生产装备 技术。经过三年的开发研究 ,利用松脂岩的高温可膨胀熔溶的特性， 开发出了 WH- 皿型多级碳化硅电加热管式玻化炉生产装备 ，（国内专利专利号：200420112625.9 和国际专利专利号：PCT/IB2005/00305）。并成功地生产出了 60-100kg/m3轻容重 的膨胀玻化微珠， 不论从容重和成球玻化率都超过了国内外类似产品， 达到了国 内领先水平，且降低能耗 25%左右，近几年来随着建筑要求由 30%上升到 50%， 目前全国大部分地区已经起步实施，并逐步向节能65%迈进，标志我国建筑行业解决墙体面饰层已进入建筑节能新的发展时期，

6、墙体节能是建筑节能的重要部分，墙体主材已从 单一的红砖型转向板块型新型墙体材料，并以轻质为主体，已在全国普及应用， 然而传统的砂浆材料已满足不了新型墙材的性能要求， 对建筑节能体系已不能相 配套，新型的干混砂浆则润生而起，以保温隔热，防渗抗裂，粘结性高，施工便 捷等特点，实行工厂系列专用化生产，有效地匹配新型墙材的实施应用，以保温 砂浆低导热系数，替代传统墙体抹面砂浆，从而达到节能要求，同时又以良好综 合性能防止空鼓开裂常见现象，以抗裂砂浆防渗耐水抗裂性能，的潮蚀龟裂缺陷，以高性能粘结砂浆解决装饰层冻融易脱落现象，提高耐候性， 以专用抹面砂浆解决轻质墙材吸水性大，造成抹灰面空鼓开裂等问题， 通

7、过多年 对新型建材市场应用调研，目前我们将干粉预拌轻质砂浆分为保温隔热型、轻质 抹面型和轻质砌筑型等专用干混砂浆，并根据国家行业相关标准要求， 重点解决 和提高砂浆的保水性、柔韧性、抗裂性、粘结性、耐候性和轻质防火性，通过用 高分子聚合物和高模弹性纤维进行改性，提高干混砂浆综合性能，取得了很好的 实际效果，目前以膨胀玻化微珠为轻质绝热骨料的新型膨胀玻化微珠保温砂浆 （国内专利号： 200510115103.3），替代传统膨胀珍珠岩、 聚苯颗粒为骨料的传统 保温砂浆，弥补了传统产品的空鼓、开裂、强度低，耐候性差等诸多缺陷，并被 市场广泛认可，并得到快速推广应用，与之配套的抗裂砂浆，粘结砂浆也得到

8、市 场应用的好评，各项指标性能均达到和优于国家和行业相关标准要求， 并通过科 学合理的工艺设计，采用专用混合搅拌装备实行了工业化规模生产。2、项目研发技术性松脂岩表面玻化生产的关键 ,在于如何满足松脂岩矿砂膨胀、 玻化的工艺条件 , 涉及到硅酸盐学、化学、热学、机械力学和空气力学、电学等多学科理论。首先 是矿砂的脱水处理 ,其技术难关是控制矿砂中的有效结合水 ,使其在不同温度区去 掉表面水和内部结合水。 否则直接影响后期膨胀玻化效果 ,其次是松脂岩矿砂脱水 后在膨胀玻化时在不同温区的停滞时间 ,而且各温区的热幅射均匀分布有严格的 要求,因而温控及热功补偿是最关键的技术。经过几年来对松脂岩的研究

9、实践，我公司自行研制开发的 WH-皿型多级碳 化硅电加热管式玻化炉， 是利用酸性玻璃质松脂岩矿，在一定高温条件下发生软 化，其中所含结晶水迅速汽化，产生膨胀压力，从而导致粘稠状的酸性玻璃质体 积迅速膨胀，体积膨胀后的玻璃体便可形成多孔空腔结构，并在连续瞬时高温熔 溶冷却状态下，使表面形成封闭性玻璃质薄壳的轻质球形颗粒膨胀玻化微 珠。整个生产过程分为：预热脱水、瞬时膨胀、连续玻化、冷却成型四个主要工 序。预热脱水采用电加热石英管热辐射进行表面水和结晶水恒温均衡脱水处理， 膨胀玻化采用多级碳化硅电加热管高温辐射分序连续处理， 整个生产过程由 P.I.D 自控装置全自动操作完成，生产自动化程度高，连

