楊冬蕾
建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所
中國建筑材料聯(lián)合會(huì)石膏建材分會(huì)
紙面石膏板是以二水硫酸鈣(石膏)為主要原料,摻入纖維(通常是紙、玻璃纖維、石棉或這些材料的組合)、增塑劑、發(fā)泡劑和各種添加劑并與水?dāng)嚢杌旌?,再澆注于不同類型石膏板護(hù)面紙(面紙與背紙)之間,并與護(hù)面紙牢固地粘結(jié)在一起成型后,經(jīng)高溫烘制而成的建筑板材集合。紙面石膏板在全球被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)建筑、民用建筑,尤其是在高層建筑中可作為內(nèi)墻和天花板的一種裝飾裝修材料,如用于柜架結(jié)構(gòu)中的非承重墻、室內(nèi)貼面板、吊頂?shù)取?/p>
本文主要介紹幾個(gè)代表紙面石膏板生產(chǎn)先進(jìn)性并具有典型地域特點(diǎn)的國家和地區(qū)的紙面石膏板發(fā)展情況。
美國是世界第二大紙面石膏板生產(chǎn)和消費(fèi)國(中國北新建材目前是世界第一大生產(chǎn)商)。美國石膏板巨頭USG 公司于1903 年收購英國Sackett 紙面石膏板公司,成為最早將紙面石膏板引入美國市場的企業(yè)。100多年的時(shí)間里,美國USG公司一直領(lǐng)導(dǎo)著紙面石膏板在建筑行業(yè)的發(fā)展。
圖1 2007年~2018年美國紙面石膏板銷量
2007 年至2018 年美國紙面石膏板銷量情況如圖1 所示,2018年美國石膏板的總消費(fèi)量為23.69億平方米,相比于2017年的23.23 億平方米增長了2%。由于之前經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響,2011 年石膏板的產(chǎn)量跌到了一個(gè)最低點(diǎn)。之后在2011 年至2018年之間,美國石膏板的產(chǎn)量從2011年的15.98億平方米開始以48.25%的速度增長。盡管如此,美國石膏板2018的生產(chǎn)水平仍然低于2007年的25.83億平方米。
目前,美國紙面石膏板在墻板領(lǐng)域的應(yīng)用約占紙面石膏板出貨量的54%,紙面石膏板用作建筑物內(nèi)部墻面的份額占所有制造產(chǎn)品的50%以上。
美國紙面石膏板市場集中度較高,7家大型紙面石膏板企業(yè)占領(lǐng)絕大多數(shù)市場份額,這7家紙面石膏板企業(yè)產(chǎn)能占比如圖2所示。
圖2 美國石膏板行業(yè)市場格局
在過去的五年中,美國的紙面石膏板專業(yè)安裝工人增長了4.8%,企業(yè)數(shù)量增長了1.4%,生產(chǎn)人員減少了3.4%。2018年美國紙面石膏板工業(yè)達(dá)到了460億美元的總收入。
日本是世界紙面石膏板的主要使用國之一,是亞洲第二大紙面石膏板生產(chǎn)和消費(fèi)國。2007年至2017年,日本紙面石膏板產(chǎn)量如圖3所示。
日本紙面石膏板市場在1997年達(dá)到接近7億平方米的歷史最高紀(jì)錄,從亞洲金融危機(jī)之后,由于建筑業(yè)的下滑,日本紙面石膏板的消費(fèi)量降低,1999 年下降至5.20 億平方米。紙面石膏的需求隨后在2006 年開始反彈,達(dá)到5.92 億平方米的峰值,但由于日本是人口老齡化的成熟經(jīng)濟(jì)體,日本建筑材料的潛在市場被認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到頂峰,限制了紙面石膏板市場的高速發(fā)展。然而隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,紙面石膏板由于其固有的優(yōu)勢,在日本建筑材料中有著非常重要的地位。
吉野石膏和千代田UTE占據(jù)了日本全部的紙面石膏板市場份額,數(shù)據(jù)顯示,吉野石膏市場份額約為80%,千代田UTE市場份額約為20%[1]。大多數(shù)紙面石膏板被用作墻壁和天花板,其中75%用于住宅用途,20%用于建筑用途,5%用于工業(yè)用途。在日本,紙面石膏板人均年使用量在3m2以上。
圖3 2007年-2017年日本紙面石膏板產(chǎn)量[1]
如圖4 所示,隨著紙面石膏板工業(yè)的發(fā)展,紙面石膏板市場逐漸淘汰了薄板,而向中厚度板材發(fā)展,目前日本主要以12.5mm厚度的板材為主。
從圖5可以看出,目前日本用于生產(chǎn)紙面石膏板的石膏主要是以脫硫石膏為主的工業(yè)副產(chǎn)石膏,天然石膏由于資源匱乏和價(jià)格高昂等原因,用量逐漸減少。值得注意的是,日本使用回收石膏的比例正在逐年上升,目前石膏企業(yè)可回收石膏的用量約為8%,實(shí)驗(yàn)室可回收石膏用量可達(dá)到30%。
