第一篇:淺談新型建筑材料的發展趨勢范文
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淺談新型建筑材料的發展趨勢
淺談新型建筑材料的發展趨勢
摘 要:針對目前我國建筑材料的發展現狀,論述了節約型社會發展新型節能建材的必要性,以及新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、裝飾裝修材料的發展現狀及趨勢,發展新型節能建筑材料對于落實科學發展觀和構建資源節約型社會具有的重要現實意義。
關鍵詞:節能;新型建筑材料;節約型社會
中圖分類號:F426 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2014)02-0042-02
隨著經濟的發展和人們物質生活水平的提高,城鄉建筑迅速增加,尤其是中共十八大召開以后,中國城鎮化進程加快,建筑耗能的問題日益突出,有資料顯示,建筑行業能耗占到全社會總能耗的40%—50%。一直以來,我國建材行業沿用了粗放型傳統生產模式,對自然資源重開發、輕保護,對生態環境重利用、輕改善。為建設節能、環保型社會,建筑材料的發展應以滿足建筑節能需要為重,節能建材作為節能建筑的重要物質基礎,是建筑節能的根本途徑。
一、發展新型節能型建材的必要性
我國的建筑材料工業,長期以來處于品種單調、技術落后的狀態。其標志就是小塊實心黏土燒結磚在我國各類墻體材料中仍然占據近95%的高比例。我國人口眾多,而可耕地面積相對較少,保護耕地關系到子孫后代。我國推出了建筑材料改革系統工程,主要目標之一就是如何盡量限制小塊實心黏土磚的發展,加速采用及開發新型建筑材料并改造建筑物的功能。新型建材擁有材質輕、強度高、節能、保溫、節土、裝飾等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,還可以使建筑內外更具現代氣息,滿足人們的審美要求。根據不同的功能,有的新型材料可以顯著減輕建筑物自重,為推廣輕型建筑結構創造了條件;有的新型建筑材料可以減少施工成本,作為節能首選。新型建筑材料推動了建筑施工技術現代化,大大加快了建房速度。故應大力發展各種輕質板材和混凝土砌塊,開發承重復合墻體材料;防水
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材料重點發展改性瀝青防水卷材、聚氨酯防水材料和硅酮、聚氨酯密封材料,保溫材料重點發展建筑用礦物棉、玻璃棉制品。裝飾裝修材料重點發展丙烯酸類乳膠內外墻涂料、復合仿木地板等一些適銷對路的產品,因此,發展新型節能型建筑材料,就成為未來建筑材料的主要發展趨勢,對于落實科學發展觀和構建資源節約型社會具有重要的現實意義。
二、新型節能型建材的發展趨勢
(一)新型墻體材料
我國新型墻體材料發展較快,品種較多,主要包括磚、塊、板,如黏土空心磚、摻廢料的黏土磚、非黏土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等,但數量較少,在整個墻體材料中所占比例仍然偏小。只有促使各種新型墻體材料因地制宜快速發展,才能改變墻體材料不合理的產品結構,達到節能、保護耕地、利用工業礦渣、促進建筑技術的目的,從而更好地推動新型墻體材料的發展。
墻體材料在房屋建材中約占70%,是建筑材料的重要組成部分。新型墻體材料既要做到符合國家產業政策要求,又要改善建筑物的使用功能,所以要充分利用本地資源,綜合利用粉煤灰及其他產業廢渣生產墻體材料,加快輕質、高強、利廢的新型墻體材料的發展步伐,如利用資源豐富的粉煤灰、煤矸石、礦渣等,取代黏土生產粉煤灰燒結磚、煤矸石燒結磚、礦渣磚。其中加氣混凝土是集承重和絕熱為一體的多功能材料。根據國家的節能標準,唯有加氣混凝土才能做到單一材料達標(節能50%)的要求,而用板材做墻體材料是今后墻體發展的趨勢,因此,加氣混凝土制品作為今后墻體材料的首選,有著巨大的發展前景。又如機械化擠壓式生產的輕質多孔條板、外墻復合保溫或帶飾面的裝配式板材,并配合建設部門推廣應用輕鋼結構體系,發展各種裝配式條板。
(二)新型保溫隔熱材料
墻體特別是外墻的傳熱在建筑物總體傳熱中占比例最大,我國多采用保溫節能墻體。墻體保溫根據保溫層位置的不同可分為:外墻外保溫、外內保溫和中空夾心復合墻體保溫等三種。目前,我國保溫隔熱材料有了長足的進步已發展成為品種比較齊全、初具規模的保溫材
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料的生產和技術體系。保溫隔熱材料是一種減緩由傳導、對流、輻射產生的熱流速率的材料或復合材料。近年來,我國保溫隔熱工業經過30多年的努力,特別是幾年的高速發展,不少產品從無到有,從單一到多樣化,質量從低到高,已形成以膨脹珍珠巖、礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、發泡水泥、耐火纖維、聚苯顆粒保溫料漿、硅酸鈣絕熱制品、保溫涂料等為主的品種比較齊全的產業,技術、生產裝備水平也有了較大提高,有些產品已達到國際先進水平。
目前,我國保溫材料的主要發展方向有以下方面。
(1)現有產品性能的提高和改進。
(2)研究開發復合型保溫涂料。應向固化快、增水、粘結強度高、密度小和成本低等方向發展。
(3)注重環保,充分利用三廢開發保溫涂料,并遵循涂料發展的潮流,向水性化、環?;姆较虬l展。
(三)新型防水密封材料
防水材料的發展在世界上任何國家都受到重視,防水技術是一門綜合技術,它從某一方面代表著一個國家和地區的科技進步水平。防水材料是建筑業及其相關行業所需要的重要功能材料,隨著我國國民經濟的快速發展,工業建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質量的要求,在橋梁、隧道、農業水利、國防軍工和交通運輸等行業和領域也都需要高質量的防水密封材料。
我國的新型防水材料發展迅速,不僅重點發展改性瀝青油氈,還積極發展高分子防水卷材,適當發展防水涂料,努力開發密封材料和堵漏材料,到2005年,新型防水材料在全國防水工程市場的占有率達到50%。到2010年,新型防水材料在全國防水工程中占主導地位,達到70%以上,并逐步淘汰傳統的紙胎油氈。
目前,我國建筑防水材料的總趨勢是由傳統的石油瀝青為基本材料向高分子聚合物改性瀝青方向發展,密封材料由低性能產品向高彈膜性、高耐久方向發展,防水涂料由低檔薄質向高檔薄質層方向發展,施工方法由熱粘結向冷施工方向發展。具體發展趨勢是:瀝青卷材在穩定和提高現有產品質量的同時,開發具有特殊功能、性能優良的瀝青改性氈,如耐高溫油氈、耐低溫油氈、多空沙面油氈及沾瀝青油氈
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等;防水涂料大力發展開發新產品,如SBS橡膠改性瀝青涂料、氯丁乳膠帶瀝青涂料等。因此,未解決溶劑型防水涂料污染環境,還應大力發展無污染、無公害、具有功能性的水乳型防水涂料。密封材料在大力提高現有密封質量的同事,著重發展水乳型、淺色的嵌縫油膏以及能在潮濕基層上施工的粉狀嵌縫油膏等,都具有較好的性能及發展前景。
