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但是,雖然土坯具有這樣的優點,可還是遭到了人們的拋棄。因為現代建筑已經不能僅僅滿足居住的功能了,現代建筑是人類技術進步的集合體。除了保溫、吸濕、透氣這些功能要求之外,還有高強、輕質、防水、防火、防腐、采光、吸音、裝飾性以及利于快速裝配化施工等等其他重要要求向建筑材料提出來。因此,現代新型建筑材料首先就必須具備時代價值,必須適合現代建筑的要求以及現代人類的審美。現代建筑材料以不同方式進行組合、復合后可以達到比土坯更好的性能,更加適用于現代化建筑的要求!玻璃作為一種建筑材料就因為其適合時代的要求而普遍存在了。縱觀歷史,建筑物的形式和內容都是在不斷改變著的過去。
“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居近95%的高比例。我國是個人口眾多的,可耕地面積相對較少的國家,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。”中國描寫一座宏偉建筑的用詞是青磚碧瓦、合抱大柱、雕梁畫棟等等。在西方,石砌的古建筑表現出凝重高貴的風格。盡管今天每當人們看到這些建筑時仍不免衷心贊美,深深為當時建筑大師們付出的難以想象的繁重勞動而贊嘆、敬佩。但是,事情僅此而已。今天沒有人會再想去建造那樣的房屋了,因為它只適合觀賞,而不完全適合現代建筑。
二、綠色、環保
優良舒適的居住環境歷來是人們孜孜以求的生活目標之一,豐富多彩的建材產品不僅使我們廣廈萬間的追求成為現實,更為人們從“居者有其屋”向“居者優其屋”的轉變提供了堅實的物質基礎。
然而,享受現代物質文明的同時,我們卻不得不面臨著一個嚴峻的事實:資源短缺,能源耗竭,環境惡化等問題正日益威脅著人類自身的生存和發展。而建筑材料作為能耗高,資源消耗大,污染嚴重的工業產業,在改善人居住環境的同時,對人類的環境污染負有不可推卸的責任。因而,如何減輕建筑材料的環境負荷,實現建筑材料的生態化,成為21世紀建材工業可持續發展的重要課題。
綠色建筑材料是指對人體及周邊環境無害的健康型、環保型、安全型的建筑材料。與傳統建筑材料相比綠色建材主要有以下特點:(1)生產原料盡可能少利用天然材料,尤其是不可再生材料。(2)低能耗的生產工藝和無污染的生產技術。(3)建筑產品生產過程不得添加使用甲醛、鹵化物、芳香烴等,不得使用含汞及其化合物、鎳、鉻及其化合物的顏料和添加劑。
在日益發達的物質社會里,新型建筑材料的生態化考慮顯得尤其重要。建筑材料所造成的環境污染建筑材料從原料采掘到生產使用直至廢棄的全生命周期中造成大量的環境污染,在我國,每生產1t普通硅酸鹽水泥熟料要排放1tCO2,0.74kgSO2向大氣中排放130kg粉塵,建筑材料在生產和使用過程中還會產生噪聲污染、水污染、玻璃幕墻的光污染、礦渣巖石的放射性污染、化學建材的化學污染、建筑物拆除后的建筑垃圾等多種環境問題。建筑材料與環境的協調性當然建筑材料與環境之間也有著某種程度的協調性。許多建筑材料本身就具有一定的環保性。例如抗菌建材、空氣凈化建材等。建筑材料也是消納廢棄物的大戶,大部分固體廢棄物都可用于建筑材料的生產中。例如粉煤灰、礦渣可作為水泥和混凝土的摻和料,煤矸石已普遍用于制作燒結磚,甚至于一些有毒可燃廢棄物及垃圾可作為燃料用于煅燒。隨利用建筑材料實現固體廢棄物的再生資源化將成為環境保護的重要途徑之一。
隨著科學技術的發展、社會的進步,人類越來越追求舒適、美好的生活環境,各種社會基礎設施的建設規模日趨龐大,建筑材料越來越顯示出其重要地位。新型建筑材料發展也有了廣闊的天空,只有掌握新型建筑材料的特點,才能有的放矢的研究、生產。
參考文獻:
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1行業發展狀況分析
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。我國新型建材工業是伴隨著改革開放的不斷深入而發展起來的,從1979年到2008年是我國新型建材發展的重要歷史時期。經過30年的發展,我國新型建材工業基本完成了從無到有、從小到大的發展過程在全國范圍內形成了一個新興的行業,成為建材工業中重要產品門類和新的經濟增長點。經濟建設的迅速發展和人民生活水平的不斷提高,給新型建材的發展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前,全國新型建材企業星羅棋布在市場需求的帶動下,已經形成了全國范圍的新型建材流通網;大部分國外產品我國已能生產,星級賓館所需的新型建筑材料國內已能自給;不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發展,為改善我國城鄉人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已經形成了新型建材科研、設計、教育、生產、施工、流通的專業隊伍。
1.1新型墻體材料發展狀況
經過近30年的自我研制開發及引進國外生產技術和設備,我國的墻體材料工業已經開始走上多品種發展的道路初步形成了以塊板為主的墻材體系,如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等,但代表墻體材料現代水平的各種輕板、復合板所占比重仍很小,還不到整個墻體材料總量的1%,與工業發達國家相比,相對落后40~年。主要表現在:產品檔次低、企業規模小、工藝裝備落后、配套能力差。新型墻體材料發展緩慢的重要原因之一是對實心粘土磚限制的力度不夠,缺乏具體措施保護土地資源,以毀壞土地為代價制造粘土磚成本極低,使得任何一種新型墻體材料在價格上無法與之競爭。
1.2保溫隔熱材料
改革開放以來,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、初具規模的保溫材料的生產和技術體系。①保溫隔熱材料在國外的最大用戶是建筑業約占產量的80%,而在我國建筑業市場尚未完全打開,其應用僅占產量的10%。②生產工藝整體水平和管理水平需進一步提高,產品質量不夠穩定。③科研投入不足,應用技術研究和產品開發滯后,特別是保溫材料在建筑中的應用技術研究與開發多年來進展緩慢,嚴重地影響了保溫材料工業的健康發展。加強新型保溫隔熱材料和其他新型建材制品設計施工應用方面的工作,是發展新型建材工業的當務之急。
我國保溫材料工業經過30多年的努力,特別是經過近年的高速發展,不少產品從無到有,從單一到多樣化質量從低到高,已形成取膨脹珍珠巖、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業,技術、生產裝備水平也有了較大提高有些產品已達到90年代國際先進水平。但由于我國保溫材材料工業起步晚,總體技術和裝備水平較低,在建筑領域的應用技術有待完善,在很大程度上影響了保溫材料的推廣應用。
近年來,保溫材料工業重復建設現象嚴重,全國各地蜂涌而上,幾年間上百條生產線投產,而在應用領域的開發上卻投入不多,造成了目前投資效益低,供過大于求的局面。
1.3防水密封材料
防水材料是建筑業及其它有關行業所需要的重要功能材料,是建筑材料工業的一個重要組成部分。隨著我國國民經濟的快速發展,不僅工業建筑與民用建筑對防材料提出了多品種高質量的要求,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。
改革開放以來,我國建筑防水材料獲得較快的發展。防水材料已擺脫了紙胎油氈一統天下的落后局面,目前擁有包括瀝青油氈(含改瀝青油氈)、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。我國防水材料基本上形成了品種門類齊全,產品規格、檔次配套,工藝裝備開發已初具規模的防水材料工業體系,國外有的品種我們基本上都有。
1.4裝飾裝修材料
建筑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提高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物裝飾檔次的高低,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。
我國建筑裝飾裝修材料的發展,雖然起步較晚,但起點較高,主要生產能力是在80年代以后引進國外先進技術和裝備基礎上發展起來的。目前花色品種已達4000多種已基本形成規模、產品門類較齊全的工業體系。