10、续性强，质量控制稳定，并可 设置调节生产不同容重、不同粒径的膨胀玻化微珠轻质无机绝热材料。WH-B 型多级碳化硅电加热管式玻化炉是采用管状碳化硅加热管作为炉体， 管套外壳采用成型耐高温保温壳体相配套组装， 整个装备采用机械成型工装， 可 随时拆装检修，每节温区采用 P.I.D 自控调节，操作十分简便，全系统由一人在 主控室操作完成。 由于整个炉体采用多级碳化硅电加热管套装组合，炉体内可产 生均匀的高温辐射，并每节可根据不同工艺指标要求自动设置调节控制，生产工 艺指标控制精确，热均衡性好，无冷区断温，热效率高，每m3 膨胀玻化微珠材料电能耗为 6070 度，比类似电炉节能 25%左右，不用燃煤，

11、并且具有良好的 环保性能，无任何废渣、废水、废气排放，完全符合国家节能环保设计要求。装 备性能已具备国内领先，国际先进水平。该装备利用松脂岩原材料，经过多级碳化硅电加热管式玻化炉工业化生产， 目前可生产出 50-300kg/m3 不同容重和不同粒径的高性能膨胀玻化微珠轻质无机 绝热材料，完美地解决了超轻质无机矿物膨胀玻化技术难题， 产品呈球状体颗粒， 表面玻化封闭， 光泽平滑 ,质轻、颗粒强度好，吸水性小，导热系数低， 绝热性好， 理化性能稳定，具有优良的防火、耐高温性能，是一种优质高性能的节能环保材 料，可广泛用于建筑节能、化工填料、科技农业、耐火材料和防火吸音等行业， 后序应用领域十分广泛

12、。而干混砂浆由于现场加水搅拌都是采用自来水， 水温通常在15C 20C,很多高分子聚合物材料在常温下，冷溶成膜性都很差，极易影响特性的发挥， 经过反复选材对比实验，国外进口材料能较好地解决冷溶性，并根据不同干混 砂浆所要求的特性添加不同的改性材料。在生产过程中均匀混合和高模弹性纤 维分散是生产技术的关键，由于干混砂浆各种材料密度和配比量不同，量差很 大，轻质骨科易分层漂浮，配合量小的添加剂不易均匀分散包裹骨科，高模纤 维在干粉中极易成团不易分散，所以在生产过程从工艺、装备以及添加剂改性 材料都十分重要，常规生产装备很难达到工艺标准要求，我们研制开发的 WH- 皿型自动计量干混砂浆混合机，采用封

13、闭式物料对流混合，形成有效的立体搅 拌，利用干混砂浆中各种颗粒骨料作对流摩擦载体，有效地解决了物料混合均 匀性和纤维分散，整个生产过程中自动计量自动包装，产品质量十分稳定，这 也是当前我国轻质干混砂浆技术课题的一个突破。3、生产技术及产品特性3.1 生产技术由于碳化硅电加热管式玻化炉工艺设计结构科学合理， 控制系统自动化程度 高，从原砂投入到产成品入仓计量包装，全过程实行了自动化机械连续运行，包 括原砂的分级、计量、脱水、除尘、膨胀、玻化、成品分级等系列流水程序，全 部由控制室操作完成，产品生产全过程质量控制十分稳定，同一装备根据不同工 艺指标设置 ,可生产不同容重、 粒径的产品。 装备从预热

14、炉到玻化主炉， 采用外开 式设计，同时在能耗利用上采用温腔封闭式结构，很大程度上提高能源利用率， 有效地降低能耗消耗和生产成本。在尾气、成品收集均采用封闭式收集，故在环 保技术上得到很好处理。整套装备结构紧奏，设计科学合理，建筑空间小，投资 成本低，且操作运行简便，质量控制稳定，维护检修十分方便，大大提高了设备 的运行率和可操作性。3.2产品特性采用多级碳化硅电加热管式玻化炉所生产的膨胀玻化微珠产品具有以下显著特性，产品密度稳定性好。由于产品呈微球形结构 ，表面完全玻化、提高了颗 粒强度,且颗粒间空气隙减少，因此在后期加工应用中体积收缩值小，大大提高制品 的综合性能。吸水率低。由于产品表面为玻