(四)新型裝飾裝修材料
裝飾裝修材料品種門類繁多,更新換代十分迅速,與人民生活水平和居住條件改善密切相關,是極具發展潛力的建筑材料品種之一。它的品種、質量和配套水平的高低決定著建筑裝飾檔次的高低,對美化城鄉建筑、改善人民居住和工作環境有著十分重要的意義。
我國裝飾裝修材料的發展,雖然起步較晚,但起點較高,主要生產能力量是20世紀80年代以后引進國外先進技術裝備基礎上發展起來的,目前,花色品種已達4 000多種,已基本形成初具規模、產品門類比較齊全的工業體系。目前,三星級的賓館裝飾裝修基本做到自己生產,四至五星級賓館的裝飾裝修有30%—40%可以做到自給。存在的主要問題是:生產企業規模偏小,產品質量不穩定,款色舊,檔次低,配套性差,市場競爭能力差;科技研發力量不足,產品更新換代服務弱,不能適應市場需求;產品結構不合理,中、低檔產品比例大,高檔材料比重低,不能滿足高檔建筑裝修的需求。大多中、低檔裝修材料含甲醛等有毒氣體超標嚴重,對人體危害十分嚴重,尋找并研發環保、可循環、節能的新型裝飾裝修材料就迫在眉睫。
我國是一個人口大國,經濟快速增長,在目前的建筑技術水平下,我國的建筑能耗嚴重。近幾年,環保型節能材料及新能源技術已引起越來越多發達國家的重視,積極致力于新型材料、技術在建筑中的應用研究,節能環保型建材具有低物耗、低能耗、低污染、多功能、可循環再生利用等特征,集可持續發展、資源有效利用、環境保護、清潔生產等綜合效益與一體,必將是我國未來建筑節能舞臺上的主要趨勢。
Discussion on the development trend of the new type building materials
XIA Ren-kui
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(Ji'nan No,1 Construction Group Corporation,Ji'nan 250108,China)
Abstract:Based on the development situation of building materials of our country at present,expounds the necessity of the development of new energy-saving building conservation oriented society,and the development status and trend of new wall materials,insulation materials,waterproof materials,decoration materials,development of new energy saving building materials for the implementation of Scientific Outlook on Development and build a resource-saving society an important reality significance of.Key words:energy saving;new type building materials;saving type society
[責任編輯 李 可]
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第二篇:新型建筑材料及發展趨勢心得體會
新型建筑材料及發展趨勢心得體會
一、新型建筑材料介紹
隨著改革開放的深入,我國經濟發展迅猛,人們的物質文化生活都有了很大的提高,集中體現在衣食住行方面,尤其是在住的方面要求更加的高質量。這就促進了建筑業的迅猛發展。此外,建筑材料直接影響土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及適用性(經濟適用、美觀、節能)等各種性能。因此,新型建筑材料的開發、生產和使用,對于促進社會進步、發展國民經濟具有重要意義。
新型建材擁有材質輕、強度高、節能、保溫、節土、裝飾等特殊特性。采用新型建材不但使房屋功能大大改善,還可以使建筑物內外更具現代氣息,滿足人們的審美要求;根據不同的功能,有的新型建材可以顯著減輕建筑物自重,為推廣輕型建筑結構創造了條件,有的新型建筑材料可以減少施工成本,作為節能首選。新型建筑材料推動了建筑施工技術現代化,大大加快了建房速度。
新型建筑材料是在傳統建筑材料基礎上產生的新一代建筑材料, 主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。新型建筑材料及其制品工業是建立在技術進步、保護環境和資源綜合利用基礎上的新興產業。一般來說,新型建筑材料應具有以下特點:復合化、多功能化、節能化、綠色化、輕質高強化、工業化生產。
發展新型建材,大力開發和推廣應用新技術、新品種,帶動行業整體素質的提高,是從根本上調整建材行業結構、推動產業升級,改善和提高人民居住條件和生活質量,實施可持續發展戰略,促進建材和建筑業現代化的重要措施。當今社會只有可持續的綠色發展才能夠更持久,更能創造效益。因此發展新型建筑材料勢在必行。
二、新型建筑材料發展趨勢
隨著城市化進程加快,城市人口密度日趨加大,城市功能日益集中和強化,需要建造高層建筑,以解決眾多人口的居住問題和行政、金融、商貿、文化等部門的辦公空間,因此要求結構建筑向輕質高強方向發展。目前主要目標仍然是開發高強度鋼材和高強混凝土,同時探索將碳纖維及其他纖維材料與混凝土聚合物等復合制造的輕質高強結構材料。新型建筑材料擁有更好應用空間,才能更好的發展,而新型建筑材料的對于建筑的重要意義更是決定了它的發展趨勢。
新型墻材的使用使得結構構件無論從斷面尺寸還是單位容重都大大減少了,不但減輕建筑物自重,而且優化了結構設計、提高了建筑經濟性,使其結構自重降低,且具有良好的經濟效果。其次,減輕非承重構件及裝飾材料的自重。高層建筑除減少承重結構自重外,還要改進非承重構件,這些構件只起到保溫、隔熱、隔氣、隔聲的作用,所以對非承重構件更要大力推廣輕質材料。
大深度地下空間是目前為止還沒有被廣泛開發利用的領域,隨著地球表面土地面積逐年減少,人類除了向高空發展外,大深度地下是一個很有潛力的發展空間。與超高層建筑相比,地下空間結構具有很多優點。例如具有保溫、隔熱、防風等特點,可以節省建筑能耗。為實現大深度地下空間建設,需要開發能適應地下環境要求的藥劑材料、生物材料、土壤改良劑、水之凈化劑等。
在大空間建筑中“第五代建材”膜材料也是一種廣泛應用的新型材料,它是由高分子聚合物涂層與基材按照所需的厚度、寬度通過特定的加工工藝粘合而成。現在它可以發揮極大承載力,構筑靈活大空間,并且具有自然生態美外觀。