2發展新型建材及制品是可持續發展戰略的要求
隨著國民經濟的發展和人民生活水平的逐步提高,人們對居住和工作場揚要求也不斷提高。許多國家的經驗證明,它是經濟發展和社會進步的必然趨勢。建筑業的進步不僅要求建筑物的質量、功能要完善,而且要求其美觀且無害人體健康等。這就要求發展多功能和高效的新型建材及制品,只有這樣才能適應社會進步的要求。使用新型建筑材料及制品,可以顯著改善建筑物的功能,增加建筑物的使用面積,提高抗震能力,便于機械化施工和提高施工效率,而且同等情況下可以降低建筑造價。采用新型建筑材料及制品可增加有效使用面積近10%,減輕建筑自重以上,有效提高抗震能力。因此,發展新型建材及制品是社會進步和提高社會經濟效益的重要一環。
3新型建材及制品發展展望
按照建材工業“由大變強,靠新出強”跨世紀發展戰略的要求,發展新型建材將著重在新字上做文章,促進產業結構的調整。
3.1部分新型建材產品預測
3.1.1防水密封材料。全國新型防水卷材產量達到萬8300萬m2,市場占有率達到20%,全國城鎮永久性建筑采用新型防水材料達60%,到2010年,全國新型防水建材產量將達到215億m2,市場占有率達到50%,城鎮永久性建筑采用新型防水材料將達到80%。
3.1.2保溫隔熱材料。預計到2010年,全國保溫材料需求量為:巖(礦)棉60萬t,玻璃棉10萬t,膨脹珍珠巖萬t,硅酸鋁纖維8萬t。
3.1.3礦棉吸聲板。預計到2010年全國礦棉吸聲板需求量為4000~5000萬m2,產品品種、質量和數量不但可以滿足國內市場需要,而且將有部分產品出口。
3.1.4裝飾石膏板。預計到2010年,全國裝飾石膏板需求量為1400萬m2。石膏板2000年需求量約8000萬m2左右。
3.1.5建筑涂料。預計到2010年,全國建筑涂料需求量將達到160萬t。
3.1.6塑料異型材和門窗。預計到2010年,全國塑料異型需求量為50~60萬t,可組成塑料門窗2500~3500萬m2。
3.2新型建材行業發展重點
新型建材將成為中國第十五計劃期間,新型墻體材料占墻體總量的比例將由“十五”末期的25%增長至35%。
重點是建設上檔次、上水平、規模的主導產品生產線。空心磚重點發展利用廢渣的摻加量、高空洞率、高保溫性能、高強度的承重多孔磚、外墻飾面的清水墻磚;混凝土砌塊重點發展雙排孔或多排孔的保溫承重砌塊、外墻飾面砌塊重點發展機械化(擠壓式)生產的輕質多孔條板、孔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,朝著功能化、高檔化、無害化方向發展,做到新穎、美觀、實用、方便。
4對策與建議
4.1確定新型建材及制品發展的主導產品,加強結構調整的導向工作
新型墻體材料以節能、節地、利廢和改善建筑功能為目的,大力發展各種輕質板材和砼砌塊,開發承重復合墻體材料。防水材料重點發展改性瀝青防水卷材、聚氨酯防水涂料和硅酮、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門窗重點發展塑料門窗,并注意解決好款式新穎、功能各異的設計和高檔五金件的開發配套。
4.2加大科研開發的力度,提高技術裝備水平
結合不同地區、不同建筑類型,以新型墻體材料為重點,瞄準有市場前景的新產品、新技術,在引進、消化、吸收國外先進技術裝備的基礎上,研究開發適合我國國情的新工藝、新技術和新裝備。重點圍繞盡可能少用天然資源,降低能耗并大量使用總收入棄物作原料;盡量采用不污染環境的生產技術;盡量做到產品不僅不損害人體健康而應有利人體健康;加強多功能、社會效益好的產品開發。
近期應加強中高檔外墻涂料的研制和開發,注重承重的復合墻體材料、保溫材料在建筑上的應用研究,促進產品的系列化、配套化開發,另外還應加強功能建材和綠色建材的研究和開發,優化產品結構。
4.3加強產品在工程技術應用的研究,加快新型建材及制品的應用步伐
名:級:號:績:
2011.4
常用建筑裝飾鋁合金材料種類及其特征性
——鋁合金材料種類及其特征
學(
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常州工學院
摘要:鋁是一種比較年輕的金屬, 其整個發展歷史也不過200年, 而
有工業生產規模僅僅是20世紀初才開始的。但是由于一系列優良特性,以及高的回收再生性,因此,在工程領域內, 鋁一直被認為是“機會金屬”或“希望金屬”, 鋁工業一直被認為是“朝陽工業”。發展速度非常快, 鋁材已廣泛用于交通運輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文體衛生等行業, 成為發展國民經濟與提高人民物質和文化生活的重要基礎材料。在國防軍工現代化、交通工具輕量化和國民經濟高速持續發展中
占有極為重要的地位, 是許多國家和地區的重要支持產業之一。特別是當今世界人類的生存和發展正面臨著資源、能源、環保、安全等問題的嚴峻挑戰, 加速發展鋁工業及鋁合金材料加工技術更有著重大的
戰略意義。
關鍵詞:鋁合金概念用途分類特性應用
一、鋁合金概要
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。
鋁合金的用途也非常廣泛。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的,如鋁—錳合金、金、鋁—鋅—鎂比純鋁具有性能:易加性高、用范裝飾效
色豐富。鋁合金分硬鋁、超硬鋁等種類,各種使用范圍,并有各自的代號,以供使
鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合
—銅系超硬鋁合金。鋁合金
更好的物理力學
工、耐久
適圍廣、果好、花為防銹鋁、類均有各自的用者選用。
而且鋁合金仍然保持了質輕的特點,機械性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下三個方面:一是作為受力構件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化
處理后可以進行著色的特點,制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工,制成各種裝飾板材、型材,作為裝飾材料。
鋁合金是應用最廣的一種防銹鋁,它的強度不高,不能熱處理強化,在退火狀態下有高的塑性,而蝕性好,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、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。
二、鋁合金分類及應用
鋁合金種類很多,用于建筑裝飾的鋁合金是變形鋁合金中的鍛鋁合金(簡稱鍛鋁,代號LD)。鍛鋁合金
是鋁鎂硅合金(AI——Mg——St合
金),其中度,沖擊韌可以高速擠壁、中空的各結構復雜的性能和耐蝕性十分光潔,并且
AI—Mg—St系合金中應用最為廣泛的合金品種。
鋁合金按照成分可以分為以下幾種:一般鋁合金、鍛鋁合金、鈹鋁合金、銀鋁合金、硬鋁合金、鎳鋁合金、稀土鋁合金、銀錳鋁合
的LD31具有中等強性高,熱塑性極好,壓成結構復雜、薄種型材或鍛造成鍛件。LD31的焊接優良,加工后表面容易著色,是
金、金鈀鉻鋁合金、金鈀鉬鋁合金、金鈀鐵鋁合金等。例:典型牌號有LD2-2(6070)、LD10(2014)、LD30(6061)、LD31(6063)。其中LD2-2具有良好的塑性,冷、熱態都易成形。廣泛用于制造中等強度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強度硬鋁,與LY12合金的強度相當,鍛造性能較LY12好,有良好的塑性,有較好的耐熱性和可焊性,但材料的縱向和橫向性能差距較大。可加工成管、棒、型、線及鍛主要用作高負荷的件。LD30和LD31中等強度,有良好的和優良的可焊性、抗性,無應力腐蝕裂傾
件,結構具有塑性蝕向,
可陽極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結構件、工業材。
鋁合金按照工藝可以分為:防銹鋁合金、低溫鋁合金、超硬鋁合金、變形鋁合金、耐熱鋁合金、特殊鋁合金、鑄造鋁合金。例:防銹鋁是熱處理不可強化合金,只能通過冷加工來強化。常用的有LF2(5052)、LF4(5083)和LF21(3003),具有中等強度良好的塑性和抗蝕性。超硬鋁典型牌號有LC4,亦稱超高強度硬鋁,擠壓件室溫下的抗拉強度不小于539MPa 。主要用于航空工業,飛機結構中主要受力元件。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。
