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但是,虽然土坯具有这样的优点,可还是遭到了人们的抛弃。因为现代建筑已经不能仅仅满足居住的功能了,现代建筑是人类技术进步的集合体。除了保温、吸湿、透气这些功能要求之外,还有高强、轻质、防水、防火、防腐、采光、吸音、装饰性以及利于快速装配化施工等等其他重要要求向建筑材料提出来。因此,现代新型建筑材料首先就必须具备时代价值,必须适合现代建筑的要求以及现代人类的审美。现代建筑材料以不同方式进行组合、复合后可以达到比土坯更好的性能,更加适用于现代化建筑的要求!玻璃作为一种建筑材料就因为其适合时代的要求而普遍存在了。纵观历史,建筑物的形式和内容都是在不断改变着的过去。
“我国的建筑材料工业,长期以来处于品种单调、技术落后的状态。其标志就是小块实心黏土烧结砖在我国各类墙体材料中仍然占居近95%的高比例。我国是个人口众多的,可耕地面积相对较少的国家,保护耕地关系到子孙后代。我国推出了建筑材料改革系统工程,主要目标之一就是如何尽量限制小块实心黏土砖的发展,加速采用及开发新型建筑材料并改造建筑物的功能。”中国描写一座宏伟建筑的用词是青砖碧瓦、合抱大柱、雕梁画栋等等。在西方,石砌的古建筑表现出凝重高贵的风格。尽管今天每当人们看到这些建筑时仍不免衷心赞美,深深为当时建筑大师们付出的难以想象的繁重劳动而赞叹、敬佩。但是,事情仅此而已。今天没有人会再想去建造那样的房屋了,因为它只适合观赏,而不完全适合现代建筑。
二、绿色、环保
优良舒适的居住环境历来是人们孜孜以求的生活目标之一,丰富多彩的建材产品不仅使我们广厦万间的追求成为现实,更为人们从“居者有其屋”向“居者优其屋”的转变提供了坚实的物质基础。
然而,享受现代物质文明的同时,我们却不得不面临着一个严峻的事实:资源短缺,能源耗竭,环境恶化等问题正日益威胁着人类自身的生存和发展。而建筑材料作为能耗高,资源消耗大,污染严重的工业产业,在改善人居住环境的同时,对人类的环境污染负有不可推卸的责任。因而,如何减轻建筑材料的环境负荷,实现建筑材料的生态化,成为21世纪建材工业可持续发展的重要课题。
绿色建筑材料是指对人体及周边环境无害的健康型、环保型、安全型的建筑材料。与传统建筑材料相比绿色建材主要有以下特点:(1)生产原料尽可能少利用天然材料,尤其是不可再生材料。(2)低能耗的生产工艺和无污染的生产技术。(3)建筑产品生产过程不得添加使用甲醛、卤化物、芳香烃等,不得使用含汞及其化合物、镍、铬及其化合物的颜料和添加剂。
在日益发达的物质社会里,新型建筑材料的生态化考虑显得尤其重要。建筑材料所造成的环境污染建筑材料从原料采掘到生产使用直至废弃的全生命周期中造成大量的环境污染,在我国,每生产1t普通硅酸盐水泥熟料要排放1tCO2,0.74kgSO2向大气中排放130kg粉尘,建筑材料在生产和使用过程中还会产生噪声污染、水污染、玻璃幕墙的光污染、矿渣岩石的放射性污染、化学建材的化学污染、建筑物拆除后的建筑垃圾等多种环境问题。建筑材料与环境的协调性当然建筑材料与环境之间也有着某种程度的协调性。许多建筑材料本身就具有一定的环保性。例如抗菌建材、空气净化建材等。建筑材料也是消纳废弃物的大户,大部分固体废弃物都可用于建筑材料的生产中。例如粉煤灰、矿渣可作为水泥和混凝土的掺和料,煤矸石已普遍用于制作烧结砖,甚至于一些有毒可燃废弃物及垃圾可作为燃料用于煅烧。随利用建筑材料实现固体废弃物的再生资源化将成为环境保护的重要途径之一。
随着科学技术的发展、社会的进步,人类越来越追求舒适、美好的生活环境,各种社会基础设施的建设规模日趋庞大,建筑材料越来越显示出其重要地位。新型建筑材料发展也有了广阔的天空,只有掌握新型建筑材料的特点,才能有的放矢的研究、生产。
参考文献:
[1]郑迎朝,李富.新型建筑材料的商业发展前景.中国科技信息,2008,4.
[2]叶萌.未来建筑材料展望.中华建设,2007,4.
[3]丁大钧.砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4]魏鸿汉.建筑材料[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[5]唐岱新.砌体建筑的发展和应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001.
1行业发展状况分析
新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,从1979年到2008年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过30年的发展,我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,全国新型建材企业星罗棋布在市场需求的带动下,已经形成了全国范围的新型建材流通网;大部分国外产品我国已能生产,星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给;不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展,为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。
1.1新型墙体材料发展状况
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~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。
1.2保温隔热材料
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,全国各地蜂涌而上,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。
1.3防水密封材料
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。
1.4装饰装修材料
建筑装饰装修材料品种门类繁多,更新换代十分迅速与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关,是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低,对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。
我国建筑装饰装修材料的发展,虽然起步较晚,但起点较高,主要生产能力是在80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。目前花色品种已达4000多种已基本形成规模、产品门类较齐全的工业体系。
2发展新型建材及制品是可持续发展战略的要求
随着国民经济的发展和人民生活水平的逐步提高,人们对居住和工作场扬要求也不断提高。许多国家的经验证明,它是经济发展和社会进步的必然趋势。建筑业的进步不仅要求建筑物的质量、功能要完善,而且要求其美观且无害人体健康等。这就要求发展多功能和高效的新型建材及制品,只有这样才能适应社会进步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以显著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面积,提高抗震能力,便于机械化施工和提高施工效率,而且同等情况下可以降低建筑造价。采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面积近10%,减轻建筑自重以上,有效提高抗震能力。因此,发展新型建材及制品是社会进步和提高社会经济效益的重要一环。
3新型建材及制品发展展望
按照建材工业“由大变强,靠新出强”跨世纪发展战略的要求,发展新型建材将着重在新字上做文章,促进产业结构的调整。
3.1部分新型建材产品预测
3.1.1防水密封材料。全国新型防水卷材产量达到万8300万m2,市场占有率达到20%,全国城镇永久性建筑采用新型防水材料达60%,到2010年,全国新型防水建材产量将达到215亿m2,市场占有率达到50%,城镇永久性建筑采用新型防水材料将达到80%。