隨著人類智能化的發展,智能化材料也被人們重視和研發,所謂智能化材料,即材料本身具有自我診斷和預告破壞、自我調節和自我修復的功能,以及可重復利用性。這類材料當內部發生某種異常變化時,能將材料的內部狀況,例如位移、變形、開裂等情況反映出來,以便在破壞前采取有效措施;同時,智能化材料能夠根據內部的承載能力及外部作用情況進行自我調整,例如吸濕放濕材料,可根據環境的溫度自動吸收或放出水分,能保持環境溫度平衡;自動調光玻璃,根據外部光線的強弱,調整進光量,滿足室內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,新陳代謝的功能,對破壞或受到傷害的部位進行自我修復。當建筑物解體的時候,材料本身還可重復使用,減少建筑垃圾。這類材料的研究開發目前處于起步階段,關于自我診斷、預告破壞和自我調節等功能已有初步成果。
隨著世界建筑的發展,21世紀將推出綠色建筑,智能化建筑,健康型建筑等類型的建筑,而傳統的建筑材料,早已不能滿足這些需要,那么發展新的裝飾裝修材料就成為了一件勢在必行的事。為了滿足人們對于建筑不同的需求,新型裝飾裝修材料也將變的五花八門,千變萬化,功能齊全,這一切都注定發展新型材料對于建筑物有著重要的意義。
第三篇:新型功能材料發展趨勢
新型功能材料發展趨勢
功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料,是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料,同時也對改造某些傳統產業,如農業、化工、建材等起著重要作用。功能材料種類繁多,用途廣泛,正在形成一個規模宏大的高技術產業群,有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰略意義。功能材料按使用性能分,可分為微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫用材料、生態環境材料、能源材料和機敏(智能)材料。由于我們已把電子信息材料單獨作為一類新材料領域,所以這里所指的新型功能材料是除電子信息材料以外的主要功能材料。
功能材料是新材料領域的核心,對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用,在全球新材料研究領域中,功能材料約占 85 %。隨著信息社會的到來,特種功能材料對高新技術的發展起著重要的推動和支撐作用,是二十一世紀信息、生物、能源、環保、空間等高技術領域的關鍵材料,成為世界各國新材料領域研究發展的重點,也是世界各國高技術發展中戰略競爭的熱點。
鑒于功能材料的重要地位,世界各國均十分重視功能材料技術的研究。1989年美國200多位科學家撰寫了《90年代的材料科學與材料工程》報告,建議政府支持的6類材料中有5類屬于功能材料。從1995年至2001年每兩年更新一次的《美國國家關鍵技術》報告中,特種功能材料和制品技術占了很大的 比例。2001年日本文部省科學技術政策研究所發布的第七次技術預測研究報告中列出了影響未來的100項重要課題,一半以上的課題為新材料或依賴于新材料發展的課題,而其中絕大部分均為功能材料。歐盟的第六框架計劃和韓國的國家計劃等在他們的最新科技發展計劃中, 都把功能材料技術列為關鍵技術之一加以重點支持。各國都非常強調功能材料對發展本國國民經濟、保衛國家安全、增進人民健康和提高人民生活質量等方面的突出作用。
1、新型功能材料國外發展現狀
當前國際功能材料及其應用技術正面臨新的突破,諸如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉換及儲能材料、生態環境材料、生物醫用材料及材料的分子、原子設計等正處于日新月異的發展之中,發展功能材料技術正在成為一些發達國家強化其經濟及軍事優勢的重要手段。
超導材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現了商品化,在核磁共振人體成像(NMRI)、超導磁體及大型加速器磁體等多個領域獲得了應用;SQUID作為超導體弱電應用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用,其靈敏度是其它任何非超導的裝置無法達到的。但是,由于常規低溫超導體的臨界溫度太低,必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統中使用,因而嚴重地限制了低溫超導應用的發展。
高溫氧化物超導體的出現,突破了溫度壁壘,把超導應用溫度從液氦(4.2K)提高到液氮(77K)溫區。同液氦相比,液氮是一種非常經濟的冷媒,并且具有較高的熱容量,給工程應用帶來了極大的方便。另外,高溫超導體都具有相當高的上臨界場[H c2(4K)>50T],能夠用來產生20T以上的強磁場,這正好克服了常規低溫超導材料的不足之處。正因為這些由本征特性Tc、Hc2所帶來的在經濟和技術上的巨大潛在能力,吸引了大量的科學工作者采用最先進的技術裝備,對高Tc超導機制、材料的物理特性、化學性質、合成工藝及顯微組織進行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系,在研究過程中遇到了涉及多種領域的重要問題,這些領域包括凝聚態物理、晶體化學、工藝技術及微結構分析等。一些材料科學研究領域最新的技術和手段,如非晶技術、納米粉技術、磁光技術、隧道顯微技術及場離子顯微技術等都被用來研究高溫超導體,其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。
生物醫用材料 作為高技術重要組成部分的生物醫用材料已進入一個快速發展的新階段,其市場銷售額正以每年16%的速度遞增,預計20年內,生物醫用材料所占的份額將趕上藥物市場,成為一個支柱產業。生物活性陶瓷已成為醫用生物陶瓷的主要方向;生物降解高分子材料是醫用高分子材料的重要方向;醫用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料,帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。
能源材料 太陽能電池材料是新能源材料研究開發的熱點,IBM公司研制的多層復合太陽能電池,轉換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經費中,大約有50%用于儲氫技術。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍,關鍵是電池材料,如固體電解質薄膜和電池陰極材料,還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等,都是目前研究的熱點。
生態環境材料 生態環境材料是20世紀90年代在國際高技術新材料研究中形成的一個新領域,其研究開發在日、美、德等發達國家十分活躍,主要研究方向是:①直接面臨的與環境問題相關的材料技術,例如,生物可降解材料技術,CO 2 氣體的固化技術,SOx、NOx催化轉化技術、廢物的再資源化技術,環境污染修復技術,材料制備加工中的潔凈技術以及節省資源、節省能源的技術;②開發能使經濟可持續發展的環境協調性材料,如仿生材料、環境保護材料、氟里昂、石棉等有害物質的替代材料、綠色新材料等;③材料的環境協調性評價。
