美國(guó)石膏產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況介紹

    ?    ?1、美國(guó)石膏消費(fèi)情況

    ?    ?美國(guó)是世界最大的石膏生產(chǎn)國(guó)之一，也是最大的石膏進(jìn)口國(guó)之一。2015年石膏總消耗量估計(jì)為2690萬(wàn)t，其中天然石膏產(chǎn)量為1150萬(wàn)t，俄克拉何馬州、得克薩斯州、內(nèi)華達(dá)州、堪薩斯州、艾奧瓦州、阿肯色州的產(chǎn)量占總天然石膏產(chǎn)量的70%以上。工業(yè)副產(chǎn)石膏的用量為1150萬(wàn)t。進(jìn)口天然石膏390萬(wàn)t，進(jìn)口石膏絕大部分來(lái)自加拿大沿海各省，其它來(lái)自墨西哥和西班牙[1]。美國(guó)石膏粉主要用于生產(chǎn)紙面石膏板和石膏制品，其余應(yīng)用于水泥緩凝劑和農(nóng)業(yè)等。美國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，目前趨于穩(wěn)定。

    ?    ?根據(jù)“全球石膏雜志”數(shù)據(jù)顯示，2016年全球石膏板產(chǎn)能為127.28億平方米/年，美國(guó)石膏板產(chǎn)能約為36.26億平方米/年，占全世界份額28%[1]。圖1顯示了美國(guó)共7家石膏板主要生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)能分布，分別是：USG、NationalGypsum、Georgia-Pacific、CertainTeed Gypsum、American Gypsum、Continental Building Products（CBP）和PABCO。

    ?    ?2014年美國(guó)石膏板的總消費(fèi)量為20.0億平方米，2015年這一數(shù)字為20.4億平方米，比2014年增長(zhǎng)了2.3%。然而比2005年的33.44億平方米低了很多，這是由于受到經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，石膏板產(chǎn)量在之前跌倒了一個(gè)谷底，隨后在2011年至2015年之間，美國(guó)石膏板的產(chǎn)量從2011年的17億平方米以27.9%增長(zhǎng)。

    ?    ?2、美國(guó)石膏產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響因素

    ?    ?1）美國(guó)脫硫石膏發(fā)展與價(jià)格

    ?    ?在15年前美國(guó)出現(xiàn)了大量的廉價(jià)煙氣脫硫石膏。石膏公司迅速的建造新的產(chǎn)能來(lái)利用這批高質(zhì)量低成本的原材料，同時(shí)充分利用新的高效生產(chǎn)廠帶來(lái)節(jié)約成本優(yōu)勢(shì)。隨著新產(chǎn)能的出現(xiàn)和生產(chǎn)成本的減少，新生產(chǎn)廠生產(chǎn)了足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，脫硫石膏在石膏板制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，在差不多18個(gè)月后，產(chǎn)品價(jià)格下降到不足從前的一半，一度導(dǎo)致天然石膏進(jìn)口大量減少。見圖2  USG公司年度平均價(jià)格和銷量，可以看出在1999-2000年期間產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)下降，甚至在銷量不斷增長(zhǎng)的情況下也如此。很明顯，產(chǎn)品價(jià)格的下降不是銷量下跌導(dǎo)致的。

    ?    ?2）美國(guó)石膏產(chǎn)能利用率與價(jià)格

    ?    ?產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)能利用率的對(duì)照才揭示了產(chǎn)品價(jià)格下降的真正的原因。圖3為美國(guó)過(guò)去15年的行業(yè)銷量與產(chǎn)能利用率的對(duì)照?qǐng)D。當(dāng)行業(yè)產(chǎn)能利用率低于85%～90%時(shí)，產(chǎn)品的價(jià)格開始下滑，并且保持趨勢(shì)直至供求曲線回歸平衡。通常價(jià)格下降并且迫使工廠關(guān)閉，直到產(chǎn)能利用率達(dá)到85%～90%。

    ?    ?3）美國(guó)石膏消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

    ?    ?美國(guó)經(jīng)濟(jì)正在復(fù)蘇，然而卻面臨潛在的二次衰退，而且目前正處于探底過(guò)程。見圖4美國(guó)石膏消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)衰退的關(guān)系，從圖中可以得出，每一次的經(jīng)濟(jì)的衰退都會(huì)對(duì)石膏消費(fèi)產(chǎn)生重大的影響，如兩次世界大戰(zhàn)，美國(guó)經(jīng)濟(jì)大蕭條，次貸危機(jī)均導(dǎo)致石膏消費(fèi)量的減少，且石油禁運(yùn)，物價(jià)上漲和次貸危機(jī)讓美國(guó)石膏消費(fèi)出現(xiàn)斷崖式的下跌，只有二戰(zhàn)后房地產(chǎn)繁榮和可用貸款信用兩個(gè)時(shí)期，美國(guó)石膏消費(fèi)得到了巨大的提升。

