河南日報丨一“板”保冷暖 “碳”笑凱歌還 ——探秘鄭州工大高新材料科技有限公司綠色低碳發(fā)展之路

2022-09-08 00:00:00    來源：    點擊：23907    喜歡：0

       □譚勇

  “吃”進“粉煤灰”等原料，“吐”出來的卻是兼具保溫、防火、安全、環(huán)保等功能的“神奇保溫板”。在鄭州工大高新材料科技有限公司（以下簡稱“工大科技”）的廠房里，如此的神奇一直在延續(xù)。

  “神奇保溫板”名為無機塑化微孔保溫板（又稱：塑化板），是工大科技具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心產(chǎn)品。目前，工大科技“塑化板”每年可消納15萬噸以上粉煤灰，經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益顯著。

  擔(dān)綱“塑化板”研究的，是一支由鄭州大學(xué)教授、博士，高級工程師組成的科研團隊。他們歷時五年攻堅克難、反復(fù)試驗，最終攻克了傳統(tǒng)保溫墻材“保溫”“防火”“安全”“環(huán)保”不能兼具的世界性難題，填補了國內(nèi)外市場空白。

  這是工大科技綠色低碳發(fā)展的一個縮影。自成立以來，工大科技立足中原，面向全國，始終以服務(wù)國家戰(zhàn)略、創(chuàng)造美好生活為己任，在踐行綠色低碳發(fā)展、助推建筑節(jié)能減排的創(chuàng)新實踐中一步一個腳印，步步為營，穩(wěn)扎穩(wěn)打，貢獻了“工大科技方案”，彰顯了“工大科技力量”。

  久久為功，善作善成。多年來，工大科技在防火、節(jié)能、高效、低碳等多方面均有領(lǐng)先于行業(yè)的重大突破，并且這種科技創(chuàng)新還在持續(xù)。工大科技已然成為傲立中原，引領(lǐng)綠色低碳建筑材料發(fā)展的一張靚麗名片。

  魔力“小板材”

  看上去是一塊“灰頭土臉”的小板材，卻因有“技壓群雄”的本事，而充滿“魔力”。

  作為主創(chuàng)人員之一的鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院教授鄭娟榮，從湖南大學(xué)的本科到中國礦大的博士研究生，再到清華大學(xué)博士后，直到工作后的研究方向均為“無機非金屬材料”領(lǐng)域，深耕低碳環(huán)保型無機膠凝材料（代替水泥）的應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究多年，曾主持完成了兩項國家自然科學(xué)基金面上項目的研究。

  在鄭娟榮看來，本項目研究過程的最大創(chuàng)新點是在低溫（≤70℃）下在約130kg/m3的水泥基材料（水泥砂漿和混凝土大于2000kg/m3）中造孔（即造出均勻的、獨立的、封閉性的“微米級孔”）。

  說起“小板材”的神奇魔力，工大科技總經(jīng)理趙振波神采奕奕、娓娓道來。

  小板材有大貢獻。趙振波說，不斷提高大宗固廢綜合利用效率，是實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要舉措。2021年2月，國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》中明確，建設(shè)資源綜合利用基地，促進工業(yè)固體廢物綜合利用。

  “也就是說實現(xiàn)工業(yè)固廢綜合利用，已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略。而我們的生產(chǎn)線一上馬就實現(xiàn)了工業(yè)固廢的綜合利用，每年可為我省消納15萬噸以上粉煤灰。”

  小板材有大作用。“努力打好實現(xiàn)碳達峰碳中和這場硬仗，建筑領(lǐng)域責(zé)任重大。據(jù)測算，2018年全國建筑運行過程碳排放量約占當(dāng)年全國碳排放量的22%。因此，推動近零能耗建筑，已成為建筑行業(yè)今后發(fā)展的必然。”趙振波說，超低能耗建筑需要有節(jié)能效果優(yōu)良的建筑節(jié)能材料，如果用傳統(tǒng)的建筑節(jié)能材料，想達到近零能耗，很難實現(xiàn)。即使能夠?qū)崿F(xiàn)，保溫層的厚度也會成為建筑的負擔(dān)。而塑化板的導(dǎo)熱系數(shù)≤0.045W/(m·K)，在寒冷地區(qū)，執(zhí)行75％的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，保溫板厚度僅需要80mm；滿足超低能耗建筑保溫板厚度160mm；實現(xiàn)近零能耗建筑保溫板厚度250mm。