鋁合金的廣泛應用:鋁合金門窗、鋁合金百頁窗簾、鋁合金裝飾板、鋁箔、鎂鋁飾板、鎂鋁曲板、鋁合金吊頂材料、鋁合金欄桿、扶手、屏幕、格柵等。
例如:鋁箔是指用純鋁或褳合金加工成的薄片制品。鋁箔有很好的防潮性能和絕熱性能,所以鋁箔以全新的多功能保溫隔熱材料和防潮材料廣泛用于建筑業;如卷材鋁箔可用作保溫隔熱窗簾,板材鋁箔(如鋁箔波形板、鋁箔泡沫塑料板等)常用在室內,通過選擇適當色調圖案,可同時起很好裝飾作用。
三、鋁合金特征性
從總體來說:鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強度和塑性,鋁的導電性能和導熱性能都很好,化學性質也很活潑,暴露于空氣中,表面易于生成一層氧化鋁薄膜,保護下面金屬不再受到腐蝕,所以鋁在大氣中耐蝕性較強,但因薄膜極薄,因而其耐蝕性有一定限度。純鋁具有很好的塑性,可制成管、棒、板等。
但鋁的強度和硬度較低。鋁的拋光表面對白光的反射率達80%以上,對紫外線、紅外線也有較強的反射能力。鋁還可以進行表面著色,從而獲得具有良好的裝飾效果。鋁合金具有較好的強度,超硬鋁合金的
強度可達600Mpa,普通硬鋁合金的抗拉強度也達200-450Mpa,它的比鋼度遠高于鋼,因此在機械制造中得到廣泛的運用。
鋁的導電性僅次于銀和銅,居第三位,用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性,可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性,適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來
提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。
可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。
然而總體特性有以下一些:
1:質輕:鋁的比重為鋼鐵的三分之一,在運輸工具及自動化設備上扮演極其重要的角色。
2:強度:利用各種合金這添加和軋延,鍛壓及不同等級這熱處理制程,可生成之強度達HB25°-HB167°之各種鋁合金產品。3:耐蝕性:鋁在自然環境中,表面會自然形成薄層之氧化膜,可阻絕空氣中氧避免進一步氧化,具有優良之耐腐蝕性.鋁表面如再經各種不同層次之處理,其耐腐蝕性更佳,可適用于較為惡劣之環境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成較為
軟質之鋁合金,適用于各種成型加工及折彎,沖壓,深沖等加工.。
5:導電性:鋁的導電性為銅之60%,但重量僅為銅的三分之一,相同重量之鋁其導電度為銅之二倍,故以導電度計算,鋁的成本遠低于銅。
6:導熱性:鋁的熱傳導性極佳,故在電器,電子散熱系統及家庭五金,熱交換器上被廣泛使用。
7:加工性:鋁的加工特性佳可被加工成棒,線.擠型,片,板,塑型材,供各種用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金,可做精密
車,銑.被廣泛用于航太,電子,機械零組件,自動化生產及高科技設備
等。
8:耐熱:一般鋁合金均不耐高溫,且在高溫狀態下會生成變形,但在研究人員的努力下,已研發出可耐高溫達427℃不變形的新鋁合金材料。
9:無毒性:鋁不具毒性,在食品容器及食品包裝材料如鋁罐,鋁箔包(利樂包)等,應用極多。
10:環保性:鋁之價格較一般鐵.鋼材高,但易于回收重熔使用.為當前最環保之金屬材料。
11:表面處理:鋁具有優良之表面處理性,包括陽極處理,涂覆,電鍍等等,尤其陽極處理可利用不同之化學染劑生成各種色彩及高硬度之皮膜。
12:無低溫特性:鋁在超低落溫之狀態下,無一般碳鋼的脆化問題。
四、鋁合金應用
鋁與鋁合金由于自身的優良特性,所以用途非常廣。比如:航空航天用鋁材用于制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和
起落架支柱,以及火箭鍛環、宇宙飛船壁板等。交通運輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結構件材料,車門窗、
貨架、汽車發動機零件、空調器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優良的工藝性能和焊接性能,主要廣泛用于建筑物構架、門窗、吊頂、裝飾面等。
下面就根據鋁合金的特性介紹下廣泛的用途。
1:應用最廣的一種防銹鋁(代號LF21),它的強度不高,不能熱處理強化,在退火狀態下有高的塑性,而蝕性好,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、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。而且耐蝕性高、焊接性能好。導
熱性、導電性比純鋁低得多。可用冷變形加工進行強化而不能熱處理強化。適用于作焊接結構件。
2:硬鋁,有較高的強度,熱變形時塑性高,可熱處理強化,在淬火及人工時效狀態下使用,在退火和剛淬火狀態下塑性中等,點焊性能好,氣焊和氬弧時有裂紋傾向,抗蝕性不高,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,耐蝕性比LD7、LD8耐熱鍛鋁較好,在擠壓半成品中,有形成粗晶環的傾向,用于制造在較高溫度下工作的承力結構件。
3:高強度鋁合金,在退火和剛淬火狀態下的可塑性中等,可熱
處理強化,通常在淬火、人工時效狀態下使用,此時得到的強度比一般硬鋁高得多,但塑性較低,有應力集中傾向,點焊性能良好,氣焊不良,熱處理后的切削加工性良好,退火狀態稍差,LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應力腐蝕性能稍優于LC4。用于制造承力構件和高載荷零件等
4:高強度鍛鋁,熱
態下有高的可塑性,易
于鍛造、沖壓,可熱處
理強化,工藝性能較
好,抗蝕性也較好,但
有晶間腐蝕傾向,切削
加工性和點焊、滾焊、
接觸焊性能良好,電焊、氣焊性能不好。用于制造形狀復雜和中等強度的鍛件和沖壓件等。
還有中等強度鋁,在熱態和退火狀態下可塑性高,易于鍛造、沖壓,在淬火和自然狀態下具有LF21一樣好的耐蝕性,易于點焊和氫原子焊,氣焊尚可。切削加工性在淬火時效后尚可。用于制造塑性和高耐蝕性、中等載荷的零件以及形狀復雜的鍛件。
五、結束語
在當今科技高度發展的世界,生活中運用的建筑材料越來越多,
并且質量越來越好,優點越來越多,更加滿足了人們的生活需求。我相信在以后的日子里,人們會更加努力的去探索、去發現研究這一類更能滿足人們生活需求的建筑裝飾材料。
參考文獻:
《電解法生產鋁合金》;
《鋁合金、鋁合金制品擠壓成形與表面處理》;
新型墻體材料性能不一定滿足一般墻體材料標準,我們必須采取相應的補救措施,如在空心磚使用時匹配的專用砂漿。還有使用粉煤灰磚砌體,抹灰施工困難,由于粉煤灰磚不易與抹灰砂漿相親和。操作難度較大,導致建筑工人的成本上升,建設單位不愿意購買,從而失去其市場增長空間。
1.2新型墻體材料的研究沒有通過長期試驗
雖然在短期試驗中最新型墻體材料的發展,其性能符合要求,并取得了很大的成功和突破,但由于我們的研究機構對墻體材料缺乏長期的規劃,材料的問題缺乏長期的使用性和相應的實驗數據缺乏耐久性。在對環境不充分了解的情況下,將一種新型墻體材料朝著工業化發展,進入市場,幾年后,它被發現此種材料有一個致命的錯誤,不應被擴展,這樣的損失是無法估量的,其經濟后果是無法挽回的。四川和重慶在幾年前的蒸壓灰砂磚就是這樣。
1.3不考慮我國國情,盲目引進國外技術
在中國的新型墻體材料的發展歷程中,如果外國的先進技術和設備被直接引進,有利于縮短開發周期,節省研究基金。但在過去的有關單位在中國引進國外先進技術和設備,也出現了許多問題:如外國技術和設備相對成熟,中國將無法發揮很好的作用。當然,其原因是多方面的,主要的問題是生產線的工人并沒有完全掌握使用先進設備的方法,或不嚴格按照有關的技術法規和標準進行生產,產品生產標準和質量達不到標準要求,當然導致性能降低。此外,一些相關的技術是不適合中國的設備,技術也不能完全成為制約墻體材料發展的一大因素。