3.1.2保温隔热材料。预计到2010年,全国保温材料需求量为:岩(矿)棉60万t,玻璃棉10万t,膨胀珍珠岩万t,硅酸铝纤维8万t。
3.1.3矿棉吸声板。预计到2010年全国矿棉吸声板需求量为4000~5000万m2,产品品种、质量和数量不但可以满足国内市场需要,而且将有部分产品出口。
3.1.4装饰石膏板。预计到2010年,全国装饰石膏板需求量为1400万m2。石膏板2000年需求量约8000万m2左右。
3.1.5建筑涂料。预计到2010年,全国建筑涂料需求量将达到160万t。
3.1.6塑料异型材和门窗。预计到2010年,全国塑料异型需求量为50~60万t,可组成塑料门窗2500~3500万m2。
3.2新型建材行业发展重点
新型建材将成为中国第十五计划期间,新型墙体材料占墙体总量的比例将由“十五”末期的25%增长至35%。
重点是建设上档次、上水平、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、高强度的承重多孔砖、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、孔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,朝着功能化、高档化、无害化方向发展,做到新颖、美观、实用、方便。
4对策与建议
4.1确定新型建材及制品发展的主导产品,加强结构调整的导向工作
新型墙体材料以节能、节地、利废和改善建筑功能为目的,大力发展各种轻质板材和砼砌块,开发承重复合墙体材料。防水材料重点发展改性沥青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、聚氨酯密封材料;保温材料重点发展建筑用矿物棉、玻璃棉制品;装饰装修材料重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料、复合仿木地板等一些适销对路的产品门窗重点发展塑料门窗,并注意解决好款式新颖、功能各异的设计和高档五金件的开发配套。
4.2加大科研开发的力度,提高技术装备水平
结合不同地区、不同建筑类型,以新型墙体材料为重点,瞄准有市场前景的新产品、新技术,在引进、消化、吸收国外先进技术装备的基础上,研究开发适合我国国情的新工艺、新技术和新装备。重点围绕尽可能少用天然资源,降低能耗并大量使用总收入弃物作原料;尽量采用不污染环境的生产技术;尽量做到产品不仅不损害人体健康而应有利人体健康;加强多功能、社会效益好的产品开发。
近期应加强中高档外墙涂料的研制和开发,注重承重的复合墙体材料、保温材料在建筑上的应用研究,促进产品的系列化、配套化开发,另外还应加强功能建材和绿色建材的研究和开发,优化产品结构。
4.3加强产品在工程技术应用的研究,加快新型建材及制品的应用步伐
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2011.4
常用建筑装饰铝合金材料种类及其特征性
——铝合金材料种类及其特征
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常州工学院
摘要:铝是一种比较年轻的金属, 其整个发展历史也不过200年, 而
有工业生产规模仅仅是20世纪初才开始的。但是由于一系列优良特性,以及高的回收再生性,因此,在工程领域内, 铝一直被认为是“机会金属”或“希望金属”, 铝工业一直被认为是“朝阳工业”。发展速度非常快, 铝材已广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文体卫生等行业, 成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料。在国防军工现代化、交通工具轻量化和国民经济高速持续发展中
占有极为重要的地位, 是许多国家和地区的重要支持产业之一。特别是当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全等问题的严峻挑战, 加速发展铝工业及铝合金材料加工技术更有着重大的
战略意义。
关键词:铝合金概念用途分类特性应用
一、铝合金概要
以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
铝合金的用途也非常广泛。铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的,如铝—锰合金、金、铝—锌—镁比纯铝具有性能:易加性高、用范装饰效
色丰富。铝合金分硬铝、超硬铝等种类,各种使用范围,并有各自的代号,以供使
铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合
—铜系超硬铝合金。铝合金
更好的物理力学
工、耐久
适围广、果好、花为防锈铝、类均有各自的用者选用。
而且铝合金仍然保持了质轻的特点,机械性能明显提高。铝合金材料的应用有以下三个方面:一是作为受力构件;二是作为门、窗、管、盖、壳等材料;三是作为装饰和绝热材料。利用铝合金阳极氧化
处理后可以进行着色的特点,制成各种装饰品。铝合金板材、型材表面可以进行防腐、轧花、涂装、印刷等二次加工,制成各种装饰板材、型材,作为装饰材料。
铝合金是应用最广的一种防锈铝,它的强度不高,不能热处理强化,在退火状态下有高的塑性,而蚀性好,焊接性好,切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等;线材可制作铆钉。
二、铝合金分类及应用
铝合金种类很多,用于建筑装饰的铝合金是变形铝合金中的锻铝合金(简称锻铝,代号LD)。锻铝合金
是铝镁硅合金(AI——Mg——St合
金),其中度,冲击韧可以高速挤壁、中空的各结构复杂的性能和耐蚀性十分光洁,并且
AI—Mg—St系合金中应用最为广泛的合金品种。
铝合金按照成分可以分为以下几种:一般铝合金、锻铝合金、铍铝合金、银铝合金、硬铝合金、镍铝合金、稀土铝合金、银锰铝合
的LD31具有中等强性高,热塑性极好,压成结构复杂、薄种型材或锻造成锻件。LD31的焊接优良,加工后表面容易着色,是
金、金钯铬铝合金、金钯钼铝合金、金钯铁铝合金等。例:典型牌号有LD2-2(6070)、LD10(2014)、LD30(6061)、LD31(6063)。其中LD2-2具有良好的塑性,冷、热态都易成形。广泛用于制造中等强度常温下工作的锻件、挤压型材和管材。LD10又称高强度硬铝,与LY12合金的强度相当,锻造性能较LY12好,有良好的塑性,有较好的耐热性和可焊性,但材料的纵向和横向性能差距较大。可加工成管、棒、型、线及锻主要用作高负荷的件。LD30和LD31中等强度,有良好的和优良的可焊性、抗性,无应力腐蚀裂倾
件,结构具有塑性蚀向,
可阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良好耐蚀性要求的结构件、工业材。
铝合金按照工艺可以分为:防锈铝合金、低温铝合金、超硬铝合金、变形铝合金、耐热铝合金、特殊铝合金、铸造铝合金。例:防锈铝是热处理不可强化合金,只能通过冷加工来强化。常用的有LF2(5052)、LF4(5083)和LF21(3003),具有中等强度良好的塑性和抗蚀性。超硬铝典型牌号有LC4,亦称超高强度硬铝,挤压件室温下的抗拉强度不小于539MPa 。主要用于航空工业,飞机结构中主要受力元件。
铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。
铝合金的广泛应用:铝合金门窗、铝合金百页窗帘、铝合金装饰板、铝箔、镁铝饰板、镁铝曲板、铝合金吊顶材料、铝合金栏杆、扶手、屏幕、格栅等。
例如:铝箔是指用纯铝或裢合金加工成的薄片制品。铝箔有很好的防潮性能和绝热性能,所以铝箔以全新的多功能保温隔热材料和防潮材料广泛用于建筑业;如卷材铝箔可用作保温隔热窗帘,板材铝箔(如铝箔波形板、铝箔泡沫塑料板等)常用在室内,通过选择适当色调图案,可同时起很好装饰作用。
三、铝合金特征性
