新型建筑材料的意義

新型建筑材料發(fā)展的必要性建筑材料是建筑工程的基礎(chǔ)，建筑材料工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，它用量大，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，直接影響工程的總造價(jià)。一般住宅類建筑工程的材料費(fèi)用約占到總造價(jià)的50%以上，具有相當(dāng)大的比例；而且建筑材料的品種和質(zhì)量水平制約著建筑與結(jié)構(gòu)形式和施工方法。此外，建筑材料直接影響土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及適用性（經(jīng)濟(jì)適用、美觀、節(jié)能）等各種性能。因此，新型建筑材料的開發(fā)、生產(chǎn)和使用，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有重要意義。1.2發(fā)展新型建筑材料的意義發(fā)展新型建材、推廣節(jié)能建筑是保護(hù)耕地資源的需要。中國(guó)房屋建筑材料中70%是墻改材料，其中粘土磚仍占據(jù)主導(dǎo)地位，而生產(chǎn)粘土磚的粘土資源則又是相對(duì)較優(yōu)質(zhì)的粘土。從中國(guó)耕地資源條件看，全國(guó)耕地只占土地面積的13%，目前人均耕地1.43畝，為世界平均值的約1/3。耕地資源緊張，且優(yōu)質(zhì)耕地少，后備資源嚴(yán)重不足已是不爭(zhēng)事實(shí)。開發(fā)建材新產(chǎn)品，為推廣節(jié)能建筑開辟了一條可行之路。發(fā)展新型建材、推廣節(jié)能建筑是緩解能源緊張的需要。建材工業(yè)是和建筑業(yè)密不可分、相互依存的行業(yè)，兩者已一并列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。從市場(chǎng)角度看，建筑業(yè)是建材業(yè)的最終用戶，建材行業(yè)產(chǎn)品的77.3%用于建筑業(yè)。目前，中國(guó)每年建成的房屋面積高達(dá)16億－20億平方米，但新建筑中95%以上仍屬于高耗能建筑，單位建筑面積采暖能耗為氣候相近發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍左右，中國(guó)建筑能耗已占全國(guó)能源消耗的近30%。如果建筑節(jié)能工作仍維持目前狀況，到2020年建筑能耗將達(dá)到10.89億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，僅空調(diào)高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷發(fā)電。因此，大力發(fā)展建筑節(jié)能刻不容緩。發(fā)展新型建材、推廣節(jié)能建筑是改造傳統(tǒng)建材和建筑的重要前提。以礦業(yè)加窯業(yè)為產(chǎn)業(yè)特征的傳統(tǒng)建材業(yè)，目前尚屬資源、能源消耗型產(chǎn)業(yè)。中國(guó)建材行業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值耗煤2.7噸、消耗礦山資源逾100噸，是發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的1.5倍－2倍；年能源消耗總量為2.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，礦產(chǎn)資源消耗近40億噸，居全國(guó)各行業(yè)前列。就總量平均而言，主要建材產(chǎn)品單位能耗高于世界先進(jìn)水平150%。目前，煤、電、油以及原材料的緊張已成為制約行業(yè)發(fā)展的突出問(wèn)題。如何減少能源和資源的消耗，最大限度地提高能源和資源利用效率，同時(shí)減排降污，保護(hù)環(huán)境，使建材產(chǎn)業(yè)和建筑業(yè)成為節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地的可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，已成為各級(jí)政府需要認(rèn)真研究和解決的一個(gè)重要課題。二、工程中新型建筑材料應(yīng)用2.1幾類混凝土在基礎(chǔ)建筑工程中的應(yīng)用（1）高強(qiáng)混凝土。在混凝土高強(qiáng)度化的應(yīng)用中，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（簡(jiǎn)稱PHC管樁即高強(qiáng)混凝土）就是在基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用的建筑材料之一。