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摘要:本文對(duì)新型建筑材料的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了概括和分析,并針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)新型建筑材料的需求,對(duì)新型建筑材料的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:建筑材料;發(fā)展;分析

建筑生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),與建筑設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工和建筑經(jīng)濟(jì)一樣,是建筑工程學(xué)科的重要組成部分。建筑工程中許多技術(shù)問(wèn)題的突破和創(chuàng)新,常有賴于建筑材料的解決,新的建筑材料的出現(xiàn),又將促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的革新。由于社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,建筑材料才越出了幾千年來(lái)沿用的磚、木、石、土的限制,廣泛使用水泥和鋼材,出現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的問(wèn)世,又推動(dòng)了現(xiàn)代建筑和高層建筑的發(fā)展。而建筑技術(shù)的發(fā)展,總是不斷地對(duì)建筑材料提出更新的要求,一些具有特殊功能的材料也就應(yīng)運(yùn)而生。由此可見(jiàn)建筑材料生產(chǎn)及其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不僅對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展有重要作用,還會(huì)影響地區(qū)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度。

1新型建筑材料發(fā)展現(xiàn)狀

(1)新型墻體材料發(fā)展?fàn)顩r

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。我國(guó)新型墻體材料發(fā)展較快,1987年新型墻體材料產(chǎn)量為184.5億塊標(biāo)準(zhǔn)磚,到1997年增長(zhǎng)到1849.88億塊標(biāo)準(zhǔn)磚,新型墻體材料在墻體材料總量中的比例由4.58%上升到25.2%。

經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展,近年來(lái),我國(guó)已經(jīng)能夠自行研制開(kāi)發(fā)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(kāi)始走上多品種發(fā)展的道路,初步形成了以塊板為主的墻體材料體系,如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等,但代表現(xiàn)代工藝水平的各種新型輕板、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,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)。

(2)防水密封材料

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)防水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(kāi)放以來(lái),我國(guó)建筑防水材料獲得較快的發(fā)展。我國(guó)的防水材料早已擺脫紙?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類產(chǎn)品。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(kāi)發(fā)已初具規(guī)模的防水材料工業(yè)體系,國(guó)外有的品種我國(guó)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,目前新型防水密封材料的生產(chǎn)量和使用量都很小,制胎油氈仍占防水卷材的95%;二是產(chǎn)品質(zhì)量普遍偏低,假冒產(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)。

(3)保溫隔熱材料發(fā)展現(xiàn)狀

改革開(kāi)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。我國(guó)保溫材料不少產(chǎn)品已從無(wú)到有,從單一到多樣化,質(zhì)量從低到高,形成以膨脹珍珠巖、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。但總體技術(shù)和裝備水平仍較低,在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)也還有待完善,在很大程度上制約了保溫材料的推廣應(yīng)用。

另外,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,而在應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)上卻投入不多,造成了目前投資效益低、供大于求的局面。

目前,我國(guó)保溫材料主要存在的問(wèn)題為:市場(chǎng)應(yīng)用率低、生產(chǎn)工藝整體水平和管理水平較低、產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定、科研投入不足。特別是保溫材料在建筑中的應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)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。

(4)裝飾裝修材料發(fā)展現(xiàn)狀

建筑裝飾裝修材料品種門類繁多,更新?lián)Q代十分迅速,與人民生活水平提高和居住條件改善密切相關(guān),是極具發(fā)展?jié)摿Φ慕ㄖ牧掀贩N之一。它的品種、質(zhì)量和配套水平的高低決定著建筑物裝飾檔次的高低,對(duì)美化城鄉(xiāng)建筑、改善人民居住和工作環(huán)境有著十分重要的意義。

我國(guó)建筑裝飾裝修材料的發(fā)展,雖然起步較晚,但起點(diǎn)較高,主要生產(chǎn)能力是80年代以后引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和裝備基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。目前花色品種已達(dá)4000多種,已基本形成初具規(guī)模、產(chǎn)品門類較齊全的工業(yè)體系。1995年我國(guó)裝飾裝修材料年產(chǎn)值約為400億元。1991～1995年,我國(guó)裝飾裝修材料年遞增速度30%左右。在2000年,全國(guó)壁紙、墻布的需求量為2.5～3億m2。膠印壁紙、全天然壁布及其他功能的壁紙將進(jìn)一步發(fā)展,可基本滿足高級(jí)賓館、飯店的需要。預(yù)計(jì)到2010年,全國(guó)壁紙壁布需求量將達(dá)到4億m2以上,并有部分出口。

目前,三星級(jí)賓館的裝飾裝修材料基本可以由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)供貨,四星級(jí)、五星級(jí)賓館的裝飾裝修有30%～40%可以做到自給。建筑裝飾裝修材料產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題:一是生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模偏小,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,款色舊,檔次低,配套性差,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力弱;二是科研開(kāi)發(fā)力量不足,產(chǎn)品更新?lián)Q代能力弱,不能適應(yīng)市場(chǎng)需求;三是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,中、低檔產(chǎn)品比例大,高檔材料比重低,不能滿足高檔建筑裝飾裝修的需求。

2新型建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)

到目前為止,普通建筑物的壽命一般設(shè)定在50～100年。現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)日趨大型化、綜合化,例如超高層建筑、大型水利設(shè)施、海底隧道等大型工程,耗資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)、維修困難,因此對(duì)其耐久性的要求越來(lái)越高。此外,隨著人類對(duì)地下、海洋等苛刻環(huán)境的開(kāi)發(fā),也要求高耐久性的材料。目前,主要的開(kāi)發(fā)目標(biāo)有高耐久性混凝土、鋼骨混凝土、防銹鋼筋、陶瓷質(zhì)外壁胎面材料、弗素樹(shù)脂涂料、防蟲(chóng)蛀材料、耐低溫材料,以及在地下、海洋、高溫等苛刻環(huán)境下能長(zhǎng)久保持性能的材料。