从总体来说:铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3),具有良好的强度和塑性,铝的导电性能和导热性能都很好,化学性质也很活泼,暴露于空气中,表面易于生成一层氧化铝薄膜,保护下面金属不再受到腐蚀,所以铝在大气中耐蚀性较强,但因薄膜极薄,因而其耐蚀性有一定限度。纯铝具有很好的塑性,可制成管、棒、板等。
但铝的强度和硬度较低。铝的抛光表面对白光的反射率达80%以上,对紫外线、红外线也有较强的反射能力。铝还可以进行表面着色,从而获得具有良好的装饰效果。铝合金具有较好的强度,超硬铝合金的
强度可达600Mpa,普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa,它的比钢度远高于钢,因此在机械制造中得到广泛的运用。
铝的导电性仅次于银和铜,居第三位,用于制造各种导线。铝具有良好的导热性,可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性,适合于各种压力加工。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来
提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。
可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金和铝锌合金。
然而总体特性有以下一些:
1:质轻:铝的比重为钢铁的三分之一,在运输工具及自动化设备上扮演极其重要的角色。
2:强度:利用各种合金这添加和轧延,锻压及不同等级这热处理制程,可生成之强度达HB25°-HB167°之各种铝合金产品。3:耐蚀性:铝在自然环境中,表面会自然形成薄层之氧化膜,可阻绝空气中氧避免进一步氧化,具有优良之耐腐蚀性.铝表面如再经各种不同层次之处理,其耐腐蚀性更佳,可适用于较为恶劣之环境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成较为
软质之铝合金,适用于各种成型加工及折弯,冲压,深冲等加工.。
5:导电性:铝的导电性为铜之60%,但重量仅为铜的三分之一,相同重量之铝其导电度为铜之二倍,故以导电度计算,铝的成本远低于铜。
6:导热性:铝的热传导性极佳,故在电器,电子散热系统及家庭五金,热交换器上被广泛使用。
7:加工性:铝的加工特性佳可被加工成棒,线.挤型,片,板,塑型材,供各种用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列铝合金,可做精密
车,铣.被广泛用于航太,电子,机械零组件,自动化生产及高科技设备
等。
8:耐热:一般铝合金均不耐高温,且在高温状态下会生成变形,但在研究人员的努力下,已研发出可耐高温达427℃不变形的新铝合金材料。
9:无毒性:铝不具毒性,在食品容器及食品包装材料如铝罐,铝箔包(利乐包)等,应用极多。
10:环保性:铝之价格较一般铁.钢材高,但易于回收重熔使用.为当前最环保之金属材料。
11:表面处理:铝具有优良之表面处理性,包括阳极处理,涂覆,电镀等等,尤其阳极处理可利用不同之化学染剂生成各种色彩及高硬度之皮膜。
12:无低温特性:铝在超低落温之状态下,无一般碳钢的脆化问题。
四、铝合金应用
铝与铝合金由于自身的优良特性,所以用途非常广。比如:航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和
起落架支柱,以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料,车门窗、
货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能,主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。
下面就根据铝合金的特性介绍下广泛的用途。
1:应用最广的一种防锈铝(代号LF21),它的强度不高,不能热处理强化,在退火状态下有高的塑性,而蚀性好,焊接性好,切削
加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等;线材可制作铆钉。而且耐蚀性高、焊接性能好。导
热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化。适用于作焊接结构件。
2:硬铝,有较高的强度,热变形时塑性高,可热处理强化,在淬火及人工时效状态下使用,在退火和刚淬火状态下塑性中等,点焊性能好,气焊和氩弧时有裂纹倾向,抗蚀性不高,切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好,退火后低。切削加工性良好,耐蚀性比LD7、LD8耐热锻铝较好,在挤压半成品中,有形成粗晶环的倾向,用于制造在较高温度下工作的承力结构件。
3:高强度铝合金,在退火和刚淬火状态下的可塑性中等,可热
处理强化,通常在淬火、人工时效状态下使用,此时得到的强度比一般硬铝高得多,但塑性较低,有应力集中倾向,点焊性能良好,气焊不良,热处理后的切削加工性良好,退火状态稍差,LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等
4:高强度锻铝,热
态下有高的可塑性,易
于锻造、冲压,可热处
理强化,工艺性能较
好,抗蚀性也较好,但
有晶间腐蚀倾向,切削
加工性和点焊、滚焊、
接触焊性能良好,电焊、气焊性能不好。用于制造形状复杂和中等强度的锻件和冲压件等。
还有中等强度铝,在热态和退火状态下可塑性高,易于锻造、冲压,在淬火和自然状态下具有LF21一样好的耐蚀性,易于点焊和氢原子焊,气焊尚可。切削加工性在淬火时效后尚可。用于制造塑性和高耐蚀性、中等载荷的零件以及形状复杂的锻件。
五、结束语
在当今科技高度发展的世界,生活中运用的建筑材料越来越多,
并且质量越来越好,优点越来越多,更加满足了人们的生活需求。我相信在以后的日子里,人们会更加努力的去探索、去发现研究这一类更能满足人们生活需求的建筑装饰材料。
参考文献:
《电解法生产铝合金》;
《铝合金、铝合金制品挤压成形与表面处理》;
新型墙体材料性能不一定满足一般墙体材料标准,我们必须采取相应的补救措施,如在空心砖使用时匹配的专用砂浆。还有使用粉煤灰砖砌体,抹灰施工困难,由于粉煤灰砖不易与抹灰砂浆相亲和。操作难度较大,导致建筑工人的成本上升,建设单位不愿意购买,从而失去其市场增长空间。
1.2新型墙体材料的研究没有通过长期试验
虽然在短期试验中最新型墙体材料的发展,其性能符合要求,并取得了很大的成功和突破,但由于我们的研究机构对墙体材料缺乏长期的规划,材料的问题缺乏长期的使用性和相应的实验数据缺乏耐久性。在对环境不充分了解的情况下,将一种新型墙体材料朝着工业化发展,进入市场,几年后,它被发现此种材料有一个致命的错误,不应被扩展,这样的损失是无法估量的,其经济后果是无法挽回的。四川和重庆在几年前的蒸压灰砂砖就是这样。
1.3不考虑我国国情,盲目引进国外技术
在中国的新型墙体材料的发展历程中,如果外国的先进技术和设备被直接引进,有利于缩短开发周期,节省研究基金。但在过去的有关单位在中国引进国外先进技术和设备,也出现了许多问题:如外国技术和设备相对成熟,中国将无法发挥很好的作用。当然,其原因是多方面的,主要的问题是生产线的工人并没有完全掌握使用先进设备的方法,或不严格按照有关的技术法规和标准进行生产,产品生产标准和质量达不到标准要求,当然导致性能降低。此外,一些相关的技术是不适合中国的设备,技术也不能完全成为制约墙体材料发展的一大因素。
2发展新型墙体材料的意义
2.1推广新型墙体材料是实施建筑节能的基础
建筑节能不仅是一个代名词,它是全球建筑行业专家通过深思熟虑之后共同的选择,已经成为一个全球化的趋势。尽管中国的人均能耗很低,但单位国内生产总值能耗是发达国家的两倍还多,能源短缺已造成制约中国经济,社会发展和人民生活水平的提高,节约能源的形势逼人。在我国现有的建筑基本上都是高能耗建筑,而新建的房屋大多数也不是节能建筑,这些建筑可以通过提高墙体结构的热性能,达到节能的目的。因此,促进新型墙体材料的使用是提高建筑节能的重要途径之一。
2.2可以加快建筑节能相关配套产品和技术的开发和推广