智能材料 智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料,是現代高技術新材料發展的重要方向之一,將支撐未來高技術的發展,使傳統意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失,實現結構功能化、功能多樣化。科學家預言,智能材料的研制和大規模應用將導致材料科學發展的重大革命。國外在智能材料的研發方面取得很多技術突破,如英國宇航公司在導線傳感器,用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況;英國開發出一種快速反應形狀記憶合金,壽命期具有百萬次循環,且輸出功率高,以它作制動器時、反應時間,僅為10分鐘;在壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅動組件材料在航空上的應用取得大量創新成果。
2、國內功能材料發展的現狀和差距
我國非常重視功能材料的發展,在國家攻關、“ 863”、“973”、國家自然科學基金等計劃中,功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國防計劃中還將特種功能材料列為“國防尖端”材料。這些科技行動的實施,使我國在功能材料領域取得了豐碩的成果。在“863”計劃支持下,開辟了超導材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫用材料、儲氫等新能源材料,金剛石薄膜,高性能固體推進劑材料,紅外隱身材料,材料設計與性能預測等功能材料新領域,取得了一批接近或達到國際先進水平的研究成果,在國際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標和生產工藝技術均達到了國外的先進水平,推動了鎳氫電池的產業化;功能陶瓷材料的研究開發取得了顯著進展,以片式電子組件為目標,我國在高性能瓷料的研究上取得了突破,并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實現了產業化,使片式電容材料及其組件進入了世界先進行列; 高檔釹鐵硼產品的研究開發和產業化取得顯著進展,在某些成分配方和相關技術上取得了自主知識產權; 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國防工程中作出了舉足輕重的貢獻。
目前世界各國功能材料的研究極為活躍,充滿了機遇和挑戰,新技術、新專利層出不窮。發達國家企圖通過知識產權的形式在特種功能材料領域形成技術壟斷,并試圖占領中國廣闊的市場,這種態勢已引起我國的高度重視。近年來,我國在新型稀土永磁、生物醫用、生態環境材料、催化材料與技術等領域加強了專利保護。但是,我們應該看到,我國目前功能材料的創新性研究不夠,申報的專利數,尤其是具有原創性的國際專利數與我國的地位遠不相稱。我國功能材料在系統集成方面也存在不足,有待改進和發展。
3、國內外功能材料社會經濟發展需求分析
1)功能材料的國外需求分析
根據預測,2001年新材料技術產業在世界市場的銷售額將超過4000億美元,,其中功能材料約占75~80%。某些特種功能材料就其單項而言,其市場也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場銷售額已達210億美元,預期到2010年將達到800億美元;2000年超導材料銷售額已達80億美元,預測2010年的年銷售額預計將達到600億美元,其中高溫超導電力設備的全球銷售額可達50-60億美元,到2020年,全球與超導相關的產業的產值(按1995年的價格估算)可能達到1500億到2000億美元,其中高溫超導占60%;2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場需求量將達14.6萬噸,產值達80億美元,帶動相關產業產值700億美元;生物醫用材料是一個正在迅速發展的高技術領域,目前全球生物醫用材料及制品的產值超過700億美元,美國約為400億美元,與半導體產業相當,是美國經濟中最活躍、出口量最大的6個產業之一,近年來一直保持每年20%以上的速率持續增長,預計到本世紀前十年左右,生物醫用材料產業將達到藥物市場的份額;隨著可持續發展政策被各國政府的廣泛采納,生態環境材料的市場需求也將迅速增加,估計2010年的社會需求將高于500億美元??梢姡谌蚪洕?,特種功能材料無論是需求的規模,還是需求的增長速度,都是相當驚人的。
2)功能材料的國內需求分析
中國作為一個 12億人口的大國,正在實施宏偉的第三步發展戰略,這一根本國情加之特種功能材料在經濟社會發展中的重要作用和地位,決定了我國對功能材料的需求將是巨大的。
功能材料不僅是發展我國信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料,而且是改造與提升我國基礎工業和傳統產業的基礎 ,直接關系到我國資源、環境及社會的可持續發展。我國國防現代化建設一直受到以美國為首的西方國家的封鎖和禁運,所以我國國防用關鍵特種功能材料是不可能依靠進口來解決的,必須要走獨立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達、新型戰斗機、主戰坦克以及軍用高能量密度組件等,都離不開特種功能材料的支撐。
我國經濟的快速增長和社會可持續發展,對發展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發展能源技術、提高能源生產和利用效率的關鍵因素,我國目前是世界上能源消費增長最快的國家,同時也是能源緊缺的國家。發展電動汽車、使用清潔能源、節約石油資源等政策措施使得新型能源轉換及儲能材料的需求不斷增加。近年來,隨著電子信息技術的迅猛發展,我國便攜式電器如手提電話、筆記本計算機用戶每年均以超過 20%的速度增加,形成了一個對小型高能量密度電池的巨大社會需求。
隨著移動通信等新一代電子信息技術的迅速崛起,作為一大批基礎電子元器件技術核心的信息功能陶瓷日益成為我國發展相關高技術的需求重點。按照 5%的世界市場占有率計,2010 年我國信息功能陶瓷材料及制品的年銷售額將達 300億元人民幣,對信息通訊產業發展具有舉足輕重的作用。
我國是一個稀土大國,其工業儲量占世界總儲量的 70%以上,發展稀土功能材料我國有著獨特的資源優勢。例如,稀土永磁材料全世界的年平均增長率為23%,而我國高達60%,1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產總量為6000噸,其中我國為2000噸,占總量的1/3,預測2010年全球釹鐵硼永磁材料的產量將達14.6萬噸,產值達80億美元,其中我國的產量將達5.4萬噸,產值達20多億美元,相關器件產值達100~150億美元。稀土在發光、催化等領域的應用也具有廣闊的市場需求。