  小板材有大天地。塑化板應(yīng)用范圍也十分廣泛，例如：建筑外墻保溫防火，建筑物屋面保溫，樓面保溫隔聲，建筑物外立面的裝飾線條、保溫裝飾一體化板，管道保溫；隔音減振等。目前，塑化板在下游應(yīng)用端的用途不斷被開發(fā)出來，已經(jīng)能夠廣泛用于電力、石化、通信、船舶及更多工業(yè)門類的冷熱設(shè)備、窯爐、管道等的隔熱保溫，再加上隔音減振，防火門、彩鋼板夾心填充板等。

  經(jīng)專業(yè)人士測算，僅河南市場每年需要塑化板達300萬立方米，市場容量近20億元；如果塑化板走向全國，市場容量可達上千億元。

  不變“低碳情”

  2020年，我國明確提出2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”目標(biāo)。

  城鄉(xiāng)建設(shè)是碳排放的主要領(lǐng)域之一。隨著城鎮(zhèn)化快速推進和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳排放量及其占全社會碳排放總量比例均將進一步提高。

  6月30日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》，明確提出，推動低碳建筑規(guī)模化發(fā)展，鼓勵建設(shè)零碳建筑和近零能耗建筑。建立完善節(jié)能降碳標(biāo)準(zhǔn)計量體系，制定完善綠色建筑、零碳建筑、綠色建造等標(biāo)準(zhǔn)。

  超低能耗建材是超低能耗建筑的基礎(chǔ)，沒有超低能耗建材超低能耗建筑就是一句空話。正當(dāng)建筑行業(yè)超低能耗建材的需求不斷增大，國內(nèi)一些材料企業(yè)苦于產(chǎn)品升級無門之時，一條撩動人神經(jīng)的消息引發(fā)行業(yè)關(guān)注：2021年9月25日，工大科技與河南省專注超低能耗的五方建筑科技集團有限公司簽約，開始在超低能耗建筑、近零能耗建筑、節(jié)能改造、綜合能源等多個方面開展深度合作。

  在超低能耗建筑領(lǐng)域，工大科技何以異軍突起，成為行業(yè)翹楚？趙振波用八個字道出了其中的奧秘：“瞄準(zhǔn)低碳、精益求精。”

  趙振波說，黨的十八大以來，綠色發(fā)展成為時代主題。在公司成立之初，“綠色低碳”已深深植入每一位公司員工的心中。研發(fā)之初，要把“粉煤灰”應(yīng)用到產(chǎn)品配方中，是科研團隊的共識。

  因勢而謀，謀必高遠；順勢而為，為必功成。

  經(jīng)過多年的努力，產(chǎn)品指標(biāo)不斷得以優(yōu)化，2019年，經(jīng)國家建筑節(jié)能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢驗，產(chǎn)品各項指標(biāo)達到了行業(yè)領(lǐng)先水平：干密度130kg/m3，體積吸水率4.0%，軟化系數(shù)0.70；抗壓強度0.40MPa,拉拔強度0.12MPa；導(dǎo)熱系數(shù)0.045W/（m·K），燃燒性能A級。經(jīng)過之后的反復(fù)試驗、提高，目前產(chǎn)品性能更加優(yōu)化。

  “產(chǎn)品的低碳除了體現(xiàn)在原料中使用了大量的粉煤灰和產(chǎn)品良好的保溫隔熱性外，還在于保溫板的主要原料是水泥，與鋼筋水泥混凝土和高性能水泥基材料均屬于水泥基材料，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)—保溫同壽命，從而避免了建筑物生命周期內(nèi)二次更換保溫材料。”趙振波說。

  創(chuàng)新“不止步”