任何新技术的开发和推广是需要大量的投资研究,新型墙体材料的开发和推广也不例外。新型墙体材料在使用过程中难免会出现这样或那样的问题,因此这时有必要投入相应的资金进行科学研究。在推广和应用新型墙体材料的过程中,在进行新型墙体材料推广应用时还需要开发其配套技术和产品,其配套技术和产品的使用可以大大提高新型墙体材料的工程质量。要着重研究制造节能、利废的环保型高科技新型墙体材料,如KP1多孔砖,页岩砖,承重混凝土空心砌块,砂加气混凝土制品,复合顶板,外墙保温系统及其他新型墙体材料。特别是要加强与科研实力较强的高校、科研院所或其他中介机构的合作。同时我们的企业应改变以往的观念,加大技术预先研究的投资,为我国新型墙体材料的创新发展及其配套技术提供有效的金融支持,创新发展,这样有利于开发出符合国家建筑节能要求的高性能,高强度,高经济效益的多功能复合型的新型墙体材料,从而改善施工环境,提高施工效率。
2.3加快新型墙体材料的标准体系建设,严格规范墙材市场秩序
墙体材料生产应用和建筑节能的目标,政策法规的制定和实施是非常重要的,也是建设指标体系不可缺少的部分,尤其是在现阶段,加快市场经济规范,合理的发展,需要更多的技术标准。随着新型墙体材料数量不断的增加,建筑墙体材料的不断涌现,原有的一些不能满足工程建设需要的标准和系统是要必须废除的。此外,在实际应用中的一些产品,随着科技的发展,应不断的对技术标准加以修改,使技术标准在工程施工中得到保证。
3新型墙体材料对建筑节能的重要性
3.1新型墙体材料在建筑节能中的运用
新型墙体建筑材料的使用在很大程度上促进建筑节能,减轻建筑物自重,对建筑结构设计和发展经济建设具有重要的意义。新型建筑材料具有构造新,性能良好,功能齐全的特点,建筑保温节能,舒适美观,耐用和安全,也方便于现代化建设。新型墙体材料在“因地制宜,保护耕地,节约能源,提高质量”的原则下,以提高经济效益,社会效益和环境效益为目的,以节能,节土,残余热保温的新型墙体材料代替实心砖和落后墙体材料。并按照建筑节能标准设计和建造房屋,节约材料的生产和节约能源,建筑采暖能耗,保护耕地,利用废弃物来保护环境。新型墙体材料主要是加气混凝土砌块,陶瓷砌块,混凝土小型空心砌块,纤维石膏板,新犁隔板,所有这些都是以粉煤灰,煤矸石,石灰石和其他废弃物为主要原材料,具有重量轻,隔热,隔音效果。为了解决建筑外墙外保温复合墙体材料的防火安全问题,应研究相应的对策,目前可以防火设计方法和外保温墙体结构总体设计作为重点研究对象:对墙体材料的组成和结构对外墙外保温施工工艺研究;对外部墙体保温材料的耐火性能测试的广泛使用;研究不同施工技术条件下的外保温墙体材料火灾安全性能;研究外墙外保温防火设计方法;开展外保温复合墙体相关的计算机模拟火灾蔓延研究,同时通过实体火灾试验验证外保温复合培体的消防安全性:制定有关的国家标准,大力开展新型阻燃剂研究与开发;研究开发出新型阻燃的外墙保温材料。
3.2大力发展新型墙体材料是建筑节能的重要环节
建筑节能是提高居民生活居住质量和改善的重要组成部分,节约能源是促进行业技术进步,实现我国可持续发展的重要措施。墙体材料革新与建筑节能工作在我国已推广多年,在全国推广新型墙体材料,出台了一系列优惠政策,科研、设计、建设、生产、施工等单位作了很多努力,新型墙体材料的发展得到了有效的普及,新型墙体材料占墙体材料总量的使用比例在逐年上升,建筑节能在很多的城市也开始推广,但是建筑节能工作大多都在起步阶段,发展比较缓慢。因此,要实现建筑节能的总体目标,就要大力发展节约型新型墙体材料,为建筑节能创造基础条件。目前我国每年建成的房屋面积达16亿到20亿平方米,但新的建筑物仍然超过95%的是高耗能建筑,单位建筑面积的采暖能耗大约是气候相近发达国家的3倍左右,中国的建筑能耗已占全国近30%的总能源消耗。节能建筑墙体的前提下,门窗和屋面节能材料,和新型墙体材料具有重量轻,强度高,隔音,隔热,保温等功能,是占主导地位的建筑节能。因此,积极推进新型墙体材料的发展,促进节能效果。
中图分类号:TU111.2+4 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2009)05-0266-01
1 新型建筑墙体材料的类型、性能和问题
《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,金属面央芯板,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。
目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题:新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用;材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制。部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型端体材料的开发应用和推广等等。
2 外墙保温技术及节能材料的简介和应用
在建筑中,护结构的热损耗较大,护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节,发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长。技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。
被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。
但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。
外保温技术及其特点:
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。
外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本。已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。
该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上。然后抹抗裂砂浆,压人玻璃纤维网格布形成保护层。最后加做装饰面。
还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。由贝聿铭先生设计的中国银行总行办公楼的外保温就是采用的这种设计。
这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大。且施工占用主导工期,待主体验收完后才可以进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。
(2)聚苯板与墙体一次浇注成型。
该技术是在混凝土框一剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活。工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时。聚苯板起保温的作用,可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后序施工。
其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的,也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的粘接力,其结合性能良好,具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接,主要依靠混凝土与聚苯板的粘接力以及斜插钢筋、L型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较,单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰,节省了工时和材料。其造价可降低10%左右。但此两种做法都采用了钢丝网架,造价较高,且钢材是热的良导体,直接传热,会降低墙体的保温效果。