圖4 紙面石膏板厚度生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)[1]
圖5 日本石膏板使用原料變化[1]
歐盟紙面石膏板產(chǎn)能為23.78 億平方米/年,分布在72 家工廠。圣戈班(SaintGobain)、可耐福(Knauf)和埃泰克斯(ETEX)這三家最大的墻板跨國生產(chǎn)商都位于歐盟(法國、德國和比利時(shí))。它們主導(dǎo)著歐盟紙面石膏墻板市場,控制著22.67 億平方米/年的產(chǎn)能,占?xì)W盟95%以上的份額。
圣戈班(與其子公司Rigips、Danogips和其他公司)擁有27家墻板工廠和9.94 億平方米/年的產(chǎn)能,它是歐盟最大的墻板生產(chǎn)商,占有歐盟42%的產(chǎn)能。第二大品牌是德國可耐福(Knauf),其24家工廠擁有7.94億平方米/年的生產(chǎn)能力,占有歐盟33%的產(chǎn)能。比利時(shí)ETEX集團(tuán)的15個(gè)工廠擁有4.79億平方米/年的產(chǎn)能,在歐盟的產(chǎn)能份額為20%。此外只有6 家規(guī)模較小的獨(dú)立生產(chǎn)商,它們共享著1.11億平方米/年(<5%)的產(chǎn)能,且沒有一家在其它地方設(shè)立分廠[2]。
圖6 歐盟各國石膏墻板產(chǎn)能占比
歐盟“五大”經(jīng)濟(jì)體英國、法國、德國、西班牙和意大利的產(chǎn)能均排在歐洲的前六名。在歐洲南部和東部,由于人口較少和建筑中墻板使用率較低,紙面石膏墻板市場容量也較小。
歐盟成員國中產(chǎn)能最大的是英國,但英國退出歐盟,法國將會(huì)是歐盟紙面石膏板的最大產(chǎn)能國,因此,歐盟將“失去”大部分石膏墻板產(chǎn)能,因?yàn)橛?家工廠,年產(chǎn)4.05億平方米,占?xì)W盟產(chǎn)能的17%以上。因此,該國目前是歐盟紙面石膏板墻板的縮影,完全由圣戈班(Saint-Gobain)、埃泰克斯(ETEX)和可耐福(Knauf)主導(dǎo)[2]。法國、德國、西班牙、波蘭分別是歐盟第2~5大石膏墻板市場,這四個(gè)國家的市場同樣幾乎完全由圣戈班、埃泰克斯和可耐福主導(dǎo),西班牙只有一個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)商Pladur石膏。Pladur Gypsum于2018年正式運(yùn)行,其1200萬平方米/年的Gelsa墻板工廠,該工廠投資6000萬歐元,創(chuàng)造了75個(gè)工作崗位。
紙面石膏板行業(yè)經(jīng)過科研生產(chǎn)人員多年的共同努力,以企業(yè)為主體,在各地政府助推下,在“輕質(zhì)高強(qiáng)”、“商品多元化”、“資源再利用”三個(gè)方面有了巨大的發(fā)展。輕質(zhì)高強(qiáng)紙面石膏板的發(fā)展是市場的需要,同時(shí)也符合節(jié)能環(huán)保的要求。
a)輕質(zhì)高強(qiáng)
輕質(zhì)高強(qiáng)石膏板具有輕量化的特點(diǎn),可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高裝飾外觀質(zhì)量;可以提高保溫性和加工性能,降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)中所需的熱能;可以節(jié)約石膏資源和搬運(yùn)所需的能源、減輕建筑物的自重。因其方便運(yùn)輸、安裝、節(jié)約原材料、提高產(chǎn)量、降低成本等優(yōu)點(diǎn)深受市場的歡迎。
在美國,輕質(zhì)紙面石膏板生產(chǎn)企業(yè)以美國石膏公司(USG)為代表。USG Sheetrock?品牌的EcoSmart石膏板代表了輕質(zhì)石膏墻板制造的革命性方法,大大減少了對(duì)自然資源的需求和對(duì)環(huán)境的影響。通過專有的石膏核心技術(shù),USG Sheetrock?品牌的EcoSmart 石膏板可減少40%的制造用水,減少相關(guān)溫室氣體排放20%以上,并減輕約25%的重量,還可將運(yùn)輸燃料能量降低13%,且在高達(dá)95%的區(qū)域部分使用再生資源。該輕質(zhì)紙面石膏面板經(jīng)過第三代配制,制成3個(gè)類型的產(chǎn)品,容重分別為8.8kg/m2、10.7kg/m2、12.2kg/m2,可以達(dá)到傳統(tǒng)1/2 英寸USG Sheetrock?品牌面板的所有強(qiáng)度和性能特征,還具有出色的抗下垂性。這些新的輕質(zhì)紙面石膏板采用不燃石膏芯和100%可回收的面、背紙包裹。