  今日之河南，比以往任何時候都更加重視科技創(chuàng)新，比以往任何時候都更加需要創(chuàng)新，比以往任何時候都更加渴求人才。

  “以無機塑化微孔保溫板為核心材料，鄭州工大科技又在進一步研發(fā)兩類高性能新型建材產(chǎn)品，即超低能耗建筑裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)—無機塑化微孔保溫板一體化復(fù)合構(gòu)件（簡稱復(fù)合保溫構(gòu)件）和超低能耗建筑裝配式外保護層—夾心無機塑化微孔保溫板一體化外墻圍護大板（簡稱復(fù)合保溫大板），以創(chuàng)新為底色，具有三大創(chuàng)新特點。”作為鄭州大學(xué)綜合設(shè)計研究院有限公司副總工程師，教授級高級工程師，全國勘察設(shè)計行業(yè)信息化與智能化專家，栗海玉自豪地說。

  研發(fā)項目以無機膠凝材料、粉煤灰、膠粉、化學(xué)添加劑等為原材料，經(jīng)過濕磨制漿、物理發(fā)泡、加入適量輕骨料、混合注模，在規(guī)定條件下養(yǎng)護后，經(jīng)脫模、切割，制成兼具保溫與防火并具有良好塑性的微米級孔保溫板材。以無機塑化微孔保溫板為核心材料，本項目研發(fā)一種與其匹配的輕質(zhì)抗裂外保護層材料（HPC）：新拌合物的坍落度≥200mm，干密度≤1950kg/m3，抗折強度≥15MPa。因此，新型材料研發(fā)是創(chuàng)新點之一。

  研發(fā)的超低能耗建筑裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)—無機塑化微孔保溫板一體化復(fù)合構(gòu)件（簡稱復(fù)合保溫構(gòu)件），采用反打混凝土技術(shù)，使保溫板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件全粘結(jié)；再使用高強抗裂高性能水泥基材料（HPC）做外保護層，通過鋼絲網(wǎng)及連接件將保溫層與結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠連接。這個體系將兼具外墻外保溫薄抹灰體系與結(jié)構(gòu)保溫夾心體系的優(yōu)點并避免各自缺陷。因此，新型裝配式結(jié)構(gòu)—復(fù)合保溫構(gòu)件的研發(fā)與推廣是創(chuàng)新點之二。

  研發(fā)的超低能耗建筑裝配式外保護層—夾心無機塑化微孔保溫板一體化外墻圍護大板（簡稱復(fù)合保溫大板），其中無機塑化微孔保溫板具有綠色環(huán)保、耐火耐高溫、保溫隔熱、吸水率低、耐老化、輕質(zhì)高強、隔音性好、抗凍融性等特點，其研發(fā)與推廣應(yīng)用可徹底解決傳統(tǒng)保溫材料的各種使用弊端。研發(fā)以無機塑化微孔保溫板為保溫層的復(fù)合保溫大板集多功能（保溫、防火、防水、耐久等）并輕質(zhì)低碳排放于一體，通過裝配式安裝、技術(shù)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)圖集和示范工程的建設(shè)，為我國建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達峰碳中和提供重要技術(shù)路線。因此，新型復(fù)合保溫板研發(fā)是創(chuàng)新點之三。

  “創(chuàng)新只有起點，沒有終點。在創(chuàng)新的道路上我們一直愿意做先行者。”趙振波說。

  責(zé)任“肩上挑”

  2020年12月16日，原國家建材局副局長，國務(wù)院參事室原副主任蔣明麟到工大科技調(diào)研指導(dǎo)。在現(xiàn)場觀看了塑化板的耐火性、抗壓性及憎水性實驗，并聽取了產(chǎn)品研發(fā)、推廣、應(yīng)用等詳細匯報后，對公司發(fā)展寄予厚望。

  在省內(nèi)，5月19日，新鄉(xiāng)市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局下發(fā)通知，明確禁止在外墻薄抹灰系統(tǒng)中使用巖棉板及無機滲透聚苯板，由此打響了河南省禁用巖棉等傳統(tǒng)外墻保溫材料的第一槍。7月19日，河南省政府辦公廳印發(fā)《河南省加快材料產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢再造換道領(lǐng)跑行動計劃（2022—2025年）》，這為工大科技優(yōu)勢再造領(lǐng)跑行業(yè)提供了強有力的政策支持。