我们对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体进行了试验研究。试验结果表明,在混凝土中水泥浆量合适的条件下,直接利用混凝土作为粘接剂来粘贴聚苯板,是完全可能的。当我们对聚苯板的背面进行处理之后,其与混凝土的粘接力进一步提高(其平均粘接强度可以达到0.07Mpa,而且破坏均发生在聚苯板内)。此技术取消了钢丝网架,其保温性能提高,而且板的成本再次降低。在经过对其长期耐久性论证之后。工程中可以推广使用。
(3)聚苯颗粒保温料浆外墙保温。
将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎成为0.5~4mm的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为国家级工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。
该施工技术简便。可以减少劳动强度,提高工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,直接用保温料浆找补即可,避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题,从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,其成本较低,可降低房屋建筑造价。例如与聚苯板外保温相比较,每平方米可降低25元左右。在天津云琅新居高层外墙保温工程中采用的就是此种技术。
1. 新型墙体材料发展状况 我国新型墙体材料发展较快,1987年新型墙体材料产量为184.5亿块标准砖,到1997年增长到1849.88亿块标准砖,增长了10倍,新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.58%上升到25.2%。经过近20年来自我研制开发以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。
2. 新型建筑墙体材料的类型、特性和问题
2.1新型墙体材料的类型。新型墙体材料品种较多,粗略的统计主要包括以下20种,如烧结多孔砖(GB13544-2000)、烧结空心砖和空心砌块(GB13545-92)、烧结普通砖(GB/T5101-1998)、蒸压灰砂砖(GB11945-1999)、蒸压粉煤灰砖(JC239-91)、蒸压加气混凝土砌块(GB/T11968-1997)、普通混凝土小型空心砌块(GB8239-1997)、轻集料混凝土小型空心砌块(GB15229-94)、石膏砌块(JC/T698-1998)、粉煤灰砌块(JC238-91)、装饰混凝土砌块(JC/T641-1996)、住宅内隔墙轻质条板(JG/T3029-1995)玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板(GRC)(JC666-1997)、钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板(JC623-1996)、纤维增强硅酸钙板(JC/T564-94)、蒸压加气混凝土板(GB15762-1995)、石膏空心条板(JC/T829-1999)、金属面聚苯乙烯夹芯板(JC689-1999)、维纶纤维增强水泥平板(JC/T671-1997)、纸面石膏板(GB/T9775-1999)等。 2.2新型墙体材料的性能。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。 2.3新型墙体材料目前存在的问题。目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题: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。其次新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用; 材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制, 部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型墙体材料的开发应用和推广等等。针对这种情况,国家三部一局(建设部、农业部、国土资源部和国家建材局)墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作,结合各地实际情况,出台了多项墙改政策,有力地促进了新型墙体材料的发展。
3. 外墙保温技术及节能材料我国每年有10亿平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占总能耗的比例已从1978年的10%上升到目前的30%左右。大力发展节能型建筑已成为共识。
而伴随对节约能源与保护环境的要求不断提高,建筑围护结构的保温技术也在日益加强,尤其是外墙保温技术得到长足发展,并成为我国一项重要的建筑节能技术。 3.1建筑中常使用的外墙外保温技术。外墙外保温技术建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧,以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。除了保温隔热功能以外,由于将绝热体系置于外墙外侧,从而使主体结构所受温差作用大幅度下降,温度变形减小,因而外墙外保温对结构墙体能起到保护作用并可有效阻断冷桥(热)桥,有利于结构寿命的延长。3.2外墙外保温技术的优势。外墙外保温技术的优势与外墙内保温相比,外墙外保温具有以下优势。(1)提高主体结构的使用寿命,减少长期的维修费用。采用外保温技术,由于保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲了因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了雨、雪、冻、融、干、湿循环造成的结构破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀。因而只要墙体和屋面保温隔热材料选材适当,厚度合理,外保温可以有效地防止和减少墙体和屋面的温度变形,有效消除常见的斜裂缝或八字裂缝。(2)降低建筑造价,增加房屋使用面积。由于外保温技术保温材料贴在墙体的外侧,其保温、隔热效果优于内保温,故可使主体结构墙体减薄,从而增加每户的使用面积。同时墙体的减轻又可减少建筑梁、柱的直径和钢筋用量,进一步降低造价。根据测算,在塔形建筑中平均每户可增加使用面积1.3平方米~1.8平方米,按建筑面积计算售房面积,在商品房价格中等偏上的城市,外保温所增加的使用面积的售价可基本抵冲外保温的费用。(3)基本消除“热桥”的影响。“热桥”是指在内外墙交界处、构造柱、框架梁、门窗洞等部位形成散热的主要渠道。对内保温而言,“热桥”是难以避免的,而外保温既可防止“热桥”部位产生结露,又可消除“热桥”造成的热损失。热损失减少了,每个采暖季的支出自然就降了下来。(4)改善墙体热工性能。采用外保温时,由于蒸气渗透性高的主体结构材料处于保温层内侧,只要保温材料选材适当,在墙体内部一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔气层。同时外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧,当室内受到不稳定热作用时,室内的空气温度上升或下降,墙体结构层能够吸引或释放热量,故有利于室温保持稳定。(5)便于对建筑物进行装修改造。在室内装修中,内保温层易遭破坏,外保温则可避免发生这种问题。在对旧建筑物进行节能改造时,采用外保温方式最大的优点是无需临时搬迁,基本不影响用户正常生活。3.3外墙外保温技术的不足。(1)国内的外保温施工与国外相比难度较大。这是因为我国地少人多,城市人口居住密度高,居住建筑结构以多层和高层建筑为主,而国外发达国家以低层别墅和少量多层建筑为主,很少见到目前在国内大量出现的现浇混凝土剪力墙结构的高层住宅建筑。这样国内的外墙外保温针对的对象,要比国外建筑结构的单体面积及高度都大得多,施工难度也更大。(2)有些外保温产品技术不过关,刮大风时常常吹落保温层,外保温层裂缝处理较难,阻碍外保温技术的推广。因此,建议相关部门应该就外保温产品技术及施工标准加以细化,严格审批制度,抬高准入门槛。3.4目前成熟的外墙外保温技术。目前较成熟的外墙外保温技术主要有以下几种: (1)外挂式外保温外挂的保温材料有岩(矿)棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和价格低廉,已在世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用粘接砂浆或是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后抹抗裂砂浆,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。