2發展新型墻體材料的意義
2.1推廣新型墻體材料是實施建筑節能的基礎
建筑節能不僅是一個代名詞,它是全球建筑行業專家通過深思熟慮之后共同的選擇,已經成為一個全球化的趨勢。盡管中國的人均能耗很低,但單位國內生產總值能耗是發達國家的兩倍還多,能源短缺已造成制約中國經濟,社會發展和人民生活水平的提高,節約能源的形勢逼人。在我國現有的建筑基本上都是高能耗建筑,而新建的房屋大多數也不是節能建筑,這些建筑可以通過提高墻體結構的熱性能,達到節能的目的。因此,促進新型墻體材料的使用是提高建筑節能的重要途徑之一。
2.2可以加快建筑節能相關配套產品和技術的開發和推廣
任何新技術的開發和推廣是需要大量的投資研究,新型墻體材料的開發和推廣也不例外。新型墻體材料在使用過程中難免會出現這樣或那樣的問題,因此這時有必要投入相應的資金進行科學研究。在推廣和應用新型墻體材料的過程中,在進行新型墻體材料推廣應用時還需要開發其配套技術和產品,其配套技術和產品的使用可以大大提高新型墻體材料的工程質量。要著重研究制造節能、利廢的環保型高科技新型墻體材料,如KP1多孔磚,頁巖磚,承重混凝土空心砌塊,砂加氣混凝土制品,復合頂板,外墻保溫系統及其他新型墻體材料。特別是要加強與科研實力較強的高校、科研院所或其他中介機構的合作。同時我們的企業應改變以往的觀念,加大技術預先研究的投資,為我國新型墻體材料的創新發展及其配套技術提供有效的金融支持,創新發展,這樣有利于開發出符合國家建筑節能要求的高性能,高強度,高經濟效益的多功能復合型的新型墻體材料,從而改善施工環境,提高施工效率。
2.3加快新型墻體材料的標準體系建設,嚴格規范墻材市場秩序
墻體材料生產應用和建筑節能的目標,政策法規的制定和實施是非常重要的,也是建設指標體系不可缺少的部分,尤其是在現階段,加快市場經濟規范,合理的發展,需要更多的技術標準。隨著新型墻體材料數量不斷的增加,建筑墻體材料的不斷涌現,原有的一些不能滿足工程建設需要的標準和系統是要必須廢除的。此外,在實際應用中的一些產品,隨著科技的發展,應不斷的對技術標準加以修改,使技術標準在工程施工中得到保證。
3新型墻體材料對建筑節能的重要性
3.1新型墻體材料在建筑節能中的運用
新型墻體建筑材料的使用在很大程度上促進建筑節能,減輕建筑物自重,對建筑結構設計和發展經濟建設具有重要的意義。新型建筑材料具有構造新,性能良好,功能齊全的特點,建筑保溫節能,舒適美觀,耐用和安全,也方便于現代化建設。新型墻體材料在“因地制宜,保護耕地,節約能源,提高質量”的原則下,以提高經濟效益,社會效益和環境效益為目的,以節能,節土,殘余熱保溫的新型墻體材料代替實心磚和落后墻體材料。并按照建筑節能標準設計和建造房屋,節約材料的生產和節約能源,建筑采暖能耗,保護耕地,利用廢棄物來保護環境。新型墻體材料主要是加氣混凝土砌塊,陶瓷砌塊,混凝土小型空心砌塊,纖維石膏板,新犁隔板,所有這些都是以粉煤灰,煤矸石,石灰石和其他廢棄物為主要原材料,具有重量輕,隔熱,隔音效果。為了解決建筑外墻外保溫復合墻體材料的防火安全問題,應研究相應的對策,目前可以防火設計方法和外保溫墻體結構總體設計作為重點研究對象:對墻體材料的組成和結構對外墻外保溫施工工藝研究;對外部墻體保溫材料的耐火性能測試的廣泛使用;研究不同施工技術條件下的外保溫墻體材料火災安全性能;研究外墻外保溫防火設計方法;開展外保溫復合墻體相關的計算機模擬火災蔓延研究,同時通過實體火災試驗驗證外保溫復合培體的消防安全性:制定有關的國家標準,大力開展新型阻燃劑研究與開發;研究開發出新型阻燃的外墻保溫材料。
3.2大力發展新型墻體材料是建筑節能的重要環節
建筑節能是提高居民生活居住質量和改善的重要組成部分,節約能源是促進行業技術進步,實現我國可持續發展的重要措施。墻體材料革新與建筑節能工作在我國已推廣多年,在全國推廣新型墻體材料,出臺了一系列優惠政策,科研、設計、建設、生產、施工等單位作了很多努力,新型墻體材料的發展得到了有效的普及,新型墻體材料占墻體材料總量的使用比例在逐年上升,建筑節能在很多的城市也開始推廣,但是建筑節能工作大多都在起步階段,發展比較緩慢。因此,要實現建筑節能的總體目標,就要大力發展節約型新型墻體材料,為建筑節能創造基礎條件。目前我國每年建成的房屋面積達16億到20億平方米,但新的建筑物仍然超過95%的是高耗能建筑,單位建筑面積的采暖能耗大約是氣候相近發達國家的3倍左右,中國的建筑能耗已占全國近30%的總能源消耗。節能建筑墻體的前提下,門窗和屋面節能材料,和新型墻體材料具有重量輕,強度高,隔音,隔熱,保溫等功能,是占主導地位的建筑節能。因此,積極推進新型墻體材料的發展,促進節能效果。
中圖分類號:TU111.2+4 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)05-0266-01
1 新型建筑墻體材料的類型、性能和問題
《新型建筑墻體材料專項基金征收和使用管理辦法》中將新型建筑墻體材料共分6類:(1)非粘土磚,包括孔洞率大于25%非粘土燒結多孔磚和空心磚,混凝土空心磚和空心砌塊,燒結頁巖磚;(2)建筑砌塊,包括普通混凝土小型空心砌塊,輕集料混凝土小型空心砌塊,蒸壓加氣混凝土砌塊和石膏砌塊;(3)建筑板材,包括玻璃纖維增強水泥輕質多孔隔墻條板,纖維增強低堿度水泥建筑平板,蒸壓加氣混凝土板,輕集料混凝土條板,鋼絲網架水泥夾芯板。石膏墻板,金屬面央芯板,復合輕質夾芯隔墻板、條板;(4)原料中摻有不少于30%的工業廢渣、農作物秸稈、垃圾、江河淤泥的墻體材料產品;(5)預制及現澆混凝土墻體;(6)鋼結構和玻璃幕墻。
目前我國新型建筑材料主要存在以下幾點問題:新型墻體材料應新型建筑材料科技含量高,往往價格高于目前使用的一般材料,對市場推廣起制約作用;材料的施工工藝、技術、檢測手段等目前尚無規范限制。部分產品質量不穩定;個體利益驅動影響了新型端體材料的開發應用和推廣等等。
2 外墻保溫技術及節能材料的簡介和應用
在建筑中,護結構的熱損耗較大,護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要的環節,發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。外墻內保溫施工,是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度。內保溫應用時間較長。技術成熟,施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。
被大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。
但內保溫會多占用使用面積,“熱橋”問題不易解決,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。
外保溫技術及其特點:
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,技術合理,有其明顯的優越性,使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術含量高;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。
目前比較成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種。
(1)外掛式外保溫。
外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土復合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本。已經在全世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。
該外掛技術是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上。然后抹抗裂砂漿,壓人玻璃纖維網格布形成保護層。最后加做裝飾面。
還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設計。
這種外掛式的外保溫安裝費時,施工難度大。且施工占用主導工期,待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時,施工人員的安全不易得到保障。
