我国的蒸压加气混凝土装备制造业起步较晚,前期由于总体研发投入不够, 技术创新能力薄弱,国产中高端蒸压加气混凝土装备总体自给率不足。“十三五”期间,蒸压加气混凝土装备制造业发展方式发生了巨大转变,这个转变体 现在三个方面,其一是我国蒸压加气混凝土装备单线平均规模在逐年提高,由 “十二五”期间以年产 20 万立方米的生产线 万立方米为主,单线 万立方米;其二是产品品种由砌块线为主,转变为砌块线、板材线并举;其三为生产装备自动化水平提高。
伴随着近年来产业政策的扶持、科学技术的不断进步和相关技术研发投入的加大,我国在中高端蒸压加气混凝土装备的研发上已经有所突破,部分产品已能接近或达到国际先进水平。
根据中国加气混凝土协会统计,截至 2020 年底,我国引进生产线%。近年来,国产装备已经稳稳占据了国内市场的主导地位。
蒸压加气混凝土行业的机械装备按技术水平可划分为:全面智能化装备、自动化装备、机械化装备和简单机械化装备。全面智能化装备指采用计算机控制,具有全程在线检测、数据分析和指令编辑功能,采用 AGV 自动成品输送系统,减少人为干预,保证系统有序工作,提高整线产品质量和降低物料消耗的生产装备;自动化装备指采用预设指令的计算机控制,生产过程完成数据收集,全系统为一个完整工作体系(暂不含自动挂网)的生产装备;机械化装备指分单元实现自动控制的全套生产装备;简单机械化装备指实行单台设备控制,分单元配套的生产装备。
目前,简单机械化和机械化装备系行业内低端产品,自动化、智能化装备及引进装备系行业内中高端产品。我国蒸压加气混凝土装备尚未实现真正的全面智能化,现有蒸压加气混凝土装备仍以机械化装备为主,自动化装备仅占生产线%,但自动化装备的生产能力与实际产量占比超过市场的一半,充分体现了技术水平和生产效率的联动关系,即装备的技术水平越高,产能越大、产量越高。
未来,我国蒸压加气混凝土装备的自动化、智能化将成为趋势,各项智能化技术逐步成熟,装备企业技术水平进一步提高,市场份额将向中高端蒸压加气混凝土装备制造企业集中。
我国蒸压加气混凝土装备制造业经过几十年的发展,将进入装备更新换代周期,产品迭代需求稳定,工段模块的升级改造为装备制造企业带来新的利润增长点。根受新增成套装备投资以及落后装备及工段模块升级改造市场的影响,蒸压加气混凝土装备制造业发展形势良好,最近 5 年市场规模呈上升趋势,2021 年完成营业额达 108.20 亿元,较 2020 年上升 15.29%。
随着装备制造企业技术水平不断提高,市场份额将向中高端蒸压加气混凝土装备制造企业集中,装备自动化、智能化为未来发展趋势,自动化装备需求成稳步增长的态势。根据中国加气混凝土协会不完全统计,2018 年至 2020 年,自动化装备在蒸压加气混凝土装备总销售量中三年平均占比最高,为 40%左右,说明目前市场对加气混凝土装备技术水平要求较高;同时,自动化装备的销售额贡献三年均达到 6 成以上,表明了自动化装备对销售额的贡献率最高。
未来十年,在国家政策红利的大背景下,蒸压加气混凝土装备制造业将持续发力,快速完成淘汰落后和装备升级的结构调整,全面提升行业技术水平,实现市场的快速布局,由此推动下游产品结构的优化,实现蒸压加气混凝土行业的持续发展。综合考虑成套装备的扩张更新、工段改造及智能化应用升级情况,中国加气混凝土协会经过调研统计,预计到 2025 年行业每年可形成全部装备销售额约 150 亿元,到 2030 年实现约 200 亿元。
随着我国蒸压加气混凝土装备各项智能化技术逐步成熟,装备企业技术水平进一步提高,市场份额将进一步向中高端蒸压加气混凝土装备制造企业集中,未来市场空间较为广阔。
我国蒸压加气混凝土装备制造业经过几十年的发展,行业技术升级更新速度明显加快,通常成套装备平均扩张更新周期约 8 年左右。