我國西部還擁有一些儲量豐富的資源,如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等,有的工業儲量甚至占世界總儲量的一半以上,這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開發與上述元素相關的特種功能材料,拓寬其應用領域,取得自主知識產權,將大幅度地提高我國相關特種功能材料及制品的國際市場競爭力,這對實現西部資源的高附加值利用,將西部的資源優勢轉化為技術優勢和經濟優勢具有重要意義,將有力地支持國家的西部大開發。
隨著我國人民生活質量的進一步改善和提高 ,我國潛在的生物醫用材料市場將很快轉化為充滿勃勃生機的現實市場,從而創造出巨大的社會經濟效益,成為國民經濟的一個支柱產業。
我國已確定“在發展中解決保護,在保護環境的基礎上實現持續發展”的原則,簽署了有關國際公約,并通過了國家有關環境保護的法律、法規,這些都為生態環境材料需求發展創造了有利條件。發展生態環境材料,除了在社會和經濟方面具有巨大的需求之外,在政治上還對我國加入 WTO,融入國際社會,提升國際地位具有重要作用。此外,生態環境材料還對我國的“科技、人文、綠色”奧運工程起著特殊的作用。
總之,在未來的五到十年,我國經濟、社會及國家安全對功能材料有著巨大的需求,功能材料是關系到我國能否順利實現第三步戰略目標的關鍵新材料。
4、發展重點與關鍵技術選擇 1)發展重點
高溫超導材料制備與應用技術 稀土功能材料
新型能量轉換材料與技術(能源材料)生物醫用材料
綠色奧運工程材料與技術
分辨離膜材料與技術(海水、氯堿膜)印刷(制版、感光)、顯示(OLED)材料 高新技術改造傳統產業技術 2)關鍵技術選擇
能源材料
①固體氧化物燃料電池:
固體氧化物燃料電池是一種新型綠色能源裝置,比質子交換膜燃料電池有更高的轉換效率和節能效果,可減少二氧化碳排放 50%,不產生NOx,已成為發達國家重點研究開發的新能源技術。但目前研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達800~900℃,其關鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發展的瓶頸。應突破的關鍵技術主要有:a)高性能電極材料及其制備技術;b)新型電解質材料及電極支撐電解質隔膜的制備技術;c)電池結構優化設計及其制備技術;d)電池的結構、性能與表征的研究。②光電轉換效率大于 18%的硅基太陽能電池商品化;
研制出光電轉換效率大于 18%的低成本、大面積、可商業化的硅基太陽能電池及其組件。
③太陽能的綜合利用(光電、熱電、熱交換)及其與風力發電的耦合技術;建立總體利用效率達15%的追尾聚集光式太陽能光電、熱電、熱交換系統并實用化,建立太陽能綜合利用與風力發電耦合的實用型分布式地面電站,并可并網供電。稀土材料
①稀土催化材料 ②稀土永磁材料
突破高性能(N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數的燒結稀土永磁材料和高性能(磁能積20MGOe)粘結稀土永磁材料的產業化關鍵技術。③高亮度、長壽命白光 LED節能照明系統
低成本、高亮度、長壽命白光 LED節能照明系統產業化并進入普通百姓家庭。生物醫用材料
①生物芯片; ②生物兼容性好、可降解或可誘導再生的人體軟、硬組織替換材料; ③具有分子識別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置。生態環境材料
①有機膜分離技術:海水(或鹽堿水)淡化效率達 50%的有機膜實用化和產業化。②固沙植被材料與技術;
③節能、環保的建筑材料及其關鍵工藝技術:
突破日產 2000噸的流態化水泥燒成技術,其單位能耗與粉塵排放低于目前的新型干法工藝;實現純氧燃燒生產浮法建筑玻璃的產業化。特種功能材料
①無機分離催化膜:突破無機分離催化膜(透氧膜、分子篩膜、透氫膜)的關鍵制備技術,建立無機分離催化膜用于天然氣催化轉化制備合成氣和液體燃料、天然氣直接轉化制備乙烯、生物質原料制備乙醇、天然氣制氫等方面的示范性生產裝置。
②大尺寸光學金剛石膜;
③有機磁性材料 :突破本征有機磁性材料的關鍵技術。④敏感材料與傳感器。
超導材料 高溫超導材料的制備與應用技術
第四篇:淺談新型建筑防水材料
淺談新型建筑防水材料
孫媛媛
(中南大學土木工程學院,湖南 長沙410075)
【摘要】本文主要介紹防水材料,突出強調新型防水材料。除此之外,本次論文的主要目的為搜集現有各種防水材料的特性及施工特點,利用納米技術等新興技術,對已有防水材料進行改進,向單層、冷施工的方向發展。新型防水材料的開發與應用對提高建筑工程質量,完善人居環境有著重要的意義。
【關鍵詞】新型;建筑;防水材料;納米技術;產業化
Review to New Building Waterproof Material
Sun Yuanyuan(Civil Engineering College,Central South University,Changsha,Hunan 410075,China)【 abstract 】This paper introduces new waterproof materials, highlight new waterproof material.In addition,the main purpose of this paper is to collect existing waterproofing properties of the materials and construction features, the use of nanotechnology and other emerging technologies, there are waterproof material to improve the direction of the single-layer, cold construction.The development and application of new waterproof materials to improve the quality of construction, improve the living environment has an important significance.【 key words 】New;Building construction;Waterproof material;Nanotechnology;Industrialization
一、建筑防水材料
建筑防水材料(簡稱防水材料)是一類能使建筑物和構筑物具有防滲、防漏功能的材料,是建筑物的一個重要組成部分。i. 防水材料的作用
防水材料的防滲作用是指防止地下水、雨水或地基中的鹽分等腐蝕性介質滲透到建筑構件或地基基礎的內部,防止由此而造成的性能劣化,甚至失效。防漏作用是指防止雨水、雪水、地下水等從屋頂、墻面、地基或混凝土構件的接縫處滲漏到建筑使用空間,蓄水結構或渠道結構內的水向外滲漏或建筑物、構筑物內部相互止水。所以防水材料是能保護建筑物和構筑物及其構件不受水的侵蝕和破壞,保證建筑物和構筑物正常使用的一類不可缺少的功能性材料。目前已廣泛應用于工業與民用建筑、市政建筑、地下水工程、道路、橋梁、地鐵、隧道、涵洞、大壩、渠道護坡、海港工程、國防工事、洞庫等領域。正確選擇和合理使用建筑防水材料,對保證建筑物和構筑物的質量和使用功能,延長其使用壽命是至關重要的環節。