PHC管樁生產(chǎn)采用摻高效減水劑、強(qiáng)制攪拌、高速離心和“蒸養(yǎng)-壓蒸”二次養(yǎng)護(hù)方式，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)超過(guò)C80,具有強(qiáng)度高，單樁承載力大，耐打性好，設(shè)計(jì)選用靈活方便，成樁質(zhì)量可靠，對(duì)樁端持力層起伏變化較大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，施工速度快，檢測(cè)時(shí)間短，監(jiān)理方便，現(xiàn)場(chǎng)管理簡(jiǎn)單，綜合經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)好等優(yōu)點(diǎn)，在許多工程中得到了成功應(yīng)用。（2）纖維混凝土。纖維混凝土是一種新型的多相復(fù)合建筑材料，它通常根據(jù)工程結(jié)構(gòu)不同及使用環(huán)境和條件在水泥基體中摻入鋼纖維、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、聚丙烯纖維、高密度聚乙烯纖維、尼龍纖維等材料，以改善并提高混凝土的抗裂、抗拉、抗彎強(qiáng)度和抗?jié)B防水性能，增強(qiáng)其抗沖擊及抗震能力，已受到工程界的極大關(guān)注并在不斷的工程實(shí)踐過(guò)程中得到越來(lái)越多的肯定。（3）混凝土膨脹劑?；炷僚蛎泟ê?jiǎn)稱UEA）是由硫鋁酸鈣熟料或硫酸鋁熟料、天然明礬石和石膏共同磨細(xì)而成的一種特殊外加劑。它內(nèi)摻（替換水泥率）6%-12%于混凝土中拌制成的補(bǔ)償收縮混凝土，具補(bǔ)償收縮、強(qiáng)度、抗?jié)B和抗凍性能良好的優(yōu)點(diǎn)。灌注樁膨脹劑（簡(jiǎn)稱PEA），是由鋁酸鹽、硫酸鋁鹽、石膏和有機(jī)外加劑磨制而成的粉狀物。PEA摻入水泥后，由于水化作用形成大量的膨脹性結(jié)晶水化物-鈣礬石，使混凝土產(chǎn)生體積膨脹。通過(guò)混凝土樁徑向膨脹作用，提高了樁與土層的摩擦阻力。而PEA樁的豎向膨脹作用，也提高了樁尖的極限強(qiáng)度。這一徑向和豎向膨脹綜合效應(yīng)，使PEA樁垂直和水平承載能力都得到提高。水泥中摻入20-25%的PEA,單樁承載力提高25%-35%.基礎(chǔ)工程的實(shí)踐證明采用PEA樁能節(jié)省投資，大大縮短樁基工工期，同時(shí)可節(jié)省工程用電、用水，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。（4）噴射混凝土。噴射混凝土是將水泥、砂、石和外加劑（速凝劑、粘稠劑）按一定比例拌合后裝入噴射機(jī)中，借助壓縮空氣吹至噴嘴處與水混合，然后噴向巖壁并在短時(shí)間內(nèi)與巖壁粘結(jié)的一種混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)。采用噴射混凝土護(hù)壁由于不需支設(shè)模板，工藝簡(jiǎn)單，施工方便，工期短，經(jīng)濟(jì)效益顯著。（5）高性能混凝土。高性能混凝土是指采用普通原材料、常規(guī)施工工藝，通過(guò)摻加外加劑和摻合料配制而成的具有高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性的綜合性能優(yōu)良的混凝土混凝土而成的具有高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性的綜合性能優(yōu)良的混凝土。高性能混凝土的拌合料呈高塑或流態(tài)、可泵送、不離析，便于澆筑密實(shí)；在凝結(jié)硬化過(guò)程中和硬化后體積穩(wěn)定，水化熱低，不產(chǎn)生微細(xì)裂縫，徐變小，并同時(shí)具備低成本經(jīng)濟(jì)合理性。2.2新型墻體材料經(jīng)過(guò)近30年的自我研制開發(fā)及引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，我國(guó)的墻體材料工業(yè)已經(jīng)開始走上多品種發(fā)展的道路，初步形成了以塊板為主的墻材體系，如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等，但代表墻體材料現(xiàn)代水平的各種輕板、復(fù)合板所占比重仍很小，還不到整個(gè)墻體材料總量的1％，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，相對(duì)落后40～50年。主要表現(xiàn)在：產(chǎn)品檔次低、企業(yè)規(guī)模小、工藝裝備落后、配套能力差。新型墻體材料發(fā)展緩慢的重要原因之一是對(duì)實(shí)心粘土磚限制的力度不夠，缺乏具體措施保護(hù)土地資源，以毀壞土地為代價(jià)制造粘土磚成本極低，使得任何一種新型墻體材料在價(jià)格上無(wú)法與之競(jìng)爭(zhēng)。