现有大部分生产线因设备产能、工艺技术和能耗环保等问题,将进入装备更新换代周期,产品迭代需求稳定。《加气混凝土行业“十四五”发展指导意见》提出在“十四五”期间,调整总体生产能力,淘汰环保排放不达标、能耗高、技术落后、产能小于 15 万㎥ /年的生产线,推进行业自动化、数字化、智能化转型升级。
经统计,目前下游制品生产企业共计 2,078 家,其中,使用装备技术比较先进的约占 32.7%,还有约 67.3%企业使用装备技术相对落后,这部分落后技术装备将面临更新换代。未来,随着产品升级换代的步伐加快以及客户需求的持续变化,新增成套装备投资以及落后装备迭代更替的市场空间稳定可期。
“十四五”期间加气混凝土工业重点提升行业创新投入力度和产品技术水平,推动科技创新和制度创新,加强技术创新和技术攻关,通过技术改造实现现有生产线自动化,并逐步向信息化和智能化转型。蒸压加气混凝土装备生产技术模块化改造,将是行业技术升级的一个方向,为各生产工段的迭代化改造及智能化提升创造条件,为成套装备技术的持续升级打下基础。
现有的蒸压加气混凝土成套装备模块化改造和智能化升级主要体现在以下几个方面,一是以在线检测数据为依据实时调节配料的智能化配料系统,系统主要是依靠原材料的成分在线检测和智能化算法配料,代替现在的执行性自动配料;二是智能化钢筋组网系统,系统可以代替现有的人工组网;三是智能化能源管理系统,解决自动配汽、余热回收、余热利用,并实现清洁排放;四是智能化成品管理系统,主要解决成品入库、出库和配发货、尾货管理、板材裁切;五是复合制品加工系统,实现与 PC 制品复合、与保温材料复合、与饰面材料复合的加工、涂覆等成品加工需求。
综上所述,随着“十四五”规划的全面展开,蒸压加气混凝土装备制造业亟需通过提升整体装备技术水平,淘汰、出清低端产品的落后和过剩产能,向健康绿色化、自动智能化、节能高效化方向发展,更好的满足市场需求。
随着全球范围内环保意识的日益增强及环保政策要求趋严,全球各地都在大力倡导低碳生活、发展低碳经济,部分中高端蒸压加气混凝土装备已经取得突破,并逐渐开始和国际企业争夺国际市场,产品远销中东、东南亚及东欧等国家和地区。
近年来,中国蒸压加气混凝土行业积极开展国际交往,行业协会也不断加强与国际同行的交流与合作,提高了“中国制造”的国际市场认知度。2018 年,随着国内蒸压加气混凝土行业的发展,装备出口迅速打开了局面,我国成为全球蒸压加气混凝土装备第一出口大国。经中国加气混凝土协会统计,2016 到 2019 年,平均每年出口量在 15-20 条,可形成销售额 3.75-5.00 亿元。
2020 年以来,因外部环境因素导致出口受到一定影响,但这一影响正在逐步消退。未来,南亚、东南亚、南美、中东以及非洲等发展中国家按照人口比例和城市化进程,可以预见蒸压加气混凝土市场潜力巨大。同时,东欧国家已完成向市场经济的过渡,即将迎来经济的全面发展,为中国蒸压加气混凝土装备出口提供了良好的机遇,更为广阔的国际市场有待开发。
建筑业是国民经济发展的支柱型产业,而在建筑业发展建设过程中,墙体材料作为建筑领域中应用最为频繁的材料,其一直都在不断发展演化。国家发改委办公厅及工信部办公厅印发的《新型墙材推广应用行动方案》指出,到2020 年,全国县级(含)以上城市禁止使用实心粘土砖,地级城市及其规划区(不含县城)限制使用粘土制品,副省级(含)以上城市及其规划区禁止生产和使用粘土制品;新型墙材产量在墙材总量中占比达 80%,其中新建建筑中新型墙材应用比例达 90%。
新型节能墙体材料指的是使用混凝土、水泥和其他建筑材料,或直接使用煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏等工业废料,河流、湖泊和海洋淤泥和其他固体废物材料,借助先进的技术和方法,使适合现代建筑材料的需求,生产成本相对较低,对环境的污染较小,在实践应用过程中,能有效地提高墙体材料的使用限制。目前,新型节能墙体材料在我国建筑工程领域得到了广泛的应用。