ii. 建筑防水材料的種類
1、按材料的性質劃分
(1)柔性材料 :柔性材料又可以分為高彈性防水材料—橡膠、柔性樹脂的硫化物(固化物);塑性(延性)防水材料—非反應性材料,如膩子。
(2)剛性材料 :如防水砂漿及混凝土、金屬板材等。
2、按材料的外觀形態及使用功能劃分
(1)防水卷材 :適用于平整的大面積施工。施工快捷、防水效果好。但是卷材與基層(底材)的粘接、卷材接縫處的防水處理是其薄弱環節。不宜用于像衛生間這樣面積小、形狀復雜、邊緣及接縫密集的部位,易被基層不平處尖角刺穿而失效。
(2)防水涂料 :可形成無縫的整體防水層,防水效果好。邊緣處防水處理簡易,宜用于形狀復雜、邊緣多的部位。涂層與基層貼合緊密,粘結強度高,提高了耐裂縫及水密性。對基層的平整度要求不高,不會出現尖角刺穿的現象。采用刷涂施工效率低,勞動強度大。采用噴涂施工可提高工效,但環境污染大。
(3)防水密封材料
(4)防水膠黏劑:它是防水材料的主要配套材料,用于粘接防水卷材,填充基層的微裂縫,填平粗糙的表面,使卷材與基層粘貼密實。它不僅具有較大的粘接強度,還應具有較好耐水性和水密性。
(5)灌漿材料 :灌漿材料能減少基礎滲漏、改善裂隙巖體的物理力學性質,增加建筑物和構筑物地基的整體穩定性,提高其抗滲性、強度和耐久性。在建筑工程和水利工程中得到廣泛應用。灌漿材料可以分為三大類:①無機灌漿材料 ②瀝青灌漿材料 ③化學灌漿材料。
(6)剛性防水材料(7)堵漏防水材料
3、按基體(母體)材料的類型劃分(1)無機材料。如水泥等
(2)天然有機材料。如石油瀝青、煤瀝青、焦煤油等
(3)合成高分子材料。如聚氨酯、環氧樹脂、氯丁橡膠、有機硅、氯化聚乙烯等
二、納米技術的誕生
納米技術的靈感,來自于已故物理學家理查德·費曼 1959 年所作的一次題為 《在底部還有很大空間》的演講。這位當時在加州理工大學任教的教授向同事們提出了一個新的想法。從石器時代開始,人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術,都與一次性地削去或者融合數以億計的原子以便把物質做成有用的形態有關。范曼質問道,為什么我們不可以從另外一個角度出發,從單個的分子甚至原子開始進行組裝,以達到我們的要求?他說:“至少依我看來,物理學的規律不排除一個原子一個原子地制造物品的可能性。” 1990 年,IBM 公司阿爾馬登研究中心的科學家成功地對單個的原子進行了重排,納米技術取得一項關鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設備慢慢地把 35 個原子移動到各自的位置,組成IBM 三個字母。這證明范曼是正確的,二個字母加起來還沒3個納米長。不久科學家不僅能夠操縱單個的原子,而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長生長技術,科學家們學會了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法,每次只造出一層分子。目前,制造計算機硬盤讀寫頭使用的就是這項技術。
著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德· 費曼預言,人類可以用小的機器制作更小的機器,最后將變成根據人類意愿,逐個地排列原子,制造產品,這是關于納米技術最早的夢想。
三、納米材料的特性以及其與建筑防水材料所要求性能的高度契合
1、納米材料的特性
廣義地說,納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍(0.1nm~100nm)或由他們作為基本單元構成的材料。特性 :(1)表面與界面效應:這是指納米晶體粒表面原子數與總原子數之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質上的變化。例如粒子直徑為10納米時,微粒包含4000個原子,表面原子占40%;粒子直徑為1納米時,微粒包含有30個原子,表面原子占99%。主要原因就在于直徑減少,表面原子數量增多。
(2)小尺寸效應:當納米微粒尺寸與光波波長,傳導電子的德布羅意波長及超導態的相干長度、透射深度等物理特征尺寸相當或更小時,它的周期性邊界被破壞,從而使其聲、光、電、磁,熱力學等性能呈現出“新奇”的現象。
(3)量子尺寸效應 :當粒子的尺寸達到納米量級時,費米能級附近的電子能級由連續態分裂成分立能級。當能級間距大于熱能、磁能、靜電能、靜磁能、光子能或超導態的凝聚能時,會出現納米材料的量子效應,從而使其磁、光、聲、熱、電、超導電性能變化。
(4)宏觀量子隧道效應:微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。納米粒子的磁化強度等也有隧道效應,它們可以穿過宏觀系統的勢壘而產生變化,這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應。
2、建筑防水材料所要求的物理及化學性能
如石油瀝青特性 :(1)防水性:石油瀝青是憎水性的膠凝材料,本身結構致密、不溶于水,同時具有良好的塑形以及與礦物材料的粘附性和粘結力,故它具有良好的防水性。
(2)黏滯性:是指瀝青在外力作用下,抵抗變形的能力。瀝青在常溫下的狀態不同,黏滯性的指標也不同。對于在常溫下呈固體或半固體的石油瀝青,以其針入度來表示黏滯性的大??;對于在常溫下呈液體的石油瀝青,以黏滯度來表示其黏滯性的大小。
(3)塑形:是指瀝青在外力作用下,產生變形而不破壞,除去外力后,仍保持變形后形狀的性質。塑形用延度來表示。
(4)溫度敏感性:是指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能。瀝青是高分子非晶態物質,沒有一定的熔點,隨著溫度的升降發生變化(固體→半固體→液體)的變化。
(5)大氣穩定性:是指瀝青在熱、陽光、氧氣等大氣因素的長期綜合作用下,抵抗衰老的性能。在大氣因素的綜合作用下,瀝青中低分子組分向高分子組分轉變,且樹脂轉變為地瀝青質比油份轉變為樹脂的速度快的多,油份和樹脂逐漸減少,地瀝青質逐漸增多,使瀝青的流動性、塑性和粘結性降低,硬脆性增大,這種現象稱之為石油瀝青的“老化”。
四、新型防水材料
新型建筑防水材料是相對傳統石袖瀝青油氈及其輔助材料等傳統建筑防水材料而言的,其“新”字一般來說有兩層意思,一是材料“新”,二是施工方法“新”。改善傳統建筑防水材料的性能指標和提高其防水功能,使傳統防水材料成為防水“新”材料,是一條行之有效的途徑,例如對瀝青進行催化氧化處理,瀝青的低溫冷脆性能得到了根本的改變,使之成為優質氧化瀝青,紙胎瀝青油氈的性能得到了很大提高,在這基礎上用玻璃布胎和玻璃纖維胎來逐步代替紙胎,從而進一步克服了紙胎強度低、伸長率差、吸油串低等缺點,提高了瀝臂油氈的品質。