    ?    ?4）美國(guó)石膏與新住宅許可證的關(guān)系

    ?    ?圖5顯示了美國(guó)石膏消費(fèi)與新住宅建筑許可證的關(guān)系。從圖中可以看出，在1985年之前，石膏消費(fèi)量與新住宅建筑許可證數(shù)比較接近，表明美國(guó)石膏消費(fèi)主要應(yīng)用于家庭式住宅的裝修。而1986年以后，兩者之間的差距越拉越大，這表明美國(guó)石膏越來(lái)越多的應(yīng)用于公共設(shè)施的建設(shè)。
 

    ?    ?5） 美國(guó)石膏消費(fèi)量與水泥產(chǎn)量的關(guān)系

    ?    ?石膏與水泥兩大膠凝材料，在美國(guó)建筑行業(yè)具有同等重要的地位。目前在美國(guó)，木材是房屋建筑材料的首選。事實(shí)上，在20世紀(jì)中期，美國(guó)的建筑基本依靠使用鋼筋和水泥，但后來(lái)美國(guó)更多的房子是用木料來(lái)建造的。這是因?yàn)樵诿绹?guó)，一方面木材價(jià)格相對(duì)便宜，經(jīng)久耐用，且木材本身重量輕又容易切割；另一方面，美國(guó)由于地廣人稀，多為獨(dú)立住宅，木質(zhì)結(jié)構(gòu)足以很好地保證房屋的質(zhì)量。由于抹灰石膏、石膏板等石膏建材能夠很好的與木質(zhì)房屋配套，使石膏建材在美國(guó)擁有重要的地位。由圖6可知，在美國(guó)，水泥產(chǎn)量與石膏的消費(fèi)量息息相關(guān)，且兩者的差距并不十分懸殊。水泥消耗量與石膏消耗量比值常年保持在2.5～3.3倍范圍內(nèi)。

    ?    ?3 、高附加值石膏制品在美國(guó)的發(fā)展

    ?    ?1）高性能玻纖氈石膏板

    ?    ?美國(guó)的商業(yè)建筑主要是由金屬龍骨與紙面石膏護(hù)板組成。但是這種石膏板因使用紙面層，長(zhǎng)期暴露于空氣中或潮濕環(huán)境中，會(huì)發(fā)生翹曲、分層及發(fā)霉。對(duì)此，20世紀(jì)80年代初美國(guó)建筑業(yè)要安裝于龍骨上的護(hù)板應(yīng)具有較高的穩(wěn)定特性和耐氣候性。因此，新型的玻纖氈石膏護(hù)板得到了良好的開發(fā)與應(yīng)用，該產(chǎn)品的熱膨脹與濕膨脹均較低，性能穩(wěn)定。并且可在現(xiàn)有的制造紙面石膏板的裝備上生產(chǎn)，不需要企業(yè)重新投入過(guò)多資金。

    ?    ?最初的玻纖氈石膏板于1986年問(wèn)世，是以防水性高的無(wú)機(jī)石膏作為芯材，在其上、下兩面分別用無(wú)被覆的非編織的無(wú)機(jī)玻璃纖維作為增強(qiáng)材。玻璃纖維氈部分浸入石膏芯材中，其有孔隙的表面則暴露在外。這樣提供了較強(qiáng)的機(jī)械粘結(jié)，類似于混凝土中的鋼筋。第二代玻纖氈石膏板于1989年問(wèn)世，除了具有第一代板的所有特性外，這種板的上、下兩個(gè)表面在工廠中已預(yù)先噴涂了底漆，因而不必在施工時(shí)再使用底漆。但是這種板原先多孔的表面使得底漆、涂料或其它液體涂覆料的用量過(guò)多，因而其用途只能局限于作外墻的護(hù)板。第三代玻纖氈石膏板的性能有很大提高，具有經(jīng)填充的或“封閉的”上、下兩個(gè)表面，不僅具有第二代板的所有特性，并且還體現(xiàn)“表面封閉技術(shù)”（SST）所賦予的特性[2]。此技術(shù)可為再在其上被覆液體涂料或薄殼的、粘性的膜層提供最堅(jiān)韌的表面，同時(shí)還可為其他應(yīng)用提供優(yōu)越的表面特性。這種封閉的表面能很好地與嵌縫劑、涂料相結(jié)合，有助于在室內(nèi)應(yīng)用，這使玻纖氈石膏板的使用超越了僅局限于作外墻的護(hù)板的發(fā)展歷程。

