新型建筑材料的意义

新型建筑材料发展的必要性建筑材料是建筑工程的基础，建筑材料工业是国民经济的重要基础工业之一，它用量大，经济性强，直接影响工程的总造价。一般住宅类建筑工程的材料费用约占到总造价的50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。1.2发展新型建筑材料的意义发展新型建材、推广节能建筑是保护耕地资源的需要。中国房屋建筑材料中70%是墙改材料，其中粘土砖仍占据主导地位，而生产粘土砖的粘土资源则又是相对较优质的粘土。从中国耕地资源条件看，全国耕地只占土地面积的13%，目前人均耕地1.43亩，为世界平均值的约1/3。耕地资源紧张，且优质耕地少，后备资源严重不足已是不争事实。开发建材新产品，为推广节能建筑开辟了一条可行之路。发展新型建材、推广节能建筑是缓解能源紧张的需要。建材工业是和建筑业密不可分、相互依存的行业，两者已一并列入国民经济发展的支柱产业。从市场角度看，建筑业是建材业的最终用户，建材行业产品的77.3%用于建筑业。目前，中国每年建成的房屋面积高达16亿－20亿平方米，但新建筑中95%以上仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3倍左右，中国建筑能耗已占全国能源消耗的近30%。如果建筑节能工作仍维持目前状况，到2020年建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤，仅空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷发电。因此，大力发展建筑节能刻不容缓。发展新型建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑的重要前提。以矿业加窑业为产业特征的传统建材业，目前尚属资源、能源消耗型产业。中国建材行业万元产值耗煤2.7吨、消耗矿山资源逾100吨，是发达国家平均水平的1.5倍－2倍；年能源消耗总量为2.4亿吨标准煤，矿产资源消耗近40亿吨，居全国各行业前列。就总量平均而言，主要建材产品单位能耗高于世界先进水平150%。目前，煤、电、油以及原材料的紧张已成为制约行业发展的突出问题。如何减少能源和资源的消耗，最大限度地提高能源和资源利用效率，同时减排降污，保护环境，使建材产业和建筑业成为节能、节水、节材、节地的可持续发展的现代化产业，已成为各级政府需要认真研究和解决的一个重要课题。二、工程中新型建筑材料应用2.1几类混凝土在基础建筑工程中的应用（1）高强混凝土。在混凝土高强度化的应用中，高强预应力混凝土管桩（简称PHC管桩即高强混凝土）就是在基础工程中的应用的建筑材料之一。PHC管桩生产采用掺高效减水剂、强制搅拌、高速离心和“蒸养-压蒸”二次养护方式，桩身混凝土强度等级超过C80,具有强度高，单桩承载力大，耐打性好，设计选用灵活方便，成桩质量可靠，对桩端持力层起伏变化较大的地质条件适应性强，施工速度快，检测时间短，监理方便，现场管理简单，综合经济效益指标好等优点，在许多工程中得到了成功应用。（2）纤维混凝土。纤维混凝土是一种新型的多相复合建筑材料，它通常根据工程结构不同及使用环境和条件在水泥基体中掺入钢纤维、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、高密度聚乙烯纤维、尼龙纤维等材料，以改善并提高混凝土的抗裂、抗拉、抗弯强度和抗渗防水性能，增强其抗冲击及抗震能力，已受到工程界的极大关注并在不断的工程实践过程中得到越来越多的肯定。（3）混凝土膨胀剂。混凝土膨胀剂（简称UEA）是由硫铝酸钙熟料或硫酸铝熟料、天然明矾石和石膏共同磨细而成的一种特殊外加剂。它内掺（替换水泥率）6%-12%于混凝土中拌制成的补偿收缩混凝土，具补偿收缩、强度、抗渗和抗冻性能良好的优点。灌注桩膨胀剂（简称PEA），是由铝酸盐、硫酸铝盐、石膏和有机外加剂磨制而成的粉状物。PEA掺入水泥后，由于水化作用形成大量的膨胀性结晶水化物-钙矾石，使混凝土产生体积膨胀。通过混凝土桩径向膨胀作用，提高了桩与土层的摩擦阻力。而PEA桩的竖向膨胀作用，也提高了桩尖的极限强度。这一径向和竖向膨胀综合效应，使PEA桩垂直和水平承载能力都得到提高。水泥中掺入20-25%的PEA,单桩承载力提高25%-35%.基础工程的实践证明采用PEA桩能节省投资，大大缩短桩基工工期，同时可节省工程用电、用水，具有显着的社会和经济效益。（4）喷射混凝土。喷射混凝土是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂、粘稠剂）按一定比例拌合后装入喷射机中，借助压缩空气吹至喷嘴处与水混合，然后喷向岩壁并在短时间内与岩壁粘结的一种混凝土支护结构。采用喷射混凝土护壁由于不需支设模板，工艺简单，施工方便，工期短，经济效益显着。（5）高性能混凝土。高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土混凝土而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。高性能混凝土的拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，便于浇筑密实；在凝结硬化过程中和硬化后体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小，并同时具备低成本经济合理性。