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新型建筑材料的应用现状与发展前景

来源:未知
 

 

摘要:对新型建筑材料进行了综述, 以纳米技术、泡沫混凝土材料、聚乙烯闭孔泡沫板为例介绍了新型建筑材料的应用现状, 指出了新型建筑材料将向着可再生、智能化、环保以及复合多功能的方向发展, 为新型建材在建筑工业领域的生产发展提供了参考。
 
  关键词:建筑材料,纳米技术,泡沫混凝土
 
  随着科学技术的进步和建筑水平的提升,建筑材料获得了蓬勃发展,并成为拉动我国国民经济发展的重要产业,据统计,我国建筑材料消耗费用占总消耗费用50%以上,是我国经济的重要支柱,但同时作为一个高消耗产业,消耗了全国近1/2的钢筋和水泥,且建筑材料的品种与质量严重影响着土木工程建筑的安全性、适用性和耐久性等各种性能。按照国际经验和我国目前建筑与工业用能水平发展预测,到2020年,我国建筑能耗占我国能源消耗总量将达到35%左右。因此,建筑能耗问题已成为当前迫切需要解决的问题。在此背景下,新型建筑材料占据愈来愈重要的地位[1]。
 
  新型建材种类含有新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰装修材料四大类[2]。和传统建筑材料相比,新型建筑材料具有高强、轻质、节地、能耗和环境污染小、更加符合我国基本国策的特点。据调查,采用新型建材可使有效使用面积增加10%,建筑自重减轻40%,并且能够有效提高抗震能力[3]。在使用过程中,其耐久性、耐腐蚀性以及力学性能均有很大的提升,并能很好地满足使用者在使用过程当中对经济性、安全性和舒适性的相关要求。因此,新型建材是研究人员和专业人士一直以来的关注焦点。目前,经过了三十多年的发展,我国新型建材已大致完成了从无到有、从小到大的发展过程,在研发、计划、生产、流通和使用等方面日益完善。在市场需求之下,新型建材被广泛需求和使用。
 
  1 新型建筑材料的简要介绍
 
  1.1 新型墙体材料
 
  新型墙体材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、炉渣和竹炭等为主要原料,不同于传统的砖瓦、灰砂石等墙体材料,新型墙体材料的品种多样丰富,包含有砖、块、板,如掺废料的粘土砖、非粘土砖、加气混凝土、轻质板材等。通常这些新型墙体材料具有承重性能好、保温隔热、质量轻质、环境友好等特点,且装配简单方便、厚度小、具有较大的使用空间,现已成为土木建筑工程中使用最为广泛的一种墙体材料。
 
  1.2 新型防水密封材料
 
  新型防水密封材料是在目前的防水密封技术中的一种常见建筑材料。具有各项优良性能,一般来说,单层新型防水卷材就可代替传统的二毡三油防水结构,新型防水密封建材同时具有很好的力学性能,高伸长率和断裂强度使得建材可以适应巨大的温差、火灾和地震等因素,从而大大延长了建筑的使用寿命。此外,新型防水密封材料还具有良好的耐高温、低温以及耐老化的性能,良好的粘结性和冷施工特点大大提升了施工效率、缩短工期、减少了环境污染并且提高了防水结构层的整体性。综上,新型防水密封材料的使用可以适应不同的防水防潮工程,提高建筑物抗老化能力并延长使用年限。
 
  1.3 新型保温隔热材料
 
  通常新型保温隔热材料具有轻质、多孔的特点,可分为有机材料与无机材料两种,相比较而言,新型有机保温隔热材料的保温性能更佳,而后者的耐久性更好。在目前市场消费当中,有机类保温隔热材料的应用占比高达60%左右,无机类则仅占比5%左右,处在被替代的边缘。此外,复合类新型保温隔热材料的前景也日益开阔,占比可达35%左右。目前,在我国应用较多的是以岩棉、玻璃纤维和有机泡沫为主的新型保温隔热材料,符合低碳经济、绿色环保的主旋律,广受居民喜爱。
 