还有一种做法是用专用固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。这种外挂式的外保温安装费时,施工难度大,且施工占用主导工期,待主体验收完后方可进行施工。在进行高层施工时,施工人员的安全不易得到保障。(2)聚苯板与墙体一次浇注成型,该技术是在混凝土框-剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内,在即将浇注的墙体外侧浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势很明显。由于外墙主体与保温层一次成活,工效提高,工期大大缩短,且施工人员的安全性得到保证。而且在冬季施工时,聚苯板起保温作用,可减少外围围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬,影响后续施工。(3)聚苯颗粒保温料浆外墙外保温将废弃的聚苯乙烯塑料(简称为EPS)加工破碎为0.5毫米~4毫米的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层(或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。其中ZL胶粉聚苯颗粒保温材料及技术是目前被广泛认可的外墙保温技术。该施工技术简便,减少了劳动强度,提高了工作效率;不受结构质量差异的影响,对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平,同时解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易脱粘空鼓、面层易开裂等问题。与别的外保温相比较,在达到同样保温效果的情况下,可降低房屋建筑造价。如与聚苯板外保温墙相比,每平方米可降低25元左右。
随着国民经济持续稳定地增长,建筑业作为国民经济支柱产业得到了迅速发展。国家墙体材料改革与建筑节能政策和措施的落实,以及经济可持续发展的需要,为新型墙体材料的发展提供前所未有的发展机遇。我国的新型墙体材料在工艺技术上呈现了多元化、工业化发展的新趋势。
建筑节能是执行国家环境保护和节约能源政策的主要内容,随着国家一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的出台,我国住宅建设的节能工作不断深入,节能标准不断提高,引进开发了许多新型的节能技术和材料,在住宅建筑中大力推广使用。但我国目前的建筑节能水平,还远低于发达国家,我国建筑单位面积能耗仍是气候相近的发达国家的3-5倍。分析研究新型建筑墙体材料及节能建筑保温技术对我国经济的可持续发展有重要的意义。
1 新型建筑墙体材料概述
新型建筑墙体材料是指不以消耗耕地、破坏生态和污染环境为代价,适应建筑产品工业化、施工机械化、减少施工现场湿作业、改善建筑功能等现代建筑业发展要求而生产的墙体材料,就我国现阶段而言是指除黏土实心砖以外的所有建筑墙体材料。
《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六类: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,金属面央芯板,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。
2 新型建筑墙体材料存在的问题
目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题: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。其次新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用; 材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制,部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型墙体材料的开发应用和推广等。
3 新型建筑墙体材料简介及节能建筑保温技术应用
我国是人均资源短缺的国家,能源紧缺是制约我国经济发展的主要矛盾,因此,建筑节能就成为缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活环境质量、减轻环境污染、实行可持续发展战略目标的关键一环。推广建筑节能将是我国发展住宅建设的一项长期国策。目前,在建筑中常使用的墙体保温主要有内保温、外保温等方法,下面就两种保温方法进行
论述。
3.1 建筑中常使用的外墙内保温材料及技术
外墙内保温施工,是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快,操作方便灵活,可以保证施工进度。内保温应用时间较长,技术成熟,施工技术及检验标准是比较完善的。在2001年外墙保温施工中约有90%以上的工程应用内保温技术。被大面积推广的内保温技术有:增强石膏复合聚苯保温板、聚合物砂浆复合聚苯保温板、增强水泥复合聚苯保温板、内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。
但内保温会多占用使用面积,“热桥”问题不易解决,容易引起开裂,还会影响施工速度,影响居民的二次装修,且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性,决定了其必然要被外保温所替代。
3.2 建筑中常使用的外墙外保温材料及技术
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。
节能材料属于保温绝热材料。绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体,既包括保温材料,也包括保冷材料。能满足上述性能要求而用于建筑外保温的节能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、岩(矿)棉板、玻璃棉毡以及超轻的聚苯颗粒保温料浆等。以上各种材料所具有一个共同的特点就是在材料内部都有大量的封闭孔,它们的表观密度都较小,这也是作为保温隔热材料所必备的。岩(矿)棉和玻璃棉有时统称为矿物棉,它们都属于无机材料。岩棉不燃烧,价格较低,在满足保温隔热性能的同时还能够具有一定的隔声效果。但岩棉的质量优劣相差很大,保温性能好的密度低,其抗拉强度也低,耐久性比较差。
总之,用各种新型建筑墙体材料建造房屋,要看最终产品商品房的造价能否被市场所接受。正是由于节能材料的不断革新,外墙保温技术的优越性才日益受到人们重视。只有全面的进行综合经济分析,认真地选择建筑体系,实事求是的宣传,新型建材房屋才能在更多的地方推广。新型建筑墙体材料的开发应用需要社会长期而持久的关注,应根据具体情况来确定近期和今后发展的品种和产量,分别满足不同地区各类建筑墙体工程的要求,真正实现建筑行业节能工作的有效落实。
参考文献
[1]徐惠忠,周明.绝热材料生产及应用[M].北京:中国建材工业出版社,2001.
[2]郭莹.外墙内、外保温技术在建筑节能住宅中的作用[J].建筑技术开发,2002,2:46-48.