加气混凝土砌块以硅质原料、硅质材料为主要原料,利用发气剂在浆料中与化学组分的化学反应而产生气体,经过多项工艺路径,形成具有轻质多孔结构的硅酸盐类制品,是目前唯一能满足不同节能目标的单一墙体材料。它作为一种新型墙体材料,具有优良的承重功能和保温隔热功能。因其制品结构和材料特性的不同,使其具有耐久性好、质轻防火、抗渗抗震、保温隔热、抗渗抗震、便于施工、经济适用、环保节能等优势。
而普通混凝土小型砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、装饰混凝土砌块等混凝土砌块的最大缺点是易出现裂缝。蒸压加气混凝土板材是以粉煤灰(或硅砂)、水泥、石灰等为主原料,内嵌经过防锈、防腐技术处理的双层双向焊接钢筋网片,可满足不同的结构设计要求,经过高压蒸汽养护而成的多气孔混凝土成型板材。
AAC 板材既可做墙体材料,又可做屋面板,是一种性能优越的新型建材。因该板材具有质轻高强、增大使用面积、施工速度快工期短、吊挂力强、直接开槽埋管线、易装饰、且具有良好的防火、隔音、隔热、保温、防潮、环保、经济、抗震、抗渗透、抗老化等诸多优点,可广泛应用于混凝土结构和钢结构住宅、办公楼、学校、宾馆、医院、商场、超市、厂房、农业大棚、商业、工业等商用与民用建筑。
玻璃纤维增强水泥板一般用于建筑外墙板、建筑保温板、轻质隔墙板等,由于玻璃纤维耐久性存在问题,耐碱性很差,虽然价格便宜,但是只能和低碱度硫酸铝盐水泥来配合使用。目前,建筑使用的绝大多数是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,这也使其大量使用受到了限制。有机纤维也同样存在老化现象,耐久性问题同样需要进一步研究。钢纤维混凝土生产的板材密度适中,比强度高,但能耗较大、成本增加,在一定范围限制了应用。
装配式建筑中主流墙体材料包括加气混凝土(AAC)板材及预制混凝土(PC)构件:AAC 板材主要包括墙板、楼板、屋面板、保温板、防火板等;PC构件主要包括墙板、阳台、空调板、楼梯、预制梁、预制柱等。PC 构件是模具生产,在异形构件(比如飘窗、阳台等)生产时更便捷,但在作为墙体材料运用时,PC 构件根据尺寸规格使用定制模具生产,生产成本较高,而 AAC 板材可以规模量产,亦方便调整规格尺寸,生产效率高。
同时,AAC 板材既可在施工现场拼装,亦可预拼装成预制构件后运至施工现场,灵活性高,可节省人力和缩短工期。在上述新型墙材中,蒸压加气混凝土制品以其优越的性能和广泛适用性,应用量在新型墙体材料中占比较高,经中国加气混凝土协会不完全统计,蒸压加气混凝土制品已占新型墙体材料 20%以上。
蒸压加气混凝土装备制造业的需求和下游蒸压加气混凝土制品应用行业发展水平的联动性较强,由于下游蒸压加气混凝土制品生产企业存在产品运输半径,产品销售市场主要集中于各生产基地周边辐射区域,随着国家和各地方政府对装配式建筑扶持政策的持续加码,各地蒸压加气混凝土制品生产企业新线布局及老线工段模块升级改造需求旺盛。
蒸压加气混凝土装备用来生产蒸压加气混凝土砌块及板材等蒸压加气混凝土制品,该类产品具有保温隔热、防火阻燃、轻质高强、绿色环保等特点,受到世界各国建筑业的重视,成为许多国家大力推广和发展的一种绿色建筑材料。
发展具有“节能减排、安全便利和可循环”特征的蒸压加气混凝土制品,符合建筑业产业化发展方向,是我国国民经济实施可持续发展的必然途径,也是贯彻建材工业“由大变强,靠新出强”发展战略的重要举措。
根据国务院办公厅 2016 年发布的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,力争 10 年左右使装配式建筑在新建建筑面积中占比达到 30%。国办发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》中要。