15、化结构层，易于阻止水分进入颗粒内 部,通过实践证明吸水率仅为普通珍珠岩的十分之一，因此大大改善了制品的质量和拓宽了应用领域。和易性好。由于产品呈微球状，玻化后表面平整光滑，与其他胶结材料参混使用，易于均匀分散，不易破碎，且具有很好的砂浆流动性，故能满 足各种机械喷涂施工，是当前最理想的环保型建筑节能材料。产品是无机材料,环保无害，理化性能十分稳定，容重轻，导热系数小，绝热性好，防火抗老化，适合 诸种环保节能产品的性能要求。由于采用热幅射方式生产，原材料不与各种燃料 接触,避免燃烧污染，产品洁白干净，不含有害杂质，可满足卫生指标较高的食品、医 药行业的需要。其性能如下：表1膨胀玻化微珠物理力学性

16、能指标项目I类n类川类堆积密度，kg/m3v 8080 120 120筒压强度，kPa 50 150 200导热系数，W/(mK)平均温度25 C 0.043 0.048 0.070体积吸水率，% 80表面玻化闭孔率，% 80根据我国新型建筑节能体系和要求，干混砂浆在建筑体系都是有不同性能的要求，我们将干粉预拌轻质砂浆分成保温隔热型、轻质抹面型和轻质砌筑型系 列产品，各种产品均均符合和优于国家相关行业标准指标，如保温隔热型、轻质抹面型和轻质砌筑型砂浆具体参数见表:表2保温隔热型砂浆性能指标项目技术要求均匀性/% 5分层度/mm 203干表观密度/kg/m 300导热系数/W/(m K) 1.5

17、线性收缩率/% 0.050耐水强度抗拉强度/MPa 0.10抗压强度/MPa墙体用0.20，楼地面及屋面用0.30软化系数 0.6燃烧性能不低于GB 8624-2006中A2级要求 或不低于GB 8624-1997中A级要求注：当使用部位无耐水要求时，耐水压剪粘结强度、软化系数可不做要求。表3轻质抹面型砂浆性能指标项目技术要求均匀性/% 5分层度/mm 20干表观密度/kg/m 600导热系数/W/(m K) 0.15线性收缩率/% 0.2耐水强度抗拉强度/MPa 0.4抗折强度/MPa 0.8抗压强度/MPa 2.5软化系数 0.7燃烧性能不低于GB 8624-2006中A2级要求 或不低于

18、GB 8624-1997中A级要求抗冻性质里损失率应不大于5%抗压强度损失率应不大于 20%注：当使用部位无耐水要求时，耐水压剪粘结强度、软化系数、抗冻性可不做要求。表4轻质砌筑型砂浆性能指标项目技术要求均匀性/% 5分层度/mm 20干表观密度/kg/m 800导热系数/W/（m K） 0.20线性收缩率/% 0.2耐水强度 0.2抗压强度/MPa 3.0软化系数 0.8抗冻性质里损失率应不大于5%抗压强度损失率应不大于 20%注：当使用部位无耐水要求时，耐水压剪粘结强度、软化系数、抗冻性可不做要求。3.3干粉预拌轻质砂浆的用途轻质保温隔热型干混砂浆，具有优良的质轻、保温、隔热、防火性能，施

19、 工操作简捷，性价比高，非常适用我国夏热冬暖和夏热冬冷地区的建筑围护结构 的节能要求，可替代传统抹灰砂浆以达到了建筑节能的要求，同时满足安全防火 要求，在寒冷和严寒地区可与低导热性有机材料复合，提高建筑节能保温系统的 使用寿命和安全防火性能，特别是对非采暖部位的楼梯、通道、地下室、车库具 有防火要求的保温部位应用，可完全满足建筑节能的要求，同时又达到防火安全 要求。在我国建筑节能50%勺地区和新农村建设，采用内外复合体系，将保温隔 热型轻质砂浆，替代外围护结构墙体常用的传统抹灰砂浆，既可满足墙面找平的 功能，又能达到建筑节能的要求，特别是对建筑围护结构异型保温隔热部位的施 工处理极为方便，十分