i. 主要新型防水材料
新型建筑防水材料主要有合成高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材以及防水涂料、防水密封材料、堵漏材料、剛性防水材料等。
1、高聚物改性瀝青防水卷材系以高聚物改性的瀝青為涂蓋材料,以玻纖氈、黃麻布、聚酯氈為胎體所制成的卷材,它克服了普通瀝青油氈的不足,具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強度高、延伸率較大等優異性能,是我國今后大力發展和推廣的防水卷材之一。
2、合成高分子防水卷材系以合成橡膠、合成樹脂或兩者的共混體為基料,加入適當化學助劑和填充料等經過塑煉混煉、壓延或擠出成型、硫化、定型等工序加工而成。該卷材具有抗拉強度高,斷裂伸長率大,抗撕裂強度高,耐熱、耐低溫性能好以及耐腐蝕、耐老化、可冷施工等優良特性,是高檔次防水卷材,也是我國今后要大力發展的新型防水材料。
3、高聚物改性瀝青防水涂料通常是用再生橡膠、合成橡膠、SBS或樹脂對瀝青進行改性而制成的溶劑型或水乳型涂涂膜防水材料。通過對瀝青改性的防水涂料,具有高溫不流淌、低溫不脆裂、耐老化、增加延伸率和粘結力等性能,能夠顯著提高防水材料的物理性能,擴大應用范圍。
4、剛性防水材料主要是水泥防水砂漿及混凝土、金屬板材等。剛性防水本身具有很好的水密性,但其接縫處仍需采用柔性防水材料來密封。
5、堵漏材料是針對建筑物和構筑物由于種種原因形成裂縫或孔洞而產生的滲漏進行修補或搶修用的材料。堵漏止水材料應不溶于水,且具有較好的耐水解性和水密性。自身強度和粘接強度較高,能在潮濕面上或水中快速固化、粘接,最好具有較大的高彈性和水脹性。
6、防水密封材料又稱嵌縫材料。主要用于建筑物和構筑物中各種接縫或裂縫的嵌填以保持水密性。防水密封材料應具有較大的塑性和粘結性,或具有較大的高彈性,以適應接縫或裂縫拉壓等位移變形,保持水密性。ii.我國新型防水材料的發展前景
按國家建材行業及制品導向目錄要求及市場走勢,SBS、APP改性瀝青防水卷材仍是主導產品,將大力發展;高分子防水卷材重點發展三元乙丙橡膠(EPDM)、聚氯乙烯(PVC)P型兩種產品,并積極開發熱塑性聚烯烴(TPO)防水卷材。防水涂料前景看好是聚氯酯防水材料(尤其是環保單組分)及丙烯酸酯類。密封材料仍重點發展硅酮、聚氨酯、聚硫、丙烯酸。防水保溫一體化材料、剛性防水材料、防滲堵漏材料、金屬屋面材料、瀝青瓦、土木材料有一定市場。在“十五”期間,我國經濟進入新的階段,新型防水材料年平均增長率將逐步加大,預計在全國防水工程的占有率達到50%以上。
新型防水材料應用于工業與民用建筑,特別是住宅建筑的屋面、地下室、廁浴、廚房、地面防水外,還將廣泛用于新建鐵路、高速公路、輕軌交通(包括橋面、隧道)、水利建設、城鎮供水工程、污水處理工程、垃圾填埋工程以及建筑物外墻防水。
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第五篇:新型節能型建筑材料的發展趨勢
建筑材料與檢測
系部:工程管理系專業:建筑工程技術姓名:周濤勝學號:日期:
課 程 論 文
1505243
2016年11月13日
新型節能型建筑材料的發展趨勢
摘要:本文對環保節能型建筑材料的研究現狀進行了綜述,對環保節能型建筑材料的發展、應用進行了展望,指出建筑材料的環保節能是當前世界上普遍關注的熱點問題,環保節能型建筑材料的發展離不開高新技術及新材料的應用。針對目前我國建筑材料的發展現狀,本文主要論述了節約型社會發展新型節能建材的必要性及其發展趨勢。
關鍵詞:節能 環保 新型建筑材料 節約型社會
1.引言
隨著經濟的發展和人民物質生活水平的提高,城鄉建筑迅速增加,建筑耗能的問題日益突出,資料顯示:建筑行業能耗占到了全社會總能耗的40%~50%。因而建筑節能問題已越來越被政府和社會各界所重視,“建設節約型社會”已成為當今社會廣泛關注的一個重要主題,我國政府適時制定了中長期節能規劃,在規劃中建筑業被列為節能與環保的重點行業。而建材行業作為消耗自然資源、能源高,破壞土地多,廢氣、粉塵排放量大,對大氣污染嚴重的行業,節能問題更是重中之重。2.發展新型節能型建材的必要性
長期以來,我國建材行業沿用了粗放型傳統生產模式,對自然資源重開發、輕保護,對生態環境重利用、輕改善?!笆晃濉笔俏覈鐣ㄔO的重要時期,也是建筑材料發展的一個重要時期,因而建筑材料的發展應以滿足建筑節能需要為重,節能建筑材料作為節能建筑的重要物質基礎,是建筑節能的根本途徑。在建筑中使用各種節能建材,一方面可提高建筑物的隔熱保溫效果,降低采暖空調能源損耗;另一方面又可以極大地改善建筑使用者的生活、工作環境。因此,走環保節能建材之路,大力開發和利用各種高品質的節能建材,是節約能源,降低能耗,保護生態環境的迫切要求,同時又對實現我國21世紀經濟和社會的可持續性發展有著現實和深遠的意義。
此外,在傳統建筑材料基礎上大力發展新型建筑材料也是節能建材研究領域一個重要的方面,主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化學建材、裝飾裝修材料以及各種工業廢渣的綜合利用等。
因此,發展新型節能型建筑材料,就成為未來建筑材料的主要發展方向和趨勢,對于落實科學發展觀和構建資源節約型社會具有重要的現實意義。
3.新型節能型建材的發宸趨勢
3.1.新型墻體材料 墻體材料在房屋建材中約占70%,是建筑材料的重要組成部分。綠色建材是建材發展的方向,因而發展墻體材料,一定要按照建材綠色化的要求,與資源綜合利用、保護土地和環境緊密結合起來,通過限制粘土磚,優化墻體材料產業與資源、環境、社會發展的關系,實現墻體材料的可持續發展,促進人與自然的和諧發展。
新型墻體材料的發展應有利于生態平衡、環境保護和節約能源,既要符合國家產業政策要求,又要能改善建筑物的使用功能,同時堅持'綜合利廢、因地制宜、市場引導'的原則,要充分利用本地資源,綜合利用粉煤灰及其他工業廢渣生產墻體材料,加快輕質、高強、利廢的新型墻體材料的發展步伐。如利用資源豐富的粉煤灰、煤矸石、礦渣等,取代粘土生產粉煤灰燒結磚,煤矸石燒結磚,礦渣磚。
就其品種而言,新型墻體材料主要包括磚、塊、板等,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、輕質板材、復合板材等。其中加氣混凝土是集承重和絕熱為一體的多功能材料,根據目前國家的節能標準,唯有加氣混凝土才能做到單一材料達標(節能50%)的要求,而用板材做墻體材料是今后墻材發展的趨勢,因此加氣混凝土制品作為今后墻體材料的首選,有著巨大的發展前景。又如蒸壓輕質加氣混凝土板具有質輕、保溫、隔熱、防火等優良性能,應用于新結構體系如鋼結構中,被認為是理想的維護結構材料。
因此,要適應建筑應用的需要,將新型墻體材料的發展與提高建筑性能和改善建筑功能結合起來,使其具有更強的生命力,因地制宜地發展各種新型墻體材料,從而達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促建筑技術發展的綜合目的。