[3]胡小媛,许琳.我国建筑绝热材料的应用现状及其前景[J].保温材料与节能技术,2002,6:2-4
1、提高建筑材料利用率
1.1进一步推广和使用高性能混凝土和高强钢筋,实现建设行业的可持续发展
据相关数据统计显示,我国每年混凝土消耗量大约为十五亿立方米,建筑工程中钢筋使用量占总体钢材消耗量的百分之五十以上。[1]如果可以进一步推广和使用高性能混凝土和高强钢筋则能够获得更多的经济效益、社会效益和环境效益。对于经济效益而言,进一步推广和使用高性能混凝土和高强钢筋可以直接节约建筑材料的使用量,从而节约建筑工程的成本,获得经济效益。2010年,我国钢材消耗整体量有可能高达一点八三亿吨,而推广和使用高性能混凝土和高强钢筋则能够减少三百六十六亿吨钢材的使用量,按照当年每吨钢材的价格计算则可以直接节省大概一百二十四点四四亿元的资金。同时推广和使用高性能混凝土和高强钢筋不仅解决了建筑工程结构中梁柱的肥胖问题,扩大建筑工程的使用面积,而且有利于促进建筑结构设计灵活多变,从而在一定程度上可以有效地提高建筑工程的使用功效。据2010年相关数据的简略统计显示,推广和使用高性能混凝土和高强钢筋所带来的直接或者间接效益足以达到六百七十亿到八百一十亿元。[2]是进一步提升传统产业技术含量重要方式的同时也有利于促进工作效率和建筑工程质量的提高,加快建筑行业推广使用高强建筑材料的同时进一步提升建筑行业的国际竞争力。
在全面推进和使用高性能混凝土和高强钢筋等新型材料的同时还需要注意几个问题。第一,要注重建筑材料的技术研究,这是处于对建筑材料更新换代的考虑。建筑材料的技术研究,尤其是混凝土持久耐用和钢筋脆断裂两方面的研究,可以适当地纳入相关的科研规划中,在试点、理论研究以及相关示范工程等各种方案的贯彻下,进一步推广科研成果和进行技术创新。第二,组织对高性能混凝土和高强钢筋建筑材料的推广工作。这需要建筑单位的大力支持和努力,需要建筑单位设计部门和施工部门进行高度的协商和达成统一。第三,完善相关法律法规和修订标准规范。建筑工程的设计以及工程施工人员的工作依据来源于对建筑工程标准规范,因此要进一步增加对标准规范研究上的投入,确保高性能混凝土和高能钢筋的整体推广和应用有一个规范的技术标准。同时,还需要相关的法律法规作保障,做到建筑工程的设计、施工单位在作业过程有章可循,为进一步推广和使用高性能建筑材料营造一个积极环境。
1.2促进建筑材料节能科技创新,开发新型建筑材料
建筑材料资源领域的节能还需要科技创新予以一定的技术保障,要大力组织和开展一些科技攻关的活动,研制出适合本国本地、享有独立自主知识产权的建筑技术,同时还得加快合成技术和已成熟建筑技术的推广和应用,积极推行国际交流和合作,对于他国先进的建筑材料和建筑新技术要坚持“取之精华,去其糟粕”的汲取原则,尽可能快速地把科研最终成果应用要现实生产过程中,在实践的过程中再创新、再发展,提高自主创新能力。“垃圾是放错位置的资源”,那么在处理垃圾的时候则可以适当利用卫生填埋技术、生物处理技术以及焚烧发电技术,扩大资金投入,促进处理垃圾成果转为生产力,实现建筑行业垃圾资源化。[3]另外,除了积极推广和使用新型新型、低能耗、高节能、高性能建筑材料外,譬如新型节能的墙材料和建筑体系。还可以开发新能源,利用新能源。譬如具有一定内在潜力的可再生能源――太阳能,而他它的利用方式一般有太阳能采暖集光供水器和无污染发电等等。
1.3加强对建筑行业建筑材料资源使用的监督力度
这就要求各地负责建筑建设的部门加大对建筑行业建筑材料资源使用的监督力度,做好建筑材料样品取样调查的工作和进一步完善相关检查制度,各个部门明确其工作职责,对于国家明确提出建筑行业违规材料、产品以及不合格的淘汰建筑材料要严格予以禁止,拒绝让其流入建设工程中。同时,对于小区项目的建设和示范城市要着力抓好,对于新型建筑材料的生产单位或者企业则可以重点扶持,充分发挥其示范作用,从而提升建筑行业节能的整体质量。
2、总结
经济的腾飞和繁荣带动着建筑行业的发展,建筑的发展则又促进了建筑材料业的不断进步。建筑材料业的不断发展不仅满足了各个建筑层次的需求,提升了建筑行业的总体质量,同时也成为了人类生活、生产进步的助推器,从而为我国国民经济的发展贡献自己的一份力量。随着人们生活水平的不断提高和经济的发展,未来的建筑材料必将朝着舒适、美观、优质、艺术等趋势发展。
参考文献:
混凝土作为最主要的、用量最大的建筑材料,它以其低廉的成本,广泛的原材料来源,易成形,抗压强度高,耐腐蚀性好等优点成为建筑材料的首选。混凝土自诞生以来,经历了从普通的结构材料到复合材料然后到功能材料发展过程,已逐步向高强、多功能、高性能和智能化发展,而最新的发展趋势是向结构——智能一体化发展。论文大全。而智能混凝土则是这一趋势的综合体现。
混凝土的生产能耗高,污染严重,这么多年过去了,沙子和碎石的消耗很大,如此下去沙石的供应将很快枯竭。所以为了提高沙石的利用效益和混凝土的可持续发展,我们应该致力于对混凝土性能提高的研究,而智能化的混凝土则能达到这个目的。智能混凝土研究才刚刚起步,智能混凝土还有巨大的发展空间。
智能混凝土经过一定时间的发展,已有很多的种类,总的来说可简单分为:自修复混凝土、自调节混凝土和自感应混凝土。下面对这几种智能混凝土进行简单分析:
自修复混凝土是模仿动物的骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理,采用粘结材料和基材相复合的方法,对材料损伤破坏具有自行愈合和再生功能,恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。论文大全。日本学者曾在实验中模仿骨组织结构,将内含粘接剂的空心胶囊掺入混凝土材料中,一旦混凝土材料在外力作用下发生开裂,空心胶囊就会破裂而释放粘结剂,粘结剂流向开裂处,使之重新粘结起来,起到愈伤的效果,这样混凝土就有了自修复的能力了。而混凝土结构在使用过程中出现裂缝是不可避免的,比如说混凝土在制造成型过程中的干缩裂缝,在承载过程中的拉伸裂缝等等。而混凝土裂缝的产生,不仅使强度降低,而且会严重影响混凝土的耐久性能和使用寿命。例如空气中的酸雨和极易通过裂缝侵入混凝土内部,腐蚀混凝土内的钢筋。可对于混凝土内部的裂缝,要想检查和维修都很困难,所以自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。自修复混凝土通过在混凝土传统组分中复合含修复胶剂的纤维管,在混凝土结构内部形成与骨组织中相类似的修复网络,在外力作用下一旦混凝土开裂,修复纤维破裂,修复胶剂流出、深人裂缝并硬结,恢复甚至提高开裂部分的强度,增强延性弯曲的能力,从而提高整个结构的性能。
混凝土本身是惰性材料,要达到自调节的目的,必须复合具有驱动功能的组件材料。例如在室内环境湿度自动调节中,日本学者就利用关键组分是沸石粉的混凝土完成对室内环境湿度的探测,并根据需求调节室内湿度,其中沸石粉就是具有驱动功能的组件材料。又如同济大学混凝土材料研究国家重点实验室曾尝试在混凝土中复合电粘性流体(SMA)作驱动组件材料来研制自调节混凝土材料。实际上我们经常是在混凝土中埋入形状记忆合金(ER),利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能,在混凝土结构受到异常荷载干扰下,通过记忆合金形状的变化,使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力,从而提高混凝土结构的承载力。