20、适用我国现阶段建筑节能的基本国情。轻质砌筑砂浆和抹面砂浆，是配合我国墙体改革，发展新型轻质墙体材料（如 粉煤灰加气砌块、混凝土加气砌块及各种轻质墙体材料）的配套砂浆。既满足砌筑抹灰需要，同时又能减少砌块缝的冷热桥问题，降低墙体自重荷载，提高墙体 的整体节能效果，改善建筑整体结构的综合性能。4、产品应用与市场需求由于膨胀玻化微珠为无机材料 ,理化性能稳定、容重轻、导热系数小、防火、 耐高（低）温性能优异，其应用领域比传统产品更具广泛性，特别是在节能环保 建材、工业轻质保温等领域更显其优越性，据调查在北京仅用于建筑节能行业 每年度需要轻质绝热材 300万m3,随着全球性能源问题的日益突出，推广新型

21、 环保节能建材 ,节约能源、保护土地、保护环境是我国二十一世纪的必然发展趋势， 因而作为当今最好的无机轻质绝热保温材料之一,其市场需求必将越来越大。在建筑节能应用中 ,用膨胀玻化微珠替代传统的普通膨胀珍珠岩和聚苯颗粒 作为保温型干混砂浆的轻质骨料,预拌在干粉改性剂之中,形成单组份无机干粉 料保温砂浆,产品具有优良的保温隔热性能和抗老化耐候性及防火性能,不空鼓 开裂,强度高,粘结性能好,施工方便,现场施工加水搅拌即可使用,可直接施 工于干状墙体上, 弥补了用聚苯颗粒和普通膨胀珍珠岩作轻质骨料的其他传统保 温砂浆中诸多缺陷和不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化，在料浆搅拌中 体积收失率大,易造成

22、产品后期保温性能降低和空鼓开裂等现象,同时又弥补了 聚苯颗粒有机材料易燃、防火性能差、高温产生有害气体和耐老化耐候性低、 和易性差、施工中反弹性大等缺陷。并可替代漂珠、玻璃微珠、膨胀珍珠岩、聚 苯颗粒等轻质骨料,在耐火材料、化工、建材、冶金、防火、吸音、轻工、农业 等领域中应用,均有较高的实用价值,并以优异的性价比显示出独特的应用优势 和市场竟争力,对参与国际市场也具有广泛前景,应用前景十分广阔。作为高新技术产品,由于克服了传统膨胀珍珠岩吸水率大,颗粒强度低,砂 浆流动性差等材质缺陷, 因而在类似产品中具有很强的竟争优势,并且较传统产品的应用领域有进一步扩展。如高级多功能防火吸音装饰板、保温砂

23、浆、防火涂 料等都是普通产品所不能生产替代的。我们具有资源优势，国内电价和劳动力成 本又很低廉，加上多级碳化硅电加热管式玻化炉比类似装备节能25%以上，自动化程度高，且环保性好，因而产品综合成本将大大节省，根据国内市场调查情况 及国内目前的用户反馈，初步定价在 200元/ m3，因而不仅在国内市场上具有价 格上的绝对竞争优势，特别是建筑节能材料领域里有极大的市场潜力，前景十分广阔。5、经济及社会效益分析5.1装备投资5.1.1干粉预拌轻质砂浆生产装备 380万元.5.2生产成本（元/ m3）5.2.1膨胀玻化微珠：成本项目单耗单价单位成本原砂120 kg0.40 元 k48 元 / m3电耗7

24、0KW0.8 元/KW56 元 / m3工资2 元 / m32 元/ m3包装物10条1元/条15 元 / m3折旧维修20 元 / m3生产管理费4 元/ m3合计145 元 / m35.2.2保温隔热型砂浆成本（元/ m3）序号名称用量单价金额1325#复合硅酸盐水泥150kg0.40 元 /kg60 元 / m32膨胀玻化微珠1m3145 元 / m3145 元 / m33WH-2010添加剂15kg15 元/kg225 元 / m34包装袋20条1.2 元 /条24 元 / m35人员工资20袋0.3兀/袋c 一3,36 兀 m / m6设备维修折旧10 元 / m37电费3 元 /