在日本,已在實(shí)驗(yàn)室制成容重為3.5kg/m2的輕質(zhì)紙面石膏板, 其各項(xiàng)技術(shù)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)紙面石膏板的要求[1]。日本市場目前也在銷售容重為4.5kg/m2的紙面石膏板。
b)商品多元化
紙面石膏板經(jīng)過多年的發(fā)展,目前市場上呈現(xiàn)出多種功能性產(chǎn)品,如防電磁波、可抹漿料、印花紋紙、隔聲、吸放濕氣、吸附甲醛等功能紙面石膏板。特別是高強(qiáng)度紙面石膏板可以耐輪椅的碰撞,可以被廣泛地使用在醫(yī)院走廊和養(yǎng)老院。
紙面石膏板不僅是一種板材,還可以加工成為各種形狀,用于各種窗簾框和間接照明框架,可以作為一種二次加工產(chǎn)品,既能夠提高紙面石膏板的產(chǎn)值,又可以間接減少建筑工地的廢料。
近年來,紙面石膏板在復(fù)合材料中得到了很廣泛的應(yīng)用,比如用于浴室壁材的支撐材料,在印花紋鋼板后面貼上石膏板以減少鋼板的厚度,提高鋼板的強(qiáng)度,成為墻體的支撐材料。
目前,為了迎合裝配式建筑的發(fā)展需求,紙面石膏板也衍生出了定制化產(chǎn)品,可提供各種尺寸和形狀的板材。這樣做不僅可以提高建筑產(chǎn)品的精度,還可以減少石膏板的廢料。今后紙面石膏板商品的多元化和定制生產(chǎn)將是市場發(fā)展的主流。
圖7 紙面石膏板窗簾框加工示意圖[1]
c)資源再利用
隨著全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)腳步的加快,環(huán)境問題已經(jīng)成為一個(gè)全球性的話題,其中建筑垃圾造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,因此提高建筑垃圾資源化再利用的利用率,將是建筑行業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展的方向。在日本,95%的紙面石膏板的護(hù)面紙是由廢紙所制成,廢舊的石膏板全部回收,并在工廠中進(jìn)行分離,實(shí)現(xiàn)了100%的廢舊石膏資源再利用。
全球紙面石膏板市場在過去幾年中出現(xiàn)了驚人的增長,這種增長可歸因于全球紙面石膏板應(yīng)用領(lǐng)域市場的不斷增長,而且在這個(gè)現(xiàn)代化的時(shí)代,技術(shù)為建筑行業(yè)的變革起到了至關(guān)重要的作用。十年來,全球的建筑業(yè)務(wù)處于巔峰狀態(tài),并為建筑市場創(chuàng)造了充足的增長機(jī)會(huì),紙面石膏板的高需求吸引了眾多的制造商和承包商。快速的工業(yè)化和人口增長致使人們的生活水平和收入水平大幅上升,從而增加了對(duì)住宅、商業(yè)和機(jī)構(gòu)部門基礎(chǔ)設(shè)施的需求,吸引了眾多的外國公司和當(dāng)?shù)毓镜拇罅客顿Y。
從地理位置來看,預(yù)計(jì)亞太地區(qū)將引領(lǐng)全球市場,其次是北美和歐洲。由于印度、墨西哥、巴西、印度尼西亞和泰國等新興市場的GDP 數(shù)值呈指數(shù)增長,制造業(yè)和建筑業(yè)的快速增長預(yù)計(jì)將成為推動(dòng)紙面石膏板行業(yè)增長的關(guān)鍵因素。紙面石膏板作為傳統(tǒng)條板的替代產(chǎn)品,既可以節(jié)省時(shí)間也可以節(jié)省勞動(dòng)力,目前在北美的建筑中已經(jīng)非常普遍。據(jù)歐洲石膏制品生產(chǎn)商聯(lián)合會(huì)(EUROGYPSUM)統(tǒng)計(jì),歐洲每年有超過1.6億平方米的墻體內(nèi)部表面覆蓋有紙面石膏板。同時(shí),由于全球舊紙面石膏板需要翻新或更換,紙面石膏板市場已經(jīng)獲得了各個(gè)方面的長期需求。2018年全球紙面石膏板的市場規(guī)模為197.54億美元,預(yù)計(jì)在2019年至2025年,紙面石膏板的需求每年將以4.6%的復(fù)合增長率增長。
紙面石膏板行業(yè)在很大程度上受到機(jī)械制造和原材料成本的影響。目前,由于區(qū)域市場之間的職能差異,全球工業(yè)在性質(zhì)上是分散的,但將逐漸趨向合并狀態(tài)。預(yù)計(jì)在未來一段時(shí)間內(nèi),規(guī)模較大的企業(yè)將對(duì)規(guī)模較小的石膏板制造商進(jìn)行并購,以鞏固其行業(yè)地位。據(jù)悉,德國可耐福已基本完成了對(duì)美國USG 公司的收購,此次收購將創(chuàng)造全球建筑材料行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,通過利用兩個(gè)公司高度互補(bǔ)的業(yè)務(wù)、產(chǎn)品組合和全球足跡,將更好地滿足全球客戶的需求。