  1.4 新型装饰装修材料
 
  这类建材表面平滑、质密,具有环保、节能、防火、无毒害等优点。新型装饰装修材料的工业生产,自动化程度高,格局可随意改变,在生产过程中运行安全稳定,彻底改变了以往采用模具浇筑的许多弊端,自组装程度化高,具有生产原料来源广泛、生产工艺简单快捷、能耗低等特点。此外,部分新型装饰装修材料具有高效吸光和调节空气湿度的能力,可净化空气,改善室内室外环境,因而被广泛应用。
 
  2 新型建筑材料的应用
 
  随着科技的发展、社会的进步,人类对舒适美好、绿色经济的生活环境不断追求,各类型建筑基础设施日益庞大,“新材料、新能源”的使用是我国未来发展的必然趋势。建筑行业作为我国的主导经济形势,对国民经济的增收有着至关重大的影响[4],新型建筑材料的优良性能使其在建筑行业得到广泛认可和应用。现就纳米材料、泡沫混凝土以及聚乙烯闭孔泡沫板材举例展开浅析。
 
  2.1 纳米技术的应用
 
  2.1.1 纳米技术在保温隔热材料中的应用
 
  在我国节能减排方针的指导下,建筑体的保温性能日益被重视,传统材料聚氨酯、石棉等均有致癌、含毒害等缺点。而将纳米技术应用于保温隔热材料当中,则可以有效地减少这些弊端,例如以无机硅酸盐为基料经高温高压纳米功能材料改性,得到的新型保温隔热材料无毒害,且具有很好的保温隔热性能,同时也是一种绿色经济的保温隔热材料。
 
  2.1.2 纳米技术在防水密封材料中的应用
 
  防水密封材料一般由炭黑加入胶结料中制得,且具有易老化、耐腐蚀性和耐候性较差的弊端,而纳米材料则可很好的解决以上诸类问题。目前,北京建筑学科学研究院成功研制了纳米防水密封卷材,该材料具有良好的密封性、韧度、抗老化能力以及良好的光、热稳定性等。纳米防水密封卷材在海洋工程、水利堤坝、建筑顶面、地下室和防潜工程中均具有广阔的应用前景。
 
  2.2 泡沫混凝土材料的应用
 
  混凝土作为现代建筑工业使用最多的材料之一,对建筑物的质量起着决定性的作用。随着科技的不断进步与发展,传统混凝土在材料性能或价格成本上均已不能满足现代化工程的需要。基于此,泡沫混凝土作为一种新型建材被研制生产。泡沫混凝土属“多孔式”的建筑材料,结合了机械处理方法把泡沫剂水溶液制备为泡沫,并将泡沫融合在硅、钙质、水等组合材料中,具有密度低 (较传统材料减轻20%~30%) 、保温效能显着、耐火耐高温和绿色经济等特点。其自身的优良性能也决定了使用价值,泡沫混凝土工程造价成本低,将其应用在建筑表层可发挥理想的温控作用,使得室内冬暖夏凉,此外,泡沫混凝土在道路桥梁、加固填补等工程中,其坚固耐用,性能优越的特点也得到广泛认可[4]。
 
  2.3 聚乙烯闭孔泡沫板的应用
 
  化学交联聚乙烯发泡 (PE发泡) 具有其他材料不具备的优异特性,包括有复原率强、无吸水、耐冲击、耐候耐化学药品等。由PE发泡制得的聚乙烯闭孔泡沫板是一种新型墙体材料,具有可重复利用、轻质高强、吸湿率低、高温不融化和低温不脆断的优良性能。以聚乙烯闭孔泡沫板夹彩钢板可得到环保节能、快捷高效的墙体板材。由此制得的彩钢板活动房运移方便、搭接快捷、稳定性好、保温性能显着,可在工厂或现场搭接,既不破坏环境又绿色环保,使用价值和观赏价值齐具。
 