    ?    ?表1中列出第一代、第二代與第三代玻纖氈石膏板的比較。

    ?    ?經(jīng)試驗(yàn)證明，玻纖氈石膏護(hù)板雖長(zhǎng)時(shí)間暴露在雨淋、凍雨、雪、海風(fēng)與砂塵暴中，并未出現(xiàn)破壞或分層的跡象。工程師們?cè)诤罄m(xù)考查中，也未發(fā)現(xiàn)接縫脫離、板面破壞或分層的現(xiàn)象。在墻體的垂直表面與伸出部分也未曾觀察到有受損傷的產(chǎn)品。通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用認(rèn)可，使此種板材可進(jìn)一步應(yīng)用到其他方面，諸如通風(fēng)井的內(nèi)襯、室內(nèi)用隔板、瓷磚的襯板以及屋頂?shù)母裁姘澹ㄗ鳛楸赜茫┑取＿@被醫(yī)院、學(xué)校以及對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量與建筑物的長(zhǎng)期性能有較高要求的一些大工程廣泛應(yīng)用。

    ?    ?Georgia-Pacific所生產(chǎn)的玻纖貼面石膏板Dens具有這樣的優(yōu)異性能，此外，還具有出色的防霉菌功能，Dens產(chǎn)品對(duì)石膏芯進(jìn)行特殊處理，并用玻纖貼面取代了傳統(tǒng)的紙面，確保了Dens產(chǎn)品達(dá)到了出色的防霉抗菌和放潮性。對(duì)于醫(yī)院來(lái)說(shuō)，霉菌的生長(zhǎng)會(huì)是一個(gè)很大的問(wèn)題，而恰恰是這些特殊的石膏板可以極大抑制霉菌生長(zhǎng)。

    ?    ?而且玻纖氈石膏板可以確保項(xiàng)目在限定時(shí)間內(nèi)交付使用。眾所周知，在建筑完全干燥前使用紙面石膏板是個(gè)賭博行為，特別在經(jīng)常會(huì)使施工期延誤的暴風(fēng)雨多發(fā)和潮濕地區(qū)。沒(méi)有承包商愿意一直替換遭到破壞的紙面石膏板。但是，Georgia-Pacific的Dens玻纖貼面產(chǎn)品可以預(yù)先安裝而且不會(huì)有替換的風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)先安裝意味著不用等到結(jié)構(gòu)封頂，和完成門窗的安裝之前，就能進(jìn)行安裝。

    ?    ?2016年我國(guó)的玻纖氈石膏板產(chǎn)業(yè)仍處于空白狀態(tài)，美國(guó)0.8億平方米的玻纖氈石膏板由Georgia-Pacific專供。在北美和歐洲，玻纖氈石膏板可廣泛應(yīng)用于屋面、外墻、電梯井、防火、瓷磚背墻和室內(nèi)防潮等領(lǐng)域，并且憑借其優(yōu)異的產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性，其價(jià)格也高于普通紙面石膏板的價(jià)格。

    ?    ?與其他建筑材料相比較，此種板材的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)大氣暴露有很好的承受能力、縮短施工工期因而降低建筑造價(jià)、具有設(shè)計(jì)的靈活性、便于安裝、尺寸穩(wěn)定并可防霉。這些特性可使之繼續(xù)成為建筑工程的一種理想基材。就其防潮濕、防火與防霉而言，是一種創(chuàng)新型的材料，可繼續(xù)超越其他供選用的基材，未來(lái)在我國(guó)具有發(fā)展價(jià)值和發(fā)展空間。

    ?    ?2）石膏基自流平砂漿

    ?    ?20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家開始研究石膏基自流平砂漿，經(jīng)過(guò)前期多年的發(fā)展，可以成熟的應(yīng)用于地暖技術(shù)，即與聚乙烯管熱水管相配合作為地暖系統(tǒng)的配套找平材料，代替了地?zé)嵯到y(tǒng)中傳統(tǒng)的銅管與水泥混凝土的搭配，從而避免了水泥混凝土對(duì)銅管產(chǎn)生的腐蝕情況。后期石膏企業(yè)開始制定為地暖應(yīng)用的石膏基自流平砂漿規(guī)范。