自感应混凝土又可被称为自诊断混凝土,可分为压敏自感应混凝土性和温敏性自感应混凝土等。混凝土材料本身并不具备自感应功能,但在混凝土基材中复合部分导电相可使混凝土具备本征自感应功能。目前常用的导电组分可分三类:聚合物类、碳类和金属类,其中最常用的是碳类和金属类,例如碳纤维智能混凝土和光纤传感智能混凝土。1989年美国的D.D.L.Chung等首先发现将一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维掺入混凝土材料中,可以使材料具有自感知内部应力、应变和损伤程度的功能。而且这种复合材料可以敏感有效地监测拉、弯、压等工况及静态和动态荷载作用下材料的内部情况。此后自感应混凝土获得了一定的发展,例如在公路应用中,自感应混凝土能将各种数据传至监测站,然后工作人员利用抗阻与载重之间的关系就能确定公路上汽车的重量、位置和速度,为交通管理智能化打下基础。
以上都只是单一的诊断、自调节、自修复、恢复的智能混凝土,只能称之为机敏混凝土。而单一的功能并不能充分发挥智能混凝土的智能作用,我们就应该将两种或两种以上的功能集于一身然后根据实际需要实现混凝土的真正智能化,对于现今及以后智能混凝土的发展,我们最重要的是要实现结构——智能一体化,同时为了使智能混凝土获得更好更广泛的应用,应该让智能混凝土集成化、产业化、小型化、价格低廉化和原材料来源广泛化,另外应该充分利用工业废料,变废为宝,同时降低智能混凝土的造价。还有就是要开发更好的智能控制材料,找到功能更强大的材料和更好的制造工艺。但我们在开发智能混凝土工程中也应注意开发的针对性、实践的可行性和设计思考的综合性。
同时我们也不能只局限于智能混凝土内部的研究和发展,我们可以将眼光放远,将智能混凝土与其他建筑材料综合考虑综合运用。论文大全。比如说采用钢渣成功配制出一种新型的导电混凝土,不仅具有较好的导电性,并且具有较佳的力学性能,同样我们可以将钢渣加入智能混凝土中,提高智能混凝土的导电性能和智能传感性能,然后运用于结构防冻当中,将会带来巨大的效益。
参考文献:
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0引言
现代科学技术发展迅猛,各种多功能的建筑材料被研发出来,而这些材料对于我国工业建筑的实现与发展起到了极大的推动作用。,发展。
1新型建筑材料的研究与应用
1.1新型混凝土材料的应用
1.1.1清水混凝土施工技术
朴素的建筑语言清水混凝土体现的是“素面朝天”的品位。但建筑师们认为,这是一种高贵的朴素,看似简单,其实比金碧辉煌更具艺术效果。,发展。“清水混凝土”一直是国内建筑领域少人涉足的一片神秘之地。,发展。虽然,它与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的;而其施工难度之大,可变因素之多,又使其始终难以被国内的业主和建筑师所采用,更鲜有成功的范例。
20世纪初时,混凝土因其力学特性开始广泛应用于建筑施工领域,到20世纪中期,建筑家们逐渐把目光从混凝土作为结构材料的具体利用转移到材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感等材质对人的感官及精神的影响和刺激上,开始用混凝土作为结构材料与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。
首都机场新航站楼采用的就是清水混凝土技术。据该工程技术负责人介绍,新航站楼共有65万方混凝土浇灌任务,其中有一半以上将采用清水混凝土,这种技术将主要在候机大厅和公共大厅外部结构采用。这种新混凝土没有色差、气泡和裂纹,也不用进行刷漆装修,完全是自然灰色调,非常质朴,目前国内只有香港机场采用过此项技术。
1.1.2高性能混凝土
高性能混凝土(>40MPa)首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构,因为这种建筑物下部三分之一的柱子,在用普通混凝土时断面很大。除节省材料费用外,与钢结构相比,加快施工速度也是采用混凝土结构的重要特点。
高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成的。除采用优质水泥、集料和水外,配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂。
我国高性能混凝土的研究、应用发展迅速。我国是生产和使用混凝土的大国,混凝土的质量在不断地提高。随着高性能混凝土的优越性不断地得到认可,混凝土应用技术的进步,城市建设速度的加快,高性能混凝土获得了迅速发展。
1.2新型绿色环保装饰材料的发展
建筑装饰装修材料是应用最广泛的建筑功能材料,深受到广大消费者的关注。随着人们牛活水平的提高和环保意识的增强,建筑装饰工程中不仅要求材料的美观、耐用,同时更关注的是有无毒害,对人体的健康影响及环境的影响。“ 智能皮”是由美国费城的建筑师斯蒂芬·基兰和詹姆斯·廷伯莱克研究发明的一种建筑新材料。
“ 智能皮”是包在铝框架外面的一层膜,就象包在帐篷支架上的尼龙布。,发展。是由两层叫做聚乙烯对苯二酸酯(PET)的聚酯膜组成的(PET也是用来制造汽水瓶的塑料材料),这种设计理念是利用这种薄而柔软的膜作底层,把照明、供暖、能量储存甚至信息显示屏等微元件都“印”在上面,就好像用墨水在纸上写字。其结果是可以提供无限个性化的廉价电子墙壁,既可用于工业生产,也可用于住宅。人们可以自己设计住宅,例如,可以把起居室的一面墙作为内置电影屏幕,而按一下开关,整面墙都可以变成窗子。,发展。
智能皮的两层PET之间有两英寸厚的空间,内层贴有气凝胶衬垫。而两英寸厚的气凝胶衬垫的绝缘效果跟用聚本乙烯绝缘材料浇灌的17英寸厚的水泥砖墙完全一样。PET的外层涂有包含用相变材料制成的微胶囊状透明树脂,可以在白天吸收周围热量,并在晚上温度下降时释放热量,从而使墙壁本身变成一个调温设备。
2工业建筑设计的发展环境与趋势。
2.1工业建筑设计的节能省地趋势
工业建筑在节能中占有极为重要的地位。工业建筑设计历来就很重视设备节能,利用自然通风,利用自然采光。,发展。
2.2生态化发展趋势
进入工业社会以来生产力发展、工业建筑蓬勃发展、必须考虑与大自然和谐共生与可持续性发展,新的绿色工业将是自然循环的整体部分,甚至在用了能源之后还在生产新的能源,它不破坏自然,它的废弃物将是自然成长的营养而不是污染环境的毒物。新的绿色工业建筑的生态化是历史发展的必然趋势。对于工业建筑的城市环境设计、节能、节地、环境保护与防止污染等问题给予了极大重视,在实践中得到应用。面向新世纪运用生态学中的共生与再生原则,结合自然并具有良好的生态循环方面将是工业建筑的发展方向之一。
2.3工业建筑的可持续发展
在工业建筑中,也存在着对历史建筑的保护问题,任何有价值工业建筑,慎重对待拆除和改造,避免单纯大拆大盖,适当保留可以延续历史记忆,为企业留下深厚的企业文化、为后代留下文化遗产。
3结束语
工业建筑发展迅速,他给我们的社会带来了前所未有的变化,但是也存在一些问题,他对于我们的环境的影响也是不容忽视的。我们必须引导工业建筑向着绿色,可持续的方向发展。
参考文献
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