要想新型墻體材料占?jí)Σ目偭康谋壤仙?，重點(diǎn)是建設(shè)上檔次、上水平、上規(guī)模的主導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)線?？招拇u重點(diǎn)發(fā)展利用廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高弧度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚混凝土砌塊，重點(diǎn)發(fā)展雙排孔或多排孔的保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊。重點(diǎn)發(fā)展機(jī)械化擠壓式生產(chǎn)的輕質(zhì)多孔條板、外墻復(fù)合保溫或帶飾面的裝配式板材，并配合建設(shè)部門推廣應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)體系，發(fā)展各種裝配式條板。新型墻體材料品種較多，主要包括磚、塊、板，如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材、復(fù)合板材等，但數(shù)量較小，在決的墻體材料中據(jù)點(diǎn)地比便仍然偏小。只有促使各種新型體材料因地制宜快速發(fā)展，才能改變墻體材料不合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能、保護(hù)耕地、利用工業(yè)廢渣、促進(jìn)建筑技術(shù)的目的。新型建筑墻體材料共分6類：（1）非粘土磚，包括孔洞率大于25%非粘土燒結(jié)燒結(jié)多孔磚和空心磚，混凝土空心磚和空心砌塊，燒結(jié)頁(yè)巖磚；（2）建筑砌塊，包括普通混凝土小型空心砌塊，輕集料混凝土小型空心砌塊，蒸壓加氣混凝土砌塊和石膏砌塊；（3）建筑板材，包括玻璃纖維增強(qiáng)水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板，纖維增強(qiáng)低堿度水泥建筑平板蒸壓加氣混凝土板，輕集料混凝土條板，鋼絲網(wǎng)架水泥夾芯板，石膏墻板，金屬面夾芯板，復(fù)合輕質(zhì)夾心隔墻板、條板；（4）原料中摻有不少于30%的工業(yè)廢渣、農(nóng)作物秸稈、垃圾、江河淤泥的墻體材料產(chǎn)品；（5）預(yù)制及現(xiàn)澆混凝土墻體；（6）鋼結(jié)構(gòu)和玻璃幕墻。新型建材墻體材料與傳統(tǒng)粘土實(shí)心磚相比，在技術(shù)層面上很多性能具有很大優(yōu)勢(shì)。其特征主要有以下幾個(gè)方面：保溫隔熱性能好；防滲水性好；隔音性能較好；能耗低；原料使用量少；強(qiáng)度等級(jí)高；自重輕；有利于地基處理和抗震。另外，新型建筑墻體材料可以縮短工期、節(jié)省砂漿、從而增加使用面積等，其中相當(dāng)一大部分品種屬于綠色建材。2.3保溫隔熱材料所謂保溫隔熱材料（由稱絕熱材料）是指對(duì)熱流具有顯著組抗性的材料或材料復(fù)合體，是以減少熱損失為目的，通常情況下導(dǎo)熱系數(shù)小于0.14W/（m.k）的材料1980年以前，我國(guó)保溫材料的發(fā)展十分緩慢，為數(shù)不多的保溫材料廠只能生產(chǎn)少量的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、礦渣棉、超細(xì)玻璃棉、微孔硅酸鈣等產(chǎn)品，無(wú)論從產(chǎn)品品種、規(guī)格還是質(zhì)量等方面都不能滿足國(guó)家建設(shè)的需要，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，至少落后了30年。改革開放以來(lái)，我國(guó)保溫隔熱材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已發(fā)展成為品種比較齊全、初具規(guī)模的保溫材料的生產(chǎn)和技術(shù)體系，主要體現(xiàn)在材料輕質(zhì)化、功能多樣化。節(jié)能利廢型和產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用綠色化。在發(fā)展新型保溫隔熱材料及符合結(jié)構(gòu)保溫節(jié)能技術(shù)同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)有針對(duì)性使用保溫絕熱材料，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)及施工，努力提高保溫效率及降低成本。改革開放以來(lái)，我國(guó)保溫隔熱材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已發(fā)展成為品種比較齊全、初具規(guī)模的保溫材料的生產(chǎn)和技術(shù)體系。