  3 新型建筑材料的发展前景展望
 
  随着城市人口的日益增多,人类对结构建筑的要求不断增加。新型建筑材料的发展作为国家实施创新驱动战略、新型城镇化发展目标的重大要求,是建筑业实现转变经济发展方式和可持续发展战略的必然选择,也是我国建筑实现提质增效、转型升级的必由之路。
 
  3.1 可再生资源发展建材
 
  目前,资源限制已经越来越严重,我国作为一个人均资源仅为世界人均资源1/4的国家,采用可再生资源生产建材成为我国发展新型建材的不二选择。当前我国生活垃圾和工业废料年产量惊人,将这些废品变废为宝,回收加以二次利用,并以此加工生产成新型建筑材料,不仅可以减少资源损耗和环境污染,同时也可实现环保生态和经济的可持续发展。通过在保证产品成品率和降低生产原料损耗的前提下,充分利用回收资源,采用少污染的生产技术,从而开发出无毒害、绿色、节能、环保和社会效益好的新型建材。
 
  3.2 新型智能材料发展建材
 
  智能化材料是指具有自我诊断和破坏预告、自我调节与修复、可重复利用的材料。当该材料内部发生结构或承载力的改变时,可将材料的内部状况显示出来并进行自我调整[5]。新型智能建筑材料是具有新型建筑功能的材料,通过人们发出的指令做出反应并与人们进行交流,让人们生活在更加愉悦的生活环境当中。目前,这种新型智能建筑材料还尚未普及,但是随着建筑行业的发展与社会的进步,其在楼宇智能化当中的应用势在必行,是建筑领域的发展趋势所在。
 
  3.3 环保材料发展建材
 
  随着人们对生活环境意识的增强,人们对于居住环境经济性、安全性和舒适性的要求也越来越高。传统的建筑材料对居民的生活中尚存在一些负面影响,难以达到居民的要求,因此逐渐被淘汰。建材相关管理部门应结合不同的地区与建筑类型,推进绿色环保建材的研发和生产,同时也应强化各部门间的合作,制定并落实新型建材在应用和管理方面的规程,解决当前新型环保材料在研发和生产应用当中的各个问题,建设环境友好型的建材市场。
 
  3.4 复合多功能材料发展建材
 
  随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,人们对建筑的认知越来越高,因此,复合多功能建材横空出世。复合多功能建材是指在满足建材的主要功能的前提下,同时兼具其他各种优良性能。在生产过程中,通过新材料与新技术相结合,融合轻质高强、防水防潮、耐火耐高温、抗腐蚀能力强等多种优点,配套微电子技术和高科技技术,在性能、用途、功能、安全和舒适度上做出重大突破,实现对现代化建筑的调控和完善,更加符合世界发展趋势和人类生活需要。
 
  结语
 
  我们对新型建筑材料的优点和应用现状有了简要的了解,新型建筑材料顺应了经济环保、绿色节能的发展趋势,代表了建筑行业的未来发展前景,已成为人势所趋。经过了三十几年的发展,新型建筑材料已成为体系完备、品种多样、规划清晰、产品配套能力强、具有明显的竞争力的建筑材料,在市场中占据极其重要的地位。随着我国可持续发展战略的推进和建筑领域的发展,新型建筑材料必将以其独特的优势在建筑行业大放异彩,促进人类的发展与进步。
 
  参考文献
  [1]刘奕燎, 李永鸿.“智能型”建筑膜在建筑节能改造中的应用[A]. 2014年中国玻璃行业年会暨技术研讨会论文集[C].2014:428-434.
  [2]新型建筑材料行业“十五”规划[J].新型建筑材料, 2002 (8) :18-25.
  [3]于海霞.新型建材行业现状分析与展望[J].内蒙古水利, 2006 (3) :90-92.
  [4]赵晓雷.论泡沫混凝土的优点与具体运用[J].建材发展导向 (下) , 2011, 9 (1) :107.
 

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