2.2新型墙体材料经过近30年的自我研制开发及引进国外生产技术和设备，我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1％，与工业发达国家相比，相对落后40～50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够，缺乏具体措施保护土地资源，以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低，使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。要想新型墙体材料占墙材总量的比例上升，重点是建设上档次、上水平、上规模的主导产品生产线。空心砖重点发展利用废渣的掺加量、高空洞率、高保温性能、高弧度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖混凝土砌块，重点发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块。重点发展机械化挤压式生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材，并配合建设部门推广应用轻钢结构体系，发展各种装配式条板。新型墙体材料品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在决的墙体材料中据点地比便仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。新型建筑墙体材料共分6类：（1）非粘土砖，包括孔洞率大于25%非粘土烧结烧结多孔砖和空心砖，混凝土空心砖和空心砌块，烧结页岩砖；（2）建筑砌块，包括普通混凝土小型空心砌块，轻集料混凝土小型空心砌块，蒸压加气混凝土砌块和石膏砌块；（3）建筑板材，包括玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板，纤维增强低碱度水泥建筑平板蒸压加气混凝土板，轻集料混凝土条板，钢丝网架水泥夹芯板，石膏墙板，金属面夹芯板，复合轻质夹心隔墙板、条板；（4）原料中掺有不少于30%的工业废渣、农作物秸秆、垃圾、江河淤泥的墙体材料产品；（5）预制及现浇混凝土墙体；（6）钢结构和玻璃幕墙。新型建材墙体材料与传统粘土实心砖相比，在技术层面上很多性能具有很大优势。其特征主要有以下几个方面：保温隔热性能好；防渗水性好；隔音性能较好；能耗低；原料使用量少；强度等级高；自重轻；有利于地基处理和抗震。另外，新型建筑墙体材料可以缩短工期、节省砂浆、从而增加使用面积等，其中相当一大部分品种属于绿色建材。2.3保温隔热材料所谓保温隔热材料（由称绝热材料）是指对热流具有显著组抗性的材料或材料复合体，是以减少热损失为目的，通常情况下导热系数小于0.14W/（m.k）的材料1980年以前，我国保温材料的发展十分缓慢，为数不多的保温材料厂只能生产少量的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、矿渣棉、超细玻璃棉、微孔硅酸钙等产品，无论从产品品种、规格还是质量等方面都不能满足国家建设的需要，与国外先进水平相比，至少落后了30年。改革开放以来，我国保温隔热材料有了长足的进步，已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系，主要体现在材料轻质化、功能多样化。节能利废型和产品生产与应用绿色化。在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时，更强调有针对性使用保温绝热材料，按标准规范设计及施工，努力提高保温效率及降低成本。改革开放以来，我国保温隔热材料有了长足的进步，已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系。①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业，约占产量的80％，而在我国建筑业市场尚未完全打开，其应用仅占产量的10％。②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高，产品质量不够稳定。③科研投入不足，应用技术研究和产品开发滞后，特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢，严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作，是发展新型建材工业的当务之急。我国保温材料工业经过30多年的努力，特别是经过近20年的高速发展，不少产品从无到有，从单一到多样化，质量从低到高，已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业，技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到90年代国际先进水平。但由于我国保温材料工业起步晚，总体技术和装备水平较低，在建筑领域的应用技术有待完善，在很大程度上影响了保温材料的推广应用。近年来，保温材料工业重复建设现象严重，全国各地蜂拥而上，几年间上百条生产线投产，而在应用领域的开发上却投入不多，造成了目前投资效益低，供过大于求的局面。