①保溫隔熱材料在國(guó)外的最大用戶是建筑業(yè)，約占產(chǎn)量的80％，而在我國(guó)建筑業(yè)市場(chǎng)尚未完全打開，其應(yīng)用僅占產(chǎn)量的10％。②生產(chǎn)工藝整體水平和管理水平需進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。③科研投入不足，應(yīng)用技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)滯后，特別是保溫材料在建筑中的應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)多年來(lái)進(jìn)展緩慢，嚴(yán)重地影響了保溫材料工業(yè)的健康發(fā)展。加強(qiáng)新型保溫隔熱材料和其他新型建材制品設(shè)計(jì)施工應(yīng)用方面的工作，是發(fā)展新型建材工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)保溫材料工業(yè)經(jīng)過(guò)30多年的努力，特別是經(jīng)過(guò)近20年的高速發(fā)展，不少產(chǎn)品從無(wú)到有，從單一到多樣化，質(zhì)量從低到高，已形成取膨脹珍珠巖、礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纖維、硅酸鈣絕熱制品等為主的品種比較齊全的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)、生產(chǎn)裝備水平也有了較大提高有些產(chǎn)品已達(dá)到90年代國(guó)際先進(jìn)水平。但由于我國(guó)保溫材料工業(yè)起步晚，總體技術(shù)和裝備水平較低，在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)有待完善，在很大程度上影響了保溫材料的推廣應(yīng)用。近年來(lái)，保溫材料工業(yè)重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，全國(guó)各地蜂擁而上，幾年間上百條生產(chǎn)線投產(chǎn)，而在應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)上卻投入不多，造成了目前投資效益低，供過(guò)大于求的局面。我國(guó)保溫材料與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比主要差距是：①保溫隔熱材料在國(guó)外的最大用戶是建筑業(yè)，約占產(chǎn)量的80％。而在我國(guó)建筑業(yè)市場(chǎng)尚未完全打開，其應(yīng)用僅占產(chǎn)量的15％；②生產(chǎn)工藝整體水平和管理水平需進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；③科研投入不足，應(yīng)用技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)滯后，特別是保溫材料在建筑中的應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)多年來(lái)進(jìn)展緩慢，嚴(yán)重地影響了保溫材料工業(yè)的健康發(fā)展。加強(qiáng)新型保溫隔熱材料和其他新型建材制品設(shè)計(jì)施工應(yīng)用方面的工作，是發(fā)展新型建村工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。2.4防水密封材料防水密封材料是指防止雨水、地下水、工業(yè)和明勇的給排水、腐蝕性液體以及空氣中的濕氣、蒸汽等侵入建筑物的材料。建筑物需要進(jìn)行防水的有屋頂、墻面、地下室、地面及樓面是建筑業(yè)及其它有關(guān)行業(yè)所需要的重要功能材料，是建筑材料工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不僅工業(yè)建筑與民用建筑對(duì)防材料提出了多品種高質(zhì)量的要求，在橋梁、隧道、國(guó)防軍工、農(nóng)業(yè)水利和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)和領(lǐng)域中也都需要高質(zhì)量的防水密封材料。改革開放以來(lái)，我國(guó)建筑防水材料獲得較快的發(fā)展。防水材料已擺脫了紙?zhí)ビ蜌忠唤y(tǒng)下的落后局面，擁有包括瀝青油氈（含改性瀝青油氈）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產(chǎn)品。1995年新型防水卷材產(chǎn)量4200萬(wàn)平方米，約占防水卷材產(chǎn)量的5%.