  在省外，4月29日，北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會發(fā)布通知，對加強房屋建筑外墻外保溫工程施工質(zhì)量管理工作做出進一步要求。7月8日，上海市人民政府印發(fā)《上海市碳達峰實施方案》，到2030年，上海市新建民用建筑全面執(zhí)行超低能耗建筑標(biāo)準(zhǔn)。

  ……

  隨著省內(nèi)省外形成合力，為無機塑化微孔保溫板推廣應(yīng)用提供了更加廣闊的空間。

  初步形成以無機塑化微孔保溫板為核心的“復(fù)合保溫構(gòu)件和復(fù)合保溫大板”的綠色低碳裝配式生產(chǎn)線；在河南省創(chuàng)立“復(fù)合保溫構(gòu)件和復(fù)合保溫大板”建筑節(jié)能優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品品牌；初步形成一支研發(fā)、制備和應(yīng)用“復(fù)合保溫構(gòu)件和復(fù)合保溫大板”建筑節(jié)能產(chǎn)品的人才隊伍……這是工大科技給自己定的短期目標(biāo)。

  在完成項目研發(fā)之后，工大科技還有自己長期規(guī)劃：實現(xiàn)“復(fù)合保溫構(gòu)件和復(fù)合保溫大板”產(chǎn)品產(chǎn)量和效益大幅度提升；以河南省為中心，使“復(fù)合保溫構(gòu)件和復(fù)合保溫大板”產(chǎn)品的應(yīng)用輻射周邊省份或全國大部分地區(qū)，力爭國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平；培養(yǎng)一支高素質(zhì)建筑節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)、制備、銷售、應(yīng)用和管理人才隊伍。

  4月1日，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)發(fā)布《無機塑化微孔保溫板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》實施，在此前一個月，《河南省綠色建筑條例》施行。“這為塑化板在河南省乃至全國大力推廣提供了政策支撐和技術(shù)指導(dǎo)。”中國建筑科學(xué)研究院建筑節(jié)能測評中心主任、國家建筑節(jié)能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心專業(yè)總工楊玉忠表示。

  黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央把科技自立自強作為國家發(fā)展的重大戰(zhàn)略。當(dāng)下，河南把實施創(chuàng)新驅(qū)動、科教興省、人才強省戰(zhàn)略作為“十大戰(zhàn)略”之首，堅定走好創(chuàng)新驅(qū)動高質(zhì)量發(fā)展“華山一條道”。特別是把重建重振省科學(xué)院作為建設(shè)國家創(chuàng)新高地、重要人才中心的一號工程，打造一流創(chuàng)新生態(tài)，為河南現(xiàn)代化建設(shè)插上科技創(chuàng)新的翅膀，越飛越高、行穩(wěn)致遠。

  3月28日，河南省科學(xué)院所屬河南建材院和工大科技在鄭州正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。依據(jù)河南省科學(xué)院頂層設(shè)計，雙方共同參與河南省科學(xué)院綠色建材產(chǎn)業(yè)研究院建設(shè)，并共同打造聯(lián)合創(chuàng)新平臺，申報建設(shè)省級或國家級重點實驗室、工程技術(shù)中心或協(xié)同創(chuàng)新中心。這是工大科技融入國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略和河南“十大戰(zhàn)略”的生動實踐。

  “目前，工大科技已經(jīng)在新鄭市、確山縣和武陟縣三個工廠投產(chǎn)，具備50萬立方米產(chǎn)能。許昌市魏都區(qū)工廠建設(shè)項目已經(jīng)在抓緊籌建中，濮陽市清豐縣200萬產(chǎn)能的豫北基地已經(jīng)列入計劃，全年300萬產(chǎn)能基本滿足河南市場的需要，并可輻射到周邊省市。”趙振波表示，作為高新技術(shù)企業(yè)，愿與天下有志之士一道，有責(zé)任讓綠色健康的好產(chǎn)品走近千家萬戶，滿足人民群眾對美好生活的向往。