我国保温材料与工业发达国家相比主要差距是：①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业，约占产量的80％。而在我国建筑业市场尚未完全打开，其应用仅占产量的15％；②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高，产品质量不够稳定；③科研投入不足，应用技术研究和产品开发滞后，特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢，严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作，是发展新型建村工业的当务之急。2.4防水密封材料防水密封材料是指防止雨水、地下水、工业和明勇的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸汽等侵入建筑物的材料。建筑物需要进行防水的有屋顶、墙面、地下室、地面及楼面是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料，是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展，不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求，在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。改革开放以来，我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统下的落后局面，拥有包括沥青油毡（含改性沥青油毡）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。1995年新型防水卷材产量4200万平方米，约占防水卷材产量的5%.我国防水材料基本上形成了品种门类齐全，产品规格、档次配套，工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系，国外有的品种我们基本上都有。目前我国防水材料与国外先进国家相比存在以下主要问题：一是产品结构不合理，新型防水密封材料的生产量和使用量都很小，纸胎油毡仍占防水卷材的95%；二是产品质量普遍偏低，假昌产品充斥市场；三是设计施工应用技术有待提高建筑渗漏还相当严重。防水材料工业亟待调整结构、规范市场。防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料，是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展，不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求，在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。改革开放以来，我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面，目前拥有包括沥青油毡(含改沥青油毡)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全，产品规格、档次配套，工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系，国外有的品种我们基本上都有。三、工程中新型建筑材料发展的趋势随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，因而建筑材料问题已越来越被社会各界所重视，已成为当今社会广泛关注的一个重要主题。3.1绿色建材应成为基础工程材料一是节约资源型，如粉煤灰拌合物是尽量降低天然资源消耗，充分利用工业废料作为原材料的绿色建材。二是低能耗型，如用粉煤灰等工业废渣代替粘土砖，生产相当于1000亿块实心粘土砖的新型墙体材料，可消耗工业废渣7000万吨，节约耕地3万亩，节约生产能耗100万吨标煤，达到节能利废、节约资源、保护环境的目的。三是无公害型，如国内研制成功了T31,810,X89,CD等毒副作用较低的一批环氧浆材改性胺类固化剂，无溶剂型环氧浆材、LW、HW等水溶性聚氨酯浆材等低污染或无污染的新型建材。四是可回收利用型，环保泥浆是一种高分子聚合物所组成的高浓缩性乳液稳定液，用于地下连续墙或桩基施工，具有稳定沟槽的功能，可取代传统的膨润土。3.2复合建材是基础工程材料发展的必然趋势复合建材是由两种或两种以上不同材料，通过一定的加工工艺合成一体的功能材料。现代建材大多数是复合建材，如PHC管桩、粉煤灰拌合物、纤维混凝土等都是复合建材。复合建材吸取了单一质建材的材性优势和组合建材优势互补的优点，根据使用功能的要求，选择合适的材料，通过物理或化学的手段，使不同材料复合成一种新的整体材料，既能使材料的特性得到充分发挥，又能合理地做到优势互补。如纤维混凝土中纤维的掺入可以提高混凝土的抗拉及抗冲击性能，并能有效改善混凝土的脆性，使材料更能适应时代的要求。以水泥、粉煤灰、石屑等材料构成的低强度桩为“复合地基”技术的开发，为我国地基处理技术开辟了新领域，填补了天然地基与桩基之间的空白。3.3新型建材品种的增加促