(2)聚苯板與墻體一次澆注成型。
該技術是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內,在即將澆注的墻體外側,然后澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題,其優勢是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活。工效提高,工期大大縮短,且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時。聚苯板起保溫的作用,可減少圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注,否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬,影響后序施工。
其中內置的聚苯板可以是雙面鋼絲網的,也可以是單面鋼絲網的。雙面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要是依靠內側鋼絲網架與墻體外側配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力,其結合性能良好,具有較高的安全度。單面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接,主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力,結合性能也較好。與雙鋼絲網相比較,單面鋼絲網技術因取消了內側鋼絲網和安裝保溫板前的板外側抹灰,節省了工時和材料。其造價可降低10%左右。但此兩種做法都采用了鋼絲網架,造價較高,且鋼材是熱的良導體,直接傳熱,會降低墻體的保溫效果。
我們對于混凝土與無網架聚苯板一次成型復合墻體進行了試驗研究。試驗結果表明,在混凝土中水泥漿量合適的條件下,直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板,是完全可能的。當我們對聚苯板的背面進行處理之后,其與混凝土的粘接力進一步提高(其平均粘接強度可以達到0.07Mpa,而且破壞均發生在聚苯板內)。此技術取消了鋼絲網架,其保溫性能提高,而且板的成本再次降低。在經過對其長期耐久性論證之后。工程中可以推廣使用。
(3)聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫。
將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡稱為EPS)加工破碎成為0.5~4mm的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術包含保溫層、抗裂防護層和抗滲保護面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術在1998年就被建設部列為國家級工法。這種工法是目前被廣泛認可的外墻保溫技術。
該施工技術簡便。可以減少勞動強度,提高工作效率;不受結構質量差異的影響,對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平,直接用保溫料漿找補即可,避免了別的保溫施工技術因找平抹灰過厚而脫落的現象。同時該技術解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題,從而實現外墻外保溫技術的重要突破。與別的外保溫相比較,在達到同樣保溫效果的情況下,其成本較低,可降低房屋建筑造價。例如與聚苯板外保溫相比較,每平方米可降低25元左右。在天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是此種技術。
1. 新型墻體材料發展狀況 我國新型墻體材料發展較快,1987年新型墻體材料產量為184.5億塊標準磚,到1997年增長到1849.88億塊標準磚,增長了10倍,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%。經過近20年來自我研制開發以及引進國外生產技術和設備,我國的墻體材料工業已經開始走上多品種發展的道路,初步形成了以塊板為主的墻材體系,如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等,但代表墻體材料現代水平的各種輕板、復合板所占比重仍很小,還不到整個墻體材料總量的1%,與工業發達國家相比,相對落后40~50年。
2. 新型建筑墻體材料的類型、特性和問題
2.1新型墻體材料的類型。新型墻體材料品種較多,粗略的統計主要包括以下20種,如燒結多孔磚(GB13544-2000)、燒結空心磚和空心砌塊(GB13545-92)、燒結普通磚(GB/T5101-1998)、蒸壓灰砂磚(GB11945-1999)、蒸壓粉煤灰磚(JC239-91)、蒸壓加氣混凝土砌塊(GB/T11968-1997)、普通混凝土小型空心砌塊(GB8239-1997)、輕集料混凝土小型空心砌塊(GB15229-94)、石膏砌塊(JC/T698-1998)、粉煤灰砌塊(JC238-91)、裝飾混凝土砌塊(JC/T641-1996)、住宅內隔墻輕質條板(JG/T3029-1995)玻璃纖維增強水泥輕質多孔隔墻條板(GRC)(JC666-1997)、鋼絲網架水泥聚苯乙烯夾芯板(JC623-1996)、纖維增強硅酸鈣板(JC/T564-94)、蒸壓加氣混凝土板(GB15762-1995)、石膏空心條板(JC/T829-1999)、金屬面聚苯乙烯夾芯板(JC689-1999)、維綸纖維增強水泥平板(JC/T671-1997)、紙面石膏板(GB/T9775-1999)等。 2.2新型墻體材料的性能。作為國家推廣的新型建筑墻體材料,與傳統粘土實心磚相比,在技術層面上很多性能具有很大的優勢。其特征主要有以下幾個方面:保溫隔熱性能好如加氣混凝土砌塊、鋼絲網架火芯板、龍骨石膏板等;防滲水性好如磚類和砌塊類墻體材料及石膏板材等;隔音性能較好如煤灰燒結磚、蒸壓灰砂磚等;能耗低,新型建筑墻體材料需要的原料和能耗都比傳統粘土實心磚要低很多;強度等級高;自重輕,有利于基處理和抗震。另外,新型建筑墻體材料可以縮短工期、節省砂漿、從而增加使用面積等。 2.3新型墻體材料目前存在的問題。目前我國新型建筑材料主要存在以下幾點問題:主要表現在:產品檔次低、企業規模小、工藝裝備落后、配套能力差。新型墻體材料發展緩慢的重要原因之一是對實心粘土磚限制的力度不夠,缺乏具體措施保護土地資源,以毀壞土地為代價制造粘土磚成本極低,使得任何一種新型墻體材料在價格上無法與之競爭。其次新型墻體材料應新型建筑材料科技含量高,往往價格高于目前使用的一般材料,對市場推廣起制約作用; 材料的施工工藝、技術、檢測手段等目前尚無規范限制, 部分產品質量不穩定;個體利益驅動影響了新型墻體材料的開發應用和推廣等等。針對這種情況,國家三部一局(建設部、農業部、國土資源部和國家建材局)墻材革新辦公室積極指導各地大力開展墻材革新工作,結合各地實際情況,出臺了多項墻改政策,有力地促進了新型墻體材料的發展。
3. 外墻保溫技術及節能材料我國每年有10億平方米的民用建筑投入使用,建筑能耗占總能耗的比例已從1978年的10%上升到目前的30%左右。大力發展節能型建筑已成為共識。
