浅述新型材料在建筑中的应用

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  【摘 要】我国是一个建筑大国,近年来建筑产业发展尤其迅速,消耗了大量的建筑材料。与此同时,建筑产业所造成的对水资源和空气的污染、对能源和自然资源的大量的消耗也引起了人们对于环保的关注。人们开始研究开发各种新型建筑材料,以达到轻污染、高能效、节能环保的目的。本文将就各种新型材料的运用进行探讨。
  【关键词】新型建材;建筑节能;环保建材
  一、引言
  我国建材工业历史悠久,20世纪90年代前,建材产品长期处于供不应求的状态。建材工业的发展,在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境污染为代价而换来的。这种粗放型建筑材料的生产和使用造成了建材工业产业结构落后,耗能大,占地多,污染严重,且已成为我国经济协调发展的负担。
  随着技术进步和人们环保意识的觉醒,人们开始探索发展既有良好性能或功能,又对资源和能源消耗较低,并且与环境协调较好的材料及其制品。
  二、新型建材的特点
  各种新型建材的目标都是“健康、环保、安全”。与传统建材相比,新型建材一般应具备以下特点:
  1)其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。
  2)采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。
  3)在产品配制或生产过程中不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物:产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、镐、铬等重金属及其化合物的颜料和添加剂。
  4)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康。产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。
  5)产品可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物。对绿色建材的全面理解应该是生态环境材料的概念,即绿色建材应该是对材料和制品的生产全过程——包括原材料的开采、生产加工以及废弃物的回收利用全过程中的能源消耗、环境污染和资源利用进行全面考察评价后达到所要求的评价指标和材料性能的建筑材料。
  三、新型建材在实际中的应用举例
  1、外墙保温技术及节能材料
  新型墙体材料品种较多,《新型建筑墙体材料专项基金征收和使用管理办法》中将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,金属而夹芯板,复合轻质夹芯隔墙板、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。
  作为国家推广的新型建筑墙体材料,与传统粘土实心砖相比,在技术层面上很多性能具有很大的优势。其特征主要有以下几个方面:保温隔热性能好如加气混凝土砌块、钢丝网架火芯板、龙骨石膏板等;防渗水性好如砖类和砌块类墙体材料及石膏板材等;隔音性能较好如煤灰烧结砖、蒸压灰砂砖等;能耗低,新型建筑墙体材料需要的原料和能耗都比传统粘土实心砖要低很多;强度等级高;自重轻,有利于基处理和抗震。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。
  2、外墙保温技术及节能材料
  外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比,技术合理,有其明显的优越性,使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料,外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程,也适用于旧楼改造,适用于范围广,技术含量高;外保温包在主体结构的外侧,能够保护主体结构,延长建筑物的寿命;有效减少了建筑结构的热桥,增加建筑的有效空间;同时消除了冷凝,提高了居住的舒适度。 目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。(1)外挂式外保温;(2)聚苯板与墙体一次浇注成型;(3)聚苯颗粒保温料浆外墙保温。
  3、纳米技术在新型建筑材料中的应用
  纳米技术在建材领域的发展,极大地推动了新型建材的发展,主要表现在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护材料等方面。
  (1)纳米涂料的应用
  通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光洁度不够等缺陷。而纳米涂料则能较好的解决这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:①具有很好的伸缩性,能够弥盖墙体细小裂缝,具有对微裂缝的自修复作用。②具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。③具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。④纳米涂料的色泽鲜艳柔和,手感柔和,漆膜平整,改善建筑的外观等。
  (2)纳米水泥的应用
  普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其自身也存在一些固有的缺陷,使其在使用过程中不可避免地产生开裂并破坏。而纳米水泥不仅能够克服这些缺点,还能根据添加物质的不同,获得不同特性的水泥产品应用于特殊场合。例如:纳米防水水泥可以加快水泥诱导期和加速期的水化反应,改善水泥凝固的三维结构,同时提高水泥石的密实度,增强了防水性能;纳米敏感水泥可以改善水泥制品温敏、湿敏、气敏、力敏等性能。
  (3)纳米玻璃的应用
  普通玻璃在使用过程中会吸附空气中的有机物,形成难以清洗的有机污垢,同时,水在玻璃上易形成水雾,影响可见度和反光度。而通过在平板玻璃的两面镀制一层TiO2纳米薄膜形成的纳米玻璃,则能有效的解决上述缺陷,同时TiO2光催化剂在阳光作用下,可以分解甲醛、氨气等有害气体。此外纳米玻璃具有非常好的透光性以及机构强度。将这种玻璃用作屏幕玻璃、大厦玻璃、住宅玻璃等可免去麻烦的人工清洗过程。
  (4)纳米技术在陶瓷材料中的应用
  陶瓷因其具有较好的耐高温以及抗腐蚀性以及良好的外观性能而在工程界得到了广泛的应用(如铺贴墙面的瓷砖),但是陶瓷易发生脆性破坏,因而在使用过程中也受到了一定的限制。使用纳米材料开发研制的纳米陶瓷则具有良好的塑性性能,能够吸收一定量的外来能量。纳米陶瓷将作为防腐、耐热、耐磨的新材料在更大的范围内改变材料的力学性质,具有非常广阔的应用前景。
  (5)纳米技术在防水和保温材料中的应用
  纳米防水材料能够很好地兼顾到强度、韧性、抗老化性以及光稳定性、热稳定性等性能。经高温高压纳米功能材料改性而成的保温材料不仅具有很好的保温效果,同时对人体也无损害,是一种绿色环保保温材料。
  四、结语
  随着新型建筑材料的发展及其在建筑中的广泛应用,人们需要不断在实践中不断完善这些材料,紧跟世界各国的发展步伐。在中国的城镇化的发展浪潮中,要应用新技术新思维,在保护环境节约资源的同时快速有效地实现国家的战略目标,为“中国梦”的实现努力奋斗。
  参考文献:
  [1] 邓钫印.建筑工程防水材料手册[M].北京:中国建筑工业出版社.
  [2] 魏志强,王政军,乔红霞等.纳米技术在建筑材料中的发展与应用[J].中国粉体技术.
  [3] 严捍东.新型建筑材料教程,2005.
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