新型建筑材料的應用現狀與發展前景

黨 楠 茜

(蘭州大學土木工程與力學學院，甘肅 蘭州 730000)

隨著科學技術的進步和建筑水平的提升，建筑材料獲得了蓬勃發展，并成為拉動我國國民經濟發展的重要產業，據統計，我國建筑材料消耗費用占總消耗費用50%以上，是我國經濟的重要支柱，但同時作為一個高消耗產業，消耗了全國近1/2的鋼筋和水泥，且建筑材料的品種與質量嚴重影響著土木工程建筑的安全性、適用性和耐久性等各種性能。按照國際經驗和我國目前建筑與工業用能水平發展預測，到2020年，我國建筑能耗占我國能源消耗總量將達到35%左右。因此，建筑能耗問題已成為當前迫切需要解決的問題。在此背景下，新型建筑材料占據愈來愈重要的地位[1]。

新型建材種類含有新型墻體材料、新型防水密封材料、新型保溫隔熱材料和新型建筑裝飾裝修材料四大類[2]。和傳統建筑材料相比，新型建筑材料具有高強、輕質、節地、能耗和環境污染小、更加符合我國基本國策的特點。據調查，采用新型建材可使有效使用面積增加10%，建筑自重減輕40%，并且能夠有效提高抗震能力[3]。在使用過程中，其耐久性、耐腐蝕性以及力學性能均有很大的提升，并能很好地滿足使用者在使用過程當中對經濟性、安全性和舒適性的相關要求。因此，新型建材是研究人員和專業人士一直以來的關注焦點。目前，經過了三十多年的發展，我國新型建材已大致完成了從無到有、從小到大的發展過程，在研發、計劃、生產、流通和使用等方面日益完善。在市場需求之下，新型建材被廣泛需求和使用。

1 新型建筑材料的簡要介紹

1.1 新型墻體材料

新型墻體材料以粉煤灰、煤矸石、石粉、爐渣和竹炭等為主要原料，不同于傳統的磚瓦、灰砂石等墻體材料，新型墻體材料的品種多樣豐富，包含有磚、塊、板，如摻廢料的粘土磚、非粘土磚、加氣混凝土、輕質板材等。通常這些新型墻體材料具有承重性能好、保溫隔熱、質量輕質、環境友好等特點，且裝配簡單方便、厚度小、具有較大的使用空間，現已成為土木建筑工程中使用最為廣泛的一種墻體材料。

1.2 新型防水密封材料

新型防水密封材料是在目前的防水密封技術中的一種常見建筑材料。具有各項優良性能，一般來說，單層新型防水卷材就可代替傳統的二氈三油防水結構，新型防水密封建材同時具有很好的力學性能，高伸長率和斷裂強度使得建材可以適應巨大的溫差、火災和地震等因素，從而大大延長了建筑的使用壽命。此外，新型防水密封材料還具有良好的耐高溫、低溫以及耐老化的性能，良好的粘結性和冷施工特點大大提升了施工效率、縮短工期、減少了環境污染并且提高了防水結構層的整體性。綜上，新型防水密封材料的使用可以適應不同的防水防潮工程，提高建筑物抗老化能力并延長使用年限。

1.3 新型保溫隔熱材料

通常新型保溫隔熱材料具有輕質、多孔的特點，可分為有機材料與無機材料兩種，相比較而言，新型有機保溫隔熱材料的保溫性能更佳，而后者的耐久性更好。在目前市場消費當中，有機類保溫隔熱材料的應用占比高達60%左右，無機類則僅占比5%左右，處在被替代的邊緣。此外，復合類新型保溫隔熱材料的前景也日益開闊，占比可達35%左右。目前，在我國應用較多的是以巖棉、玻璃纖維和有機泡沫為主的新型保溫隔熱材料，符合低碳經濟、綠色環保的主旋律，廣受居民喜愛。

1.4 新型裝飾裝修材料

這類建材表面平滑、質密，具有環保、節能、防火、無毒害等優點。新型裝飾裝修材料的工業生產，自動化程度高，格局可隨意改變，在生產過程中運行安全穩定，徹底改變了以往采用模具澆筑的許多弊端，自組裝程度化高，具有生產原料來源廣泛、生產工藝簡單快捷、能耗低等特點。此外，部分新型裝飾裝修材料具有高效吸光和調節空氣濕度的能力，可凈化空氣，改善室內室外環境，因而被廣泛應用。

2 新型建筑材料的應用

隨著科技的發展、社會的進步，人類對舒適美好、綠色經濟的生活環境不斷追求，各類型建筑基礎設施日益龐大，“新材料、新能源”的使用是我國未來發展的必然趨勢。建筑行業作為我國的主導經濟形勢，對國民經濟的增收有著至關重大的影響[4]，新型建筑材料的優良性能使其在建筑行業得到廣泛認可和應用。現就納米材料、泡沫混凝土以及聚乙烯閉孔泡沫板材舉例展開淺析。

2.1 納米技術的應用

2.1.1 納米技術在保溫隔熱材料中的應用

在我國節能減排方針的指導下，建筑體的保溫性能日益被重視，傳統材料聚氨酯、石棉等均有致癌、含毒害等缺點。而將納米技術應用于保溫隔熱材料當中，則可以有效地減少這些弊端，例如以無機硅酸鹽為基料經高溫高壓納米功能材料改性，得到的新型保溫隔熱材料無毒害，且具有很好的保溫隔熱性能，同時也是一種綠色經濟的保溫隔熱材料。