    ?    ?石膏基自流平與水泥基自流平在一般性能的比較上，初凝時(shí)間較短，可上人時(shí)間也較短，且流動(dòng)性相當(dāng)，但是密度要低于水泥基自流平，并且表觀狀態(tài)也比水泥基自流平更容易做到光滑平整。

    ?    ?美國(guó)USG是國(guó)際上較大型的跨國(guó)建材集團(tuán)之一。該公司自20世紀(jì)70年代開始石膏基與水泥基自流平砂漿的批量生產(chǎn)，產(chǎn)品主要用于工業(yè)、商業(yè)、公共建筑物與住房的室內(nèi)不平整的地面基層上。

    ?    ?據(jù)沈榮熹[3]推測(cè)以上3種石膏基自流平砂漿的石膏種類組成，PROFLOW砂漿很可能是用α-半水石膏與β-半水石膏的混合物，QUIC-TOP砂漿是用單純的α-半水石膏，而MULTI-USE砂漿則是用單純的β-半水石膏。

    ?    ?PROFLOW砂漿和QUIC-TOP砂漿可作為工業(yè)、商業(yè)、公用的新建與翻修建筑物室內(nèi)優(yōu)質(zhì)的自流平地坪，在現(xiàn)澆混凝土、混凝土預(yù)制板基層上較短時(shí)間內(nèi)澆筑出表面光滑、無(wú)裂縫的自流平層。QUIC-TOP砂漿由于澆注、攤平后凝固快，可在短時(shí)間內(nèi)形成平滑與硬質(zhì)的表面。使用此種砂漿可顯著提高澆注速度、加快工程進(jìn)度并減少停工時(shí)間。

    ?    ?以上2種石膏基自流平砂漿，在大多數(shù)情況下，基層混凝土無(wú)需經(jīng)表面噴射清理即可在其上澆注此種自流平砂漿。硬化后可鋪裝多種飾面材外，也可在終凝后直接選用適宜的涂料，形成帶色的、耐磨的面層。  

    ?    ?MULTI-USE砂漿適用于住宅與輕型商業(yè)建筑的新建或翻修，尤其適合用于木結(jié)構(gòu)建筑物，可任意控制澆注層的厚度（最大可達(dá)75mm）。與其它自流平砂漿相比，其造價(jià)低、施工的勞動(dòng)強(qiáng)度較少。此種砂漿更適用于作為地下輻射采暖裝置（水熱或電熱）的包覆層。當(dāng)澆注層的厚度較大時(shí)，使用過(guò)程中有較好的隔音效果。在水泥基自流平砂漿中尚無(wú)與之類似的產(chǎn)品。

    ?    ?三個(gè)品牌的石膏基自流平砂漿硬化體均不宜在潮濕環(huán)境內(nèi)使用。

    ?    ?自流平石膏具有非常廣闊的發(fā)展空間，歐洲自流平石膏第一大供應(yīng)商，年產(chǎn)量70萬(wàn)噸，產(chǎn)品銷售到15個(gè)國(guó)家。幾年前，我國(guó)石膏大部分用于水泥緩凝劑、紙面石膏板，石膏砌塊等領(lǐng)域，很少應(yīng)用于石膏自流平砂漿。自2015年以來(lái)石膏基自流平砂漿在上海、濟(jì)南、青島等地已經(jīng)有樓盤陸續(xù)開始使用，但總量仍然很少。

    ?    ?4 、總結(jié)

    ?    ?（1）美國(guó)石膏的消費(fèi)量在增加，且天然石膏的使用量也在逐步增加，石膏價(jià)格也在上升。

    ?    ?（2）美國(guó)石膏板的價(jià)格與產(chǎn)能利用率有直接的關(guān)系，且目前，美國(guó)石膏板消費(fèi)正處于穩(wěn)步增長(zhǎng)階段。

    ?    ?（3）玻纖氈石膏板問(wèn)世之初，即被證明它是一種有價(jià)值而又可靠的建筑材料，具有普通石膏制品不具備的優(yōu)越性能，在我國(guó)具有發(fā)展空間。

    ?    ?（4）石膏基自流平砂漿在美國(guó)、歐洲等地已經(jīng)具有很大、很成熟的應(yīng)用市場(chǎng)；而在我國(guó)屬于起步狀態(tài)，相關(guān)生產(chǎn)單位和科研單位已經(jīng)開始在該領(lǐng)域謀求發(fā)展，未來(lái)將會(huì)有極大的發(fā)展空間。