而伴隨對節約能源與保護環境的要求不斷提高,建筑圍護結構的保溫技術也在日益加強,尤其是外墻保溫技術得到長足發展,并成為我國一項重要的建筑節能技術。 3.1建筑中常使用的外墻外保溫技術。外墻外保溫技術建筑中常使用的外墻保溫主要有內保溫、外保溫、內外混合保溫等方法。外墻外保溫是將保溫隔熱體系置于外墻外側,以賦予建筑物良好保溫隔熱性能的建筑節能措施。除了保溫隔熱功能以外,由于將絕熱體系置于外墻外側,從而使主體結構所受溫差作用大幅度下降,溫度變形減小,因而外墻外保溫對結構墻體能起到保護作用并可有效阻斷冷橋(熱)橋,有利于結構壽命的延長。3.2外墻外保溫技術的優勢。外墻外保溫技術的優勢與外墻內保溫相比,外墻外保溫具有以下優勢。(1)提高主體結構的使用壽命,減少長期的維修費用。采用外保溫技術,由于保溫層置于建筑物圍護結構外側,緩沖了因溫度變化導致結構變形產生的應力,避免了雨、雪、凍、融、干、濕循環造成的結構破壞,減少了空氣中有害氣體和紫外線對圍護結構的侵蝕。因而只要墻體和屋面保溫隔熱材料選材適當,厚度合理,外保溫可以有效地防止和減少墻體和屋面的溫度變形,有效消除常見的斜裂縫或八字裂縫。(2)降低建筑造價,增加房屋使用面積。由于外保溫技術保溫材料貼在墻體的外側,其保溫、隔熱效果優于內保溫,故可使主體結構墻體減薄,從而增加每戶的使用面積。同時墻體的減輕又可減少建筑梁、柱的直徑和鋼筋用量,進一步降低造價。根據測算,在塔形建筑中平均每戶可增加使用面積1.3平方米~1.8平方米,按建筑面積計算售房面積,在商品房價格中等偏上的城市,外保溫所增加的使用面積的售價可基本抵沖外保溫的費用。(3)基本消除“熱橋”的影響。“熱橋”是指在內外墻交界處、構造柱、框架梁、門窗洞等部位形成散熱的主要渠道。對內保溫而言,“熱橋”是難以避免的,而外保溫既可防止“熱橋”部位產生結露,又可消除“熱橋”造成的熱損失。熱損失減少了,每個采暖季的支出自然就降了下來。(4)改善墻體熱工性能。采用外保溫時,由于蒸氣滲透性高的主體結構材料處于保溫層內側,只要保溫材料選材適當,在墻體內部一般不會發生冷凝現象,故無需設置隔氣層。同時外保溫墻體由于蓄熱能力較大的結構層在墻體內側,當室內受到不穩定熱作用時,室內的空氣溫度上升或下降,墻體結構層能夠吸引或釋放熱量,故有利于室溫保持穩定。(5)便于對建筑物進行裝修改造。在室內裝修中,內保溫層易遭破壞,外保溫則可避免發生這種問題。在對舊建筑物進行節能改造時,采用外保溫方式最大的優點是無需臨時搬遷,基本不影響用戶正常生活。3.3外墻外保溫技術的不足。(1)國內的外保溫施工與國外相比難度較大。這是因為我國地少人多,城市人口居住密度高,居住建筑結構以多層和高層建筑為主,而國外發達國家以低層別墅和少量多層建筑為主,很少見到目前在國內大量出現的現澆混凝土剪力墻結構的高層住宅建筑。這樣國內的外墻外保溫針對的對象,要比國外建筑結構的單體面積及高度都大得多,施工難度也更大。(2)有些外保溫產品技術不過關,刮大風時常常吹落保溫層,外保溫層裂縫處理較難,阻礙外保溫技術的推廣。因此,建議相關部門應該就外保溫產品技術及施工標準加以細化,嚴格審批制度,抬高準入門檻。3.4目前成熟的外墻外保溫技術。目前較成熟的外墻外保溫技術主要有以下幾種: (1)外掛式外保溫外掛的保溫材料有巖(礦)棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板(簡稱聚苯板,EPS、XPS)、陶粒混凝土復合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和價格低廉,已在世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。該外掛技術是采用粘接砂漿或是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上,然后抹抗裂砂漿,壓入玻璃纖維網格布形成保護層,最后加做裝飾面。
還有一種做法是用專用固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上,然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預先制作的龍骨上,直接形成裝飾面。這種外掛式的外保溫安裝費時,施工難度大,且施工占用主導工期,待主體驗收完后方可進行施工。在進行高層施工時,施工人員的安全不易得到保障。(2)聚苯板與墻體一次澆注成型,該技術是在混凝土框-剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內,在即將澆注的墻體外側澆注混凝土,混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題,其優勢很明顯。由于外墻主體與保溫層一次成活,工效提高,工期大大縮短,且施工人員的安全性得到保證。而且在冬季施工時,聚苯板起保溫作用,可減少外圍圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注,否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬,影響后續施工。(3)聚苯顆粒保溫料漿外墻外保溫將廢棄的聚苯乙烯塑料(簡稱為EPS)加工破碎為0.5毫米~4毫米的顆粒,作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術包含保溫層、抗裂防護層和抗滲保護面層(或是面層防滲抗裂二合一砂漿層)。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術是目前被廣泛認可的外墻保溫技術。該施工技術簡便,減少了勞動強度,提高了工作效率;不受結構質量差異的影響,對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平,同時解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題。與別的外保溫相比較,在達到同樣保溫效果的情況下,可降低房屋建筑造價。如與聚苯板外保溫墻相比,每平方米可降低25元左右。
隨著國民經濟持續穩定地增長,建筑業作為國民經濟支柱產業得到了迅速發展。國家墻體材料改革與建筑節能政策和措施的落實,以及經濟可持續發展的需要,為新型墻體材料的發展提供前所未有的發展機遇。我國的新型墻體材料在工藝技術上呈現了多元化、工業化發展的新趨勢。
建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容,隨著國家一系列的節能政策、法規、標準和強制性條文的出臺,我國住宅建設的節能工作不斷深入,節能標準不斷提高,引進開發了許多新型的節能技術和材料,在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節能水平,還遠低于發達國家,我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的3-5倍。分析研究新型建筑墻體材料及節能建筑保溫技術對我國經濟的可持續發展有重要的意義。
1 新型建筑墻體材料概述
新型建筑墻體材料是指不以消耗耕地、破壞生態和污染環境為代價,適應建筑產品工業化、施工機械化、減少施工現場濕作業、改善建筑功能等現代建筑業發展要求而生產的墻體材料,就我國現階段而言是指除黏土實心磚以外的所有建筑墻體材料。
《新型建筑墻體材料專項基金征收和使用管理辦法》中將新型建筑墻體材料共分六類:1)非粘土磚,包括:孔洞率大于25%非粘土燒結多孔磚和空心磚,混凝土空心磚和空心砌塊,燒結頁巖磚。2)建筑砌塊,包括:普通混凝土小型空心砌塊,輕集料混凝土小型空心砌塊,蒸壓加氣混凝土砌塊和石膏砌塊。3)建筑板材,包括:玻璃纖維增強水泥輕質多孔隔墻條板,纖維增強低堿度水泥建筑平板,蒸壓加氣混凝土板,輕集料混凝土條板,鋼絲網架水泥夾芯板。石膏墻板,金屬面央芯板,復合輕質夾芯隔墻板、條板。4)原料中摻有不少于30%的工業廢渣、農作物秸稈、垃圾、江河淤泥的墻體材料產品。5)預制及現澆混凝土墻體。6)鋼結構和玻璃幕墻。
2 新型建筑墻體材料存在的問題
目前我國新型建筑材料主要存在以下幾點問題:產品檔次低、企業規模小、工藝裝備落后、配套能力差。新型墻體材料發展緩慢的重要原因之一是對實心粘土磚限制的力度不夠,缺乏具體措施保護土地資源,以毀壞土地為代價制造粘土磚成本極低,使得任何一種新型墻體材料在價格上無法與之競爭。其次新型墻體材料應新型建筑材料科技含量高,往往價格高于目前使用的一般材料,對市場推廣起制約作用; 材料的施工工藝、技術、檢測手段等目前尚無規范限制,部分產品質量不穩定;個體利益驅動影響了新型墻體材料的開發應用和推廣等。
3 新型建筑墻體材料簡介及節能建筑保溫技術應用
我國是人均資源短缺的國家,能源緊缺是制約我國經濟發展的主要矛盾,因此,建筑節能就成為緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活環境質量、減輕環境污染、實行可持續發展戰略目標的關鍵一環。推廣建筑節能將是我國發展住宅建設的一項長期國策。目前,在建筑中常使用的墻體保溫主要有內保溫、外保溫等方法,下面就兩種保溫方法進行
論述。
3.1 建筑中常使用的外墻內保溫材料及技術