25、m38管理费用5 元 / m3合计478 元 / m3523、轻质抹面型砂浆成本（元/ m3）序号名称用量单价金额132.5#复合硅酸盐水泥320kg0.36 元 /kg115.00 元 / m32掺合料150 kg0.16 元 /kg24.00 元 / m33欧K轻砂0.7m3145 元 / m3101 元 / m34WH-2020添加剂12kg8 元 /kg96.00 元 / m35包装袋20条1.0 元 /条20.00 元 / m36人员工资20袋0.3 兀/袋6.00 元/ m37设备维修折旧10 元 / m38电费3.00 元/ m39管理费用33.00 元/ m合计372 元 /

26、m3524、轻质砌筑型砂浆成本（元/ m3）序号名称用量单价金额132.5#普通硅酸盐水泥400kg0.36 元 /kg144.00 元 / m32掺合料200 kk0.15 元/ kk30.00 元 / m33欧K轻砂0.4 m3145 元 / m358.00 元 / m34WH-4010添加剂8kg8 元 /kg64.00 元 / m35包装袋20条1元/条20.00 元 / m36人员工资20袋0.3 兀 /袋6 元 / m37设备维修折旧10 元 / m38电费3 元 / m39管理费用3 元 / m3合计298 元 / m35.3效益估算531膨胀玻化微珠：根据市场调研和现有用户使用

27、情况，按容重90-120kg/m3计算，每m3可售价 200元,按设计年产量3万m3计算：产值 3万m3x 200元/ m3=600（万元）利税 （200-145）x 3 万 m3=165 （万元）5.3.2保温隔热型砂浆：根据目前市场基本销售价情况，保温隔热型干混砂浆销售价为800元/m3,轻 质抹面型销售价为480元/ m3，轻质砌筑型砂浆销售价为 380元/ m3，以每年生产 保温隔热型砂浆3万m3,轻质抹面型砂浆5万m3,，轻质砌筑型10万m3计算： 其中：保温隔热型砂浆产值：3万m3x 800元/m3 =2400 （万元）利税：（800- 478） X 3 万 m3 =966（万元）

28、轻质抹面型砂浆产值：5万m3 X 480元/ m3 =2250 （万元）利税：（480- 372）X 5 万 m3 =540 （万元）轻质砌筑型砂浆产值：10万m3 X 380元/ m3 =3600 （万元）利税：（380 298）x 10 万 m3 =820（万元）从基本财务分析， 本项是低投入， 高效益的高科技项目 ,抗风险能力强， 投资 回报率高。通过以上成本基本分析，按照生产能力的 60%进行销售， 其投资回报率是十 分高的，所以该项目是以科技高新产品进入市场，效益十分可观。5.4 社会效益评价 本项目的实施填补了国内工业自动化生产干粉预拌轻质砂浆的空白， 标志着 我国非金属轻质颗粒材

29、料深加工已进入国际先进水平。 本项目从技术上进一步推 广，将彻底解决国内生产环保型无机轻质骨料制品缺乏高性能无机轻质材料的瓶 颈问题，改变我国长期以来低价出口原矿而高价进口成品的不利局面。 对推动我 国非金属矿物高附加值深加工水平的全面提高具有极重要的意义。该项目可利用矿山废弃的尾砂作原料（通常用矿砂为 8-40 目，本产品可用40-100 目的粉尘砂）。不仅能缓解现有矿砂加工厂的废料污染问题，而且变废为 宝，提高了产品档次，产品附加值可提高三倍以上，大大提高了矿产资源的综合 利用价值， 并有效地解决了工业化生产膨胀的严重污染问题。同时也为国家提供 了优质环保节能材料，因而具有非常好的社会效益。6、项目建设条件6.1 基础设施6.1.1干粉预拌轻质砂浆：本项目需主厂房 600m2，仓库1000 630KVA、380V电源，日用水量10 m3 （循环冷却用），生产员工12人。6.2原材料来源6.2.1 膨胀玻化微珠我国本是非金属矿产大国， 本项目采用松脂岩矿作原材料， 邻近北京的承德、 宽城、建宁、河北、内蒙、山