我國(guó)防水材料基本上形成了品種門類齊全，產(chǎn)品規(guī)格、檔次配套，工藝裝備開發(fā)已初具規(guī)模的防水材料工業(yè)體系，國(guó)外有的品種我們基本上都有。目前我國(guó)防水材料與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比存在以下主要問(wèn)題：一是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，新型防水密封材料的生產(chǎn)量和使用量都很小，紙?zhí)ビ蜌秩哉挤浪聿牡?5%；二是產(chǎn)品質(zhì)量普遍偏低，假昌產(chǎn)品充斥市場(chǎng)；三是設(shè)計(jì)施工應(yīng)用技術(shù)有待提高建筑滲漏還相當(dāng)嚴(yán)重。防水材料工業(yè)亟待調(diào)整結(jié)構(gòu)、規(guī)范市場(chǎng)。防水材料是建筑業(yè)及其它有關(guān)行業(yè)所需要的重要功能材料，是建筑材料工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不僅工業(yè)建筑與民用建筑對(duì)防材料提出了多品種高質(zhì)量的要求，在橋梁、隧道、國(guó)防軍工、農(nóng)業(yè)水利和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)和領(lǐng)域中也都需要高質(zhì)量的防水密封材料。改革開放以來(lái)，我國(guó)建筑防水材料獲得較快的發(fā)展。防水材料已擺脫了紙?zhí)ビ蜌忠唤y(tǒng)天下的落后局面，目前擁有包括瀝青油氈(含改瀝青油氈)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產(chǎn)品。我國(guó)防水材料基本上形成了品種門類齊全，產(chǎn)品規(guī)格、檔次配套，工藝裝備開發(fā)已初具規(guī)模的防水材料工業(yè)體系，國(guó)外有的品種我們基本上都有。三、工程中新型建筑材料發(fā)展的趨勢(shì)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提高，城鄉(xiāng)建筑迅速增加，因而建筑材料問(wèn)題已越來(lái)越被社會(huì)各界所重視，已成為當(dāng)今社會(huì)廣泛關(guān)注的一個(gè)重要主題。3.1綠色建材應(yīng)成為基礎(chǔ)工程材料一是節(jié)約資源型，如粉煤灰拌合物是盡量降低天然資源消耗，充分利用工業(yè)廢料作為原材料的綠色建材。二是低能耗型，如用粉煤灰等工業(yè)廢渣代替粘土磚，生產(chǎn)相當(dāng)于1000億塊實(shí)心粘土磚的新型墻體材料，可消耗工業(yè)廢渣7000萬(wàn)噸，節(jié)約耕地3萬(wàn)畝，節(jié)約生產(chǎn)能耗100萬(wàn)噸標(biāo)煤，達(dá)到節(jié)能利廢、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的。三是無(wú)公害型，如國(guó)內(nèi)研制成功了T31,810,X89,CD等毒副作用較低的一批環(huán)氧漿材改性胺類固化劑，無(wú)溶劑型環(huán)氧漿材、LW、HW等水溶性聚氨酯漿材等低污染或無(wú)污染的新型建材。四是可回收利用型，環(huán)保泥漿是一種高分子聚合物所組成的高濃縮性乳液穩(wěn)定液，用于地下連續(xù)墻或樁基施工，具有穩(wěn)定溝槽的功能，可取代傳統(tǒng)的膨潤(rùn)土。3.2復(fù)合建材是基礎(chǔ)工程材料發(fā)展的必然趨勢(shì)復(fù)合建材是由兩種或兩種以上不同材料，通過(guò)一定的加工工藝合成一體的功能材料。現(xiàn)代建材大多數(shù)是復(fù)合建材，如PHC管樁、粉煤灰拌合物、纖維混凝土等都是復(fù)合建材。復(fù)合建材吸取了單一質(zhì)建材的材性優(yōu)勢(shì)和組合建材優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)使用功能的要求，選擇合適的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的手段，使不同材料復(fù)合成一種新的整體材料，既能使材料的特性得到充分發(fā)揮，又能合理地做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。如纖維混凝土中纖維的摻入可以提高混凝土的抗拉及抗沖擊性能，并能有效改善混凝土的脆性，使材料更能適應(yīng)時(shí)代的要求。以水泥、粉煤灰、石屑等材料構(gòu)成的低強(qiáng)度樁為“復(fù)合地基”技術(shù)的開發(fā)，為我國(guó)地基處理技術(shù)開辟了新領(lǐng)域，填補(bǔ)了天然地基與樁基之間的空白。3.3新型建材品種的增加促