外墻內保溫施工,是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度。內保溫應用時間較長,技術成熟,施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。被大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。
但內保溫會多占用使用面積,“熱橋”問題不易解決,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。
3.2 建筑中常使用的外墻外保溫材料及技術
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,技術合理,有其明顯的優越性,使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術含量高;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。
節能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體,既包括保溫材料,也包括保冷材料。能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節能材料主要有:聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS及XPS)、巖(礦)棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。以上各種材料所具有一個共同的特點就是在材料內部都有大量的封閉孔,它們的表觀密度都較小,這也是作為保溫隔熱材料所必備的。巖(礦)棉和玻璃棉有時統稱為礦物棉,它們都屬于無機材料。巖棉不燃燒,價格較低,在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質量優劣相差很大,保溫性能好的密度低,其抗拉強度也低,耐久性比較差。
總之,用各種新型建筑墻體材料建造房屋,要看最終產品商品房的造價能否被市場所接受。正是由于節能材料的不斷革新,外墻保溫技術的優越性才日益受到人們重視。只有全面的進行綜合經濟分析,認真地選擇建筑體系,實事求是的宣傳,新型建材房屋才能在更多的地方推廣。新型建筑墻體材料的開發應用需要社會長期而持久的關注,應根據具體情況來確定近期和今后發展的品種和產量,分別滿足不同地區各類建筑墻體工程的要求,真正實現建筑行業節能工作的有效落實。
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1、提高建筑材料利用率
1.1進一步推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋,實現建設行業的可持續發展
據相關數據統計顯示,我國每年混凝土消耗量大約為十五億立方米,建筑工程中鋼筋使用量占總體鋼材消耗量的百分之五十以上。[1]如果可以進一步推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋則能夠獲得更多的經濟效益、社會效益和環境效益。對于經濟效益而言,進一步推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋可以直接節約建筑材料的使用量,從而節約建筑工程的成本,獲得經濟效益。2010年,我國鋼材消耗整體量有可能高達一點八三億噸,而推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋則能夠減少三百六十六億噸鋼材的使用量,按照當年每噸鋼材的價格計算則可以直接節省大概一百二十四點四四億元的資金。同時推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋不僅解決了建筑工程結構中梁柱的肥胖問題,擴大建筑工程的使用面積,而且有利于促進建筑結構設計靈活多變,從而在一定程度上可以有效地提高建筑工程的使用功效。據2010年相關數據的簡略統計顯示,推廣和使用高性能混凝土和高強鋼筋所帶來的直接或者間接效益足以達到六百七十億到八百一十億元。[2]是進一步提升傳統產業技術含量重要方式的同時也有利于促進工作效率和建筑工程質量的提高,加快建筑行業推廣使用高強建筑材料的同時進一步提升建筑行業的國際競爭力。
在全面推進和使用高性能混凝土和高強鋼筋等新型材料的同時還需要注意幾個問題。第一,要注重建筑材料的技術研究,這是處于對建筑材料更新換代的考慮。建筑材料的技術研究,尤其是混凝土持久耐用和鋼筋脆斷裂兩方面的研究,可以適當地納入相關的科研規劃中,在試點、理論研究以及相關示范工程等各種方案的貫徹下,進一步推廣科研成果和進行技術創新。第二,組織對高性能混凝土和高強鋼筋建筑材料的推廣工作。這需要建筑單位的大力支持和努力,需要建筑單位設計部門和施工部門進行高度的協商和達成統一。第三,完善相關法律法規和修訂標準規范。建筑工程的設計以及工程施工人員的工作依據來源于對建筑工程標準規范,因此要進一步增加對標準規范研究上的投入,確保高性能混凝土和高能鋼筋的整體推廣和應用有一個規范的技術標準。同時,還需要相關的法律法規作保障,做到建筑工程的設計、施工單位在作業過程有章可循,為進一步推廣和使用高性能建筑材料營造一個積極環境。
1.2促進建筑材料節能科技創新,開發新型建筑材料
建筑材料資源領域的節能還需要科技創新予以一定的技術保障,要大力組織和開展一些科技攻關的活動,研制出適合本國本地、享有獨立自主知識產權的建筑技術,同時還得加快合成技術和已成熟建筑技術的推廣和應用,積極推行國際交流和合作,對于他國先進的建筑材料和建筑新技術要堅持“取之精華,去其糟粕”的汲取原則,盡可能快速地把科研最終成果應用要現實生產過程中,在實踐的過程中再創新、再發展,提高自主創新能力。“垃圾是放錯位置的資源”,那么在處理垃圾的時候則可以適當利用衛生填埋技術、生物處理技術以及焚燒發電技術,擴大資金投入,促進處理垃圾成果轉為生產力,實現建筑行業垃圾資源化。[3]另外,除了積極推廣和使用新型新型、低能耗、高節能、高性能建筑材料外,譬如新型節能的墻材料和建筑體系。還可以開發新能源,利用新能源。譬如具有一定內在潛力的可再生能源――太陽能,而他它的利用方式一般有太陽能采暖集光供水器和無污染發電等等。
1.3加強對建筑行業建筑材料資源使用的監督力度
這就要求各地負責建筑建設的部門加大對建筑行業建筑材料資源使用的監督力度,做好建筑材料樣品取樣調查的工作和進一步完善相關檢查制度,各個部門明確其工作職責,對于國家明確提出建筑行業違規材料、產品以及不合格的淘汰建筑材料要嚴格予以禁止,拒絕讓其流入建設工程中。同時,對于小區項目的建設和示范城市要著力抓好,對于新型建筑材料的生產單位或者企業則可以重點扶持,充分發揮其示范作用,從而提升建筑行業節能的整體質量。
2、總結
經濟的騰飛和繁榮帶動著建筑行業的發展,建筑的發展則又促進了建筑材料業的不斷進步。建筑材料業的不斷發展不僅滿足了各個建筑層次的需求,提升了建筑行業的總體質量,同時也成為了人類生活、生產進步的助推器,從而為我國國民經濟的發展貢獻自己的一份力量。隨著人們生活水平的不斷提高和經濟的發展,未來的建筑材料必將朝著舒適、美觀、優質、藝術等趨勢發展。
參考文獻:
混凝土作為最主要的、用量最大的建筑材料,它以其低廉的成本,廣泛的原材料來源,易成形,抗壓強度高,耐腐蝕性好等優點成為建筑材料的首選。混凝土自誕生以來,經歷了從普通的結構材料到復合材料然后到功能材料發展過程,已逐步向高強、多功能、高性能和智能化發展,而最新的發展趨勢是向結構——智能一體化發展。論文大全。而智能混凝土則是這一趨勢的綜合體現。
混凝土的生產能耗高,污染嚴重,這么多年過去了,沙子和碎石的消耗很大,如此下去沙石的供應將很快枯竭。所以為了提高沙石的利用效益和混凝土的可持續發展,我們應該致力于對混凝土性能提高的研究,而智能化的混凝土則能達到這個目的。智能混凝土研究才剛剛起步,智能混凝土還有巨大的發展空間。
智能混凝土經過一定時間的發展,已有很多的種類,總的來說可簡單分為:自修復混凝土、自調節混凝土和自感應混凝土。下面對這幾種智能混凝土進行簡單分析:
自修復混凝土是模仿動物的骨組織結構和受創傷后的再生、恢復機理,采用粘結材料和基材相復合的方法,對材料損傷破壞具有自行愈合和再生功能,恢復甚至提高材料性能的新型復合材料。論文大全。日本學者曾在實驗中模仿骨組織結構,將內含粘接劑的空心膠囊摻入混凝土材料中,一旦混凝土材料在外力作用下發生開裂,空心膠囊就會破裂而釋放粘結劑,粘結劑流向開裂處,使之重新粘結起來,起到愈傷的效果,這樣混凝土就有了自修復的能力了。而混凝土結構在使用過程中出現裂縫是不可避免的,比如說混凝土在制造成型過程中的干縮裂縫,在承載過程中的拉伸裂縫等等。而混凝土裂縫的產生,不僅使強度降低,而且會嚴重影響混凝土的耐久性能和使用壽命。例如空氣中的酸雨和極易通過裂縫侵入混凝土內部,腐蝕混凝土內的鋼筋。可對于混凝土內部的裂縫,要想檢查和維修都很困難,所以自修復混凝土就是應這方面的需要而產生的。自修復混凝土通過在混凝土傳統組分中復合含修復膠劑的纖維管,在混凝土結構內部形成與骨組織中相類似的修復網絡,在外力作用下一旦混凝土開裂,修復纖維破裂,修復膠劑流出、深人裂縫并硬結,恢復甚至提高開裂部分的強度,增強延性彎曲的能力,從而提高整個結構的性能。
混凝土本身是惰性材料,要達到自調節的目的,必須復合具有驅動功能的組件材料。例如在室內環境濕度自動調節中,日本學者就利用關鍵組分是沸石粉的混凝土完成對室內環境濕度的探測,并根據需求調節室內濕度,其中沸石粉就是具有驅動功能的組件材料。又如同濟大學混凝土材料研究國家重點實驗室曾嘗試在混凝土中復合電粘性流體(SMA)作驅動組件材料來研制自調節混凝土材料。實際上我們經常是在混凝土中埋入形狀記憶合金(ER),利用形狀記憶合金對溫度的敏感性和不同溫度下恢復相應形狀的功能,在混凝土結構受到異常荷載干擾下,通過記憶合金形狀的變化,使混凝土結構內部應力重分布并產生一定的預應力,從而提高混凝土結構的承載力。
自感應混凝土又可被稱為自診斷混凝土,可分為壓敏自感應混凝土性和溫敏性自感應混凝土等。混凝土材料本身并不具備自感應功能,但在混凝土基材中復合部分導電相可使混凝土具備本征自感應功能。目前常用的導電組分可分三類:聚合物類、碳類和金屬類,其中最常用的是碳類和金屬類,例如碳纖維智能混凝土和光纖傳感智能混凝土。1989年美國的D.D.L.Chung等首先發現將一定形狀、尺寸和摻量的短切碳纖維摻入混凝土材料中,可以使材料具有自感知內部應力、應變和損傷程度的功能。而且這種復合材料可以敏感有效地監測拉、彎、壓等工況及靜態和動態荷載作用下材料的內部情況。此后自感應混凝土獲得了一定的發展,例如在公路應用中,自感應混凝土能將各種數據傳至監測站,然后工作人員利用抗阻與載重之間的關系就能確定公路上汽車的重量、位置和速度,為交通管理智能化打下基礎。
以上都只是單一的診斷、自調節、自修復、恢復的智能混凝土,只能稱之為機敏混凝土。而單一的功能并不能充分發揮智能混凝土的智能作用,我們就應該將兩種或兩種以上的功能集于一身然后根據實際需要實現混凝土的真正智能化,對于現今及以后智能混凝土的發展,我們最重要的是要實現結構——智能一體化,同時為了使智能混凝土獲得更好更廣泛的應用,應該讓智能混凝土集成化、產業化、小型化、價格低廉化和原材料來源廣泛化,另外應該充分利用工業廢料,變廢為寶,同時降低智能混凝土的造價。還有就是要開發更好的智能控制材料,找到功能更強大的材料和更好的制造工藝。但我們在開發智能混凝土工程中也應注意開發的針對性、實踐的可行性和設計思考的綜合性。
同時我們也不能只局限于智能混凝土內部的研究和發展,我們可以將眼光放遠,將智能混凝土與其他建筑材料綜合考慮綜合運用。論文大全。比如說采用鋼渣成功配制出一種新型的導電混凝土,不僅具有較好的導電性,并且具有較佳的力學性能,同樣我們可以將鋼渣加入智能混凝土中,提高智能混凝土的導電性能和智能傳感性能,然后運用于結構防凍當中,將會帶來巨大的效益。
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0引言
現代科學技術發展迅猛,各種多功能的建筑材料被研發出來,而這些材料對于我國工業建筑的實現與發展起到了極大的推動作用。,發展。
1新型建筑材料的研究與應用
1.1新型混凝土材料的應用
1.1.1清水混凝土施工技術
樸素的建筑語言清水混凝土體現的是“素面朝天”的品位。但建筑師們認為,這是一種高貴的樸素,看似簡單,其實比金碧輝煌更具藝術效果。,發展。“清水混凝土”一直是國內建筑領域少人涉足的一片神秘之地。,發展。雖然,它與生俱來的厚重與清雅是一些現代建筑材料無法效仿和媲美的;而其施工難度之大,可變因素之多,又使其始終難以被國內的業主和建筑師所采用,更鮮有成功的范例。
20世紀初時,混凝土因其力學特性開始廣泛應用于建筑施工領域,到20世紀中期,建筑家們逐漸把目光從混凝土作為結構材料的具體利用轉移到材料本身所擁有的柔軟感、剛硬感、溫暖感、冷漠感等材質對人的感官及精神的影響和刺激上,開始用混凝土作為結構材料與生俱來的裝飾性特征來表達建筑傳遞出的情感。
首都機場新航站樓采用的就是清水混凝土技術。據該工程技術負責人介紹,新航站樓共有65萬方混凝土澆灌任務,其中有一半以上將采用清水混凝土,這種技術將主要在候機大廳和公共大廳外部結構采用。這種新混凝土沒有色差、氣泡和裂紋,也不用進行刷漆裝修,完全是自然灰色調,非常質樸,目前國內只有香港機場采用過此項技術。
1.1.2高性能混凝土
高性能混凝土(>40MPa)首先用于30層以上高層建筑物的鋼筋混凝土結構,因為這種建筑物下部三分之一的柱子,在用普通混凝土時斷面很大。除節省材料費用外,與鋼結構相比,加快施工速度也是采用混凝土結構的重要特點。
高性能混凝土是一種新型的高技術混凝土,是在大幅度提高常規混凝土性能的基礎上,采用現代混凝土技術,選用優質原材料,在妥善的質量控制下制成的。除采用優質水泥、集料和水外,配制高性能混凝土還必須采用低水膠比和摻加足量的礦物細摻料與高效外加劑。
我國高性能混凝土的研究、應用發展迅速。我國是生產和使用混凝土的大國,混凝土的質量在不斷地提高。隨著高性能混凝土的優越性不斷地得到認可,混凝土應用技術的進步,城市建設速度的加快,高性能混凝土獲得了迅速發展。
1.2新型綠色環保裝飾材料的發展
建筑裝飾裝修材料是應用最廣泛的建筑功能材料,深受到廣大消費者的關注。隨著人們牛活水平的提高和環保意識的增強,建筑裝飾工程中不僅要求材料的美觀、耐用,同時更關注的是有無毒害,對人體的健康影響及環境的影響。“ 智能皮”是由美國費城的建筑師斯蒂芬·基蘭和詹姆斯·廷伯萊克研究發明的一種建筑新材料。
“ 智能皮”是包在鋁框架外面的一層膜,就象包在帳篷支架上的尼龍布。,發展。是由兩層叫做聚乙烯對苯二酸酯(PET)的聚酯膜組成的(PET也是用來制造汽水瓶的塑料材料),這種設計理念是利用這種薄而柔軟的膜作底層,把照明、供暖、能量儲存甚至信息顯示屏等微元件都“印”在上面,就好像用墨水在紙上寫字。其結果是可以提供無限個性化的廉價電子墻壁,既可用于工業生產,也可用于住宅。人們可以自己設計住宅,例如,可以把起居室的一面墻作為內置電影屏幕,而按一下開關,整面墻都可以變成窗子。,發展。
智能皮的兩層PET之間有兩英寸厚的空間,內層貼有氣凝膠襯墊。而兩英寸厚的氣凝膠襯墊的絕緣效果跟用聚本乙烯絕緣材料澆灌的17英寸厚的水泥磚墻完全一樣。PET的外層涂有包含用相變材料制成的微膠囊狀透明樹脂,可以在白天吸收周圍熱量,并在晚上溫度下降時釋放熱量,從而使墻壁本身變成一個調溫設備。
2工業建筑設計的發展環境與趨勢。
2.1工業建筑設計的節能省地趨勢
工業建筑在節能中占有極為重要的地位。工業建筑設計歷來就很重視設備節能,利用自然通風,利用自然采光。,發展。
2.2生態化發展趨勢
進入工業社會以來生產力發展、工業建筑蓬勃發展、必須考慮與大自然和諧共生與可持續性發展,新的綠色工業將是自然循環的整體部分,甚至在用了能源之后還在生產新的能源,它不破壞自然,它的廢棄物將是自然成長的營養而不是污染環境的毒物。新的綠色工業建筑的生態化是歷史發展的必然趨勢。對于工業建筑的城市環境設計、節能、節地、環境保護與防止污染等問題給予了極大重視,在實踐中得到應用。面向新世紀運用生態學中的共生與再生原則,結合自然并具有良好的生態循環方面將是工業建筑的發展方向之一。
2.3工業建筑的可持續發展
在工業建筑中,也存在著對歷史建筑的保護問題,任何有價值工業建筑,慎重對待拆除和改造,避免單純大拆大蓋,適當保留可以延續歷史記憶,為企業留下深厚的企業文化、為后代留下文化遺產。
3結束語
工業建筑發展迅速,他給我們的社會帶來了前所未有的變化,但是也存在一些問題,他對于我們的環境的影響也是不容忽視的。我們必須引導工業建筑向著綠色,可持續的方向發展。
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