3.2.保溫隔熱材料
墻體特別是外墻的傳熱在建筑物總體傳熱中占比例最大,我國多采用保溫節能墻體。墻體保溫式根據保溫層位置的不同可分為:外墻外保溫、外內保溫和中空夾心復合墻體保溫等三種。目前我們的外墻保溫技術發展很快,是節能工作的重點。同時,外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不可分的,建筑節能以發展新型節能建材為前提,必須以足夠的保溫隔熱材料作基礎。而節能材料的發展必須與外墻保溫技術相結合,才能真正發揮其作用。因此,在大力推廣外墻保溫技術的同時,還要加強新型節能材料的開發和利用。
近年來,我國保溫隔熱材料的產品結構發生有明顯的變化:泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長,已由2001年的21%上升到2005年的37%;礦物纖維類保溫隔熱材料的產量增長較快,但其所占比例基本維持不變;硬質類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。我國目前常用的外保溫技術體系包括:膠粉聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合無網聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合有網聚苯顆粒外保溫、巖棉聚苯顆粒外保溫、外表面噴涂泡沫聚氨酯和保溫涂料等。在上述幾種保溫體系中,保溫涂料綜合了涂料以及保溫材料的雙重特點,干燥后形成有一定強度及彈性的保溫層,符合外保溫材料的要求。
目前我國保溫材料的主要發展方向有:
(1)現有產品性能的提高和改進。
(2)研制開發復合型保溫涂料。應向固化塊、憎水、粘結強度高、密度小和成本低等方向發展。
(3)注重環保,充分利用三廢開發保溫涂料,并遵循涂料發展的潮流,向水性化、環保化的方向發展。
3.3.防水密封材料
防水材料是建筑業及其他相關行業所需要的重要功能材料,是建材工業的一個重要組成部分。隨著我國國民經濟的快速發展,工業建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質量的要求,而在橋梁、隧道、國防軍工、農業水利和交通運輸等行業和領域中也都需要高質量的防水密封材料。
我國建筑防水材料的發展十分迅速,已徹底擺脫了紙胎油氈一統天下的落后局面,目前擁有瀝青油氈(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五大類產品。相比國外先進國家,目前我國防水材料行業主要存在以下問題:
(1)產品結構不合理,新型防水密封材料的產量不高,市場占有率不高;
(2)產品質量普遍偏低,假冒產品充斥市場;
(3)設計施工應用技術有待提高,工程建筑滲漏還相當嚴重。
因此,防水材料工業急需調整結構、規范市場。在發展方向上,應重點發展新型防水材料,擴大新型防水材料(如SRS、APP、APO等改性瀝青油氈和高分子防水卷材等)的市場份額。
3.4.節能門窗和節能玻璃
從目前節能門窗的發展來看,門窗的制造材料從單一的木、鋼、鋁合金等發展到了復合材料,如鋁合金一木材復合、鋁合金一塑料復合、玻璃鋼等。目前我國市場主要的節能門窗有:PVC門窗、鋁木復合門窗、鋁塑復合門窗、玻璃鋼門窗等。就玻璃鋼門窗而言,其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數,具有廣闊的發展前景。
除結構外,對門窗節能性能影響最大的是玻璃的性能。目前,國內外研究并推廣使用的 節能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。
(1)中空玻璃在發達國家已經是新建住宅法定的節能玻璃,但我國中空玻璃的使用普及率還不到1%,從國內外的實踐來看,推廣使用中空玻璃將是實現門窗節能的一個重要途徑。(2)真空玻璃在節能方面要優于中空玻璃,從節能性能比較,真空玻璃比中空玻璃節電16%一18%:
(3)熱反射鍍膜玻璃的使用不僅具有節能和裝飾效果,可起到防眩、單面透視和提高舒適度等效果,還可大量節約能源,有效降低空調的運營經費;
(4)鍍膜低輻射玻璃又稱low-E玻璃,是近年來發展起來的新型節能玻璃,采用真空磁控濺射法在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜。這種玻璃對380nm一780nm的可見光具有較高的透射率,同時對紅外光(特別是中遠紅外光)具有較高的反射率,既可以保證室內的能見度,又能減少冬季室內熱量的向外發散,還能控制夏季戶外熱量過多地進入室內,提供舒適的居住生活環境,將是未來節能玻璃主要應用品種。
3.5.水泥的發展和粉煤灰的利用
水泥工業在我國建材行業中能耗最大,因此要大力發展生態水泥。所謂生態水泥就是廣泛利用各種廢棄物,包括各種工業廢料、廢渣及城市垃圾為原料制造的一種生態建材。這種水泥能夠降低廢棄物處理的負荷,既解決了廢棄物造成的污染,又把生活垃圾和工業廢棄物作為原材料,變成了有用的建設資源,從而降低了生產成本。生態水泥的主要品種有:環保型高性能貝利特水泥,低鈣型新型水硬性膠凝材料,堿礦渣水泥等。
粉煤灰是燃煤發電場的廢棄物,由于其具有輕質多孔的特點和潛在的水硬性,可以作為多種建材的生產原料。開發粉煤灰建材不僅可以解決能源和資源問題,還解決了這種工業廢棄物造成的污染問題。今后在粉煤灰綜合利用方面,需要重點開發研究的前沿技術課題有:大摻量粉煤灰制品、各種免燒結、免蒸養自然養護工藝的粉煤灰磚制品和粉煤灰陶粒等。
3.6.建筑垃圾的綜合利用
近幾年,我國在建筑垃圾開發利用方面投入了相當大的資金,不少地區將建筑垃圾作為一種再生資源,對固體廢棄物加以篩分、破碎后制成建筑垃圾磚或用作路基墊層及地基墊層,對不可理垃圾則堆山造景加以利用。其中,建筑垃圾磚取代傳統粘土實心磚作為砌體材料,凈化了環境,節約了能源,保護了土地資源,是一種具有經濟效益和社會效益的產品,從而使建筑業走上了一條良性循環的經濟模式,成為建筑業可持續發展的動力。
3.7.其他節能建筑材料
太陽能是人類可以利用的最豐富、最潔凈、最理想的能源,隨著太陽能光電轉換技術的不斷突破,在建筑中利用太陽能成為了可能。因此,美、日、歐等工業發達國家非常重視太陽能的利用,紛紛推出開發《太陽屋計劃》。我國太陽能的利用近年來取得了可喜的成果:天津市奇信太陽能科技有限公司已成功研制建材化太陽能集熱器,成為國內建材太陽能技術發展的先行者;而號稱為“中國太陽能第一樓建筑”的北京北苑太陽能示范工程,其能源全部采用太陽能,已良好運轉半年之久。
可以預見,采用光能轉換技術與建筑的屋頂、外墻、窗戶等結合集結成復合產品,很可能成為2l世紀一類重要的新型建材制品,既可作為建筑的制品或部品,又可以進行太陽能發電,將有極為廣闊的發展前景。4.結語
綜上所述,未來我國新型建材的發展可以歸結為以下幾類:
4.1.大力發展資源節約型建材
發展資源節約型建材首先要通過建材企業對現有產品實行節省資源的措施,如降低單位產品原材料消耗,提高產品成品率等。其次要充分利用回收資源,目前我國工業廢渣和生活。