2.1.2 納米技術在防水密封材料中的應用

防水密封材料一般由炭黑加入膠結料中制得，且具有易老化、耐腐蝕性和耐候性較差的弊端，而納米材料則可很好的解決以上諸類問題。目前，北京建筑學科學研究院成功研制了納米防水密封卷材，該材料具有良好的密封性、韌度、抗老化能力以及良好的光、熱穩定性等。納米防水密封卷材在海洋工程、水利堤壩、建筑頂面、地下室和防潛工程中均具有廣闊的應用前景。

2.2 泡沫混凝土材料的應用

混凝土作為現代建筑工業使用最多的材料之一，對建筑物的質量起著決定性的作用。隨著科技的不斷進步與發展，傳統混凝土在材料性能或價格成本上均已不能滿足現代化工程的需要。基于此，泡沫混凝土作為一種新型建材被研制生產。泡沫混凝土屬“多孔式”的建筑材料，結合了機械處理方法把泡沫劑水溶液制備為泡沫，并將泡沫融合在硅、鈣質、水等組合材料中，具有密度低(較傳統材料減輕20%～30%)、保溫效能顯著、耐火耐高溫和綠色經濟等特點。其自身的優良性能也決定了使用價值，泡沫混凝土工程造價成本低，將其應用在建筑表層可發揮理想的溫控作用，使得室內冬暖夏涼，此外，泡沫混凝土在道路橋梁、加固填補等工程中，其堅固耐用，性能優越的特點也得到廣泛認可[4]。

2.3 聚乙烯閉孔泡沫板的應用

化學交聯聚乙烯發泡(PE發泡)具有其他材料不具備的優異特性，包括有復原率強、無吸水、耐沖擊、耐候耐化學藥品等。由PE發泡制得的聚乙烯閉孔泡沫板是一種新型墻體材料，具有可重復利用、輕質高強、吸濕率低、高溫不融化和低溫不脆斷的優良性能。以聚乙烯閉孔泡沫板夾彩鋼板可得到環保節能、快捷高效的墻體板材。由此制得的彩鋼板活動房運移方便、搭接快捷、穩定性好、保溫性能顯著，可在工廠或現場搭接，既不破壞環境又綠色環保，使用價值和觀賞價值齊具。

3 新型建筑材料的發展前景展望

隨著城市人口的日益增多，人類對結構建筑的要求不斷增加。新型建筑材料的發展作為國家實施創新驅動戰略、新型城鎮化發展目標的重大要求，是建筑業實現轉變經濟發展方式和可持續發展戰略的必然選擇，也是我國建筑實現提質增效、轉型升級的必由之路。

3.1 可再生資源發展建材

目前，資源限制已經越來越嚴重，我國作為一個人均資源僅為世界人均資源1/4的國家，采用可再生資源生產建材成為我國發展新型建材的不二選擇。當前我國生活垃圾和工業廢料年產量驚人，將這些廢品變廢為寶，回收加以二次利用，并以此加工生產成新型建筑材料，不僅可以減少資源損耗和環境污染，同時也可實現環保生態和經濟的可持續發展。通過在保證產品成品率和降低生產原料損耗的前提下，充分利用回收資源，采用少污染的生產技術，從而開發出無毒害、綠色、節能、環保和社會效益好的新型建材。

3.2 新型智能材料發展建材

智能化材料是指具有自我診斷和破壞預告、自我調節與修復、可重復利用的材料。當該材料內部發生結構或承載力的改變時，可將材料的內部狀況顯示出來并進行自我調整[5]。新型智能建筑材料是具有新型建筑功能的材料，通過人們發出的指令做出反應并與人們進行交流，讓人們生活在更加愉悅的生活環境當中。目前，這種新型智能建筑材料還尚未普及，但是隨著建筑行業的發展與社會的進步，其在樓宇智能化當中的應用勢在必行，是建筑領域的發展趨勢所在。

3.3 環保材料發展建材

隨著人們對生活環境意識的增強，人們對于居住環境經濟性、安全性和舒適性的要求也越來越高。傳統的建筑材料對居民的生活中尚存在一些負面影響，難以達到居民的要求，因此逐漸被淘汰。建材相關管理部門應結合不同的地區與建筑類型，推進綠色環保建材的研發和生產，同時也應強化各部門間的合作，制定并落實新型建材在應用和管理方面的規程，解決當前新型環保材料在研發和生產應用當中的各個問題，建設環境友好型的建材市場。

3.4 復合多功能材料發展建材

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對建筑的認知越來越高，因此，復合多功能建材橫空出世。復合多功能建材是指在滿足建材的主要功能的前提下，同時兼具其他各種優良性能。在生產過程中，通過新材料與新技術相結合，融合輕質高強、防水防潮、耐火耐高溫、抗腐蝕能力強等多種優點，配套微電子技術和高科技技術，在性能、用途、功能、安全和舒適度上做出重大突破，實現對現代化建筑的調控和完善，更加符合世界發展趨勢和人類生活需要。

4 結語

我們對新型建筑材料的優點和應用現狀有了簡要的了解，新型建筑材料順應了經濟環保、綠色節能的發展趨勢，代表了建筑行業的未來發展前景，已成為人