在大空間建筑中“第五代建材”膜材料也是一種廣泛應(yīng)用的新型材料,它是由高分子聚合物涂層與基材按照所需的厚度、寬度通過(guò)特定的加工工藝粘合而成。現(xiàn)在它可以發(fā)揮極大承載力,構(gòu)筑靈活大空間,并且具有自然生態(tài)美外觀。大深度地下空間是目前為止還沒(méi)有被廣泛開(kāi)發(fā)利用的領(lǐng)域,隨著地球表面土地面積逐年減少,人類除了向高空發(fā)展外,大深度地下是一個(gè)很有潛力的發(fā)展空間。與超高層建筑相比,地下空間結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如具有保溫、隔熱、防風(fēng)等特點(diǎn),可以節(jié)省建筑能耗。

為實(shí)現(xiàn)大深度地下空間建設(shè),需要開(kāi)發(fā)能適應(yīng)地下環(huán)境要求的新型材料如藥劑材料、生物材料、土壤改良劑、水之凈化劑等。

海洋建筑與陸地建筑的工作環(huán)境有很大差別,為了實(shí)現(xiàn)海洋空間的利用,建造海洋建筑,必須開(kāi)發(fā)適合于海洋條件的建筑材料。海水中的鹽分、氯離子、硫酸根等侵蝕作用,使材料很容易被腐蝕而破壞;海水波浪不同地往復(fù)作用,對(duì)建筑物構(gòu)成沖擊、磨耗和疲勞荷載作用;海洋建筑物還要經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)、海嘯等嚴(yán)酷的氣候條件的作用;建筑在海灘、近海等軟弱地基上的建筑物,其沉降現(xiàn)象也很明顯。

這些嚴(yán)酷苛刻的環(huán)境下工作的海洋建筑物所用的材料,要求具有很高的強(qiáng)度、耐沖擊性、耐疲勞性、耐磨耗等力學(xué)性能,同時(shí)還要求具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。為實(shí)現(xiàn)這些性能,要求開(kāi)發(fā)以下新型材料:如涂膜金屬板材、耐腐蝕金屬、水泥基復(fù)合增強(qiáng)材料、地基強(qiáng)化材料等。

為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),將建筑材料對(duì)環(huán)境造成的負(fù)荷控制在最小限度之內(nèi),需要開(kāi)發(fā)研究環(huán)保型建筑材料。例如利用工業(yè)廢料(粉煤灰、礦渣、煤矸石等)可生產(chǎn)水泥、砌塊等材料;利用廢棄的泡沫塑料生產(chǎn)保溫墻體板材;利用廢棄的玻璃生產(chǎn)貼面材料等。既可以減少固體廢渣的堆存量,減輕環(huán)境污染,又可節(jié)省自然界中的原材料,對(duì)環(huán)保和地球資源的保護(hù)具有積極的作用。免燒水泥可以節(jié)省水泥生產(chǎn)所消耗的能量。高流態(tài)、自密實(shí)免振混凝土、在施工中不需振搗,既可節(jié)省施工能耗,又能減輕噪音。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

建筑材料也有向細(xì)微發(fā)展的趨勢(shì),隨著納米技術(shù)和納米材料的進(jìn)一步發(fā)展和研究,國(guó)外和國(guó)內(nèi)利用納米材料研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的建筑材料,目前主要是納米TiO2光催化生態(tài)建材。包括空氣凈化建材、抗菌滅菌建材、除臭和表面自潔建材等。

隨著人類智能化的發(fā)展,智能化材料也被人們重視和研發(fā)。所謂智能化材料,即材料本身具有自我診斷和預(yù)告破壞、自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)的功能,以及可重復(fù)利用性。這類材料當(dāng)內(nèi)部發(fā)生某種異常變化時(shí),能將材料的內(nèi)部狀況,例如位移、變形、開(kāi)裂等情況反映出來(lái),以便在破壞前采取有效措施;同時(shí),智能化材料能夠根據(jù)內(nèi)部的承載能力及外部作用情況進(jìn)行自我調(diào)整,例如吸濕放濕材料,可根據(jù)環(huán)境的濕度自動(dòng)吸收或放出水分,能保持環(huán)境濕度平衡;自動(dòng)調(diào)光玻璃,根據(jù)外部光線的強(qiáng)弱,調(diào)整進(jìn)光量,滿足室內(nèi)的采光和健康性要求。智能化材料還具有類似于生物的自我生長(zhǎng)、新陳代謝的功能,對(duì)破壞或受到傷害的部位進(jìn)行自我修復(fù)。當(dāng)建筑物解體的時(shí)候,材料本身還可重復(fù)使用,減少建筑垃圾。

這類材料的研究開(kāi)發(fā)目前處于起步階段,關(guān)于自我診斷、預(yù)告破壞和自我調(diào)節(jié)等功能已有初步成果。

生態(tài)建筑材料也在研究之中,生態(tài)建筑材料的概念來(lái)自于生態(tài)環(huán)境材料。生態(tài)環(huán)境材料的主要特征是節(jié)約資源和能源;減少環(huán)境污染,避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞;容易回收和循環(huán)利用。作為生態(tài)環(huán)境材料一個(gè)重要分支,按其含義生態(tài)建筑材料應(yīng)指在材料的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過(guò)程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào),滿足最少資源和能源消耗,最小或無(wú)環(huán)境污染,最佳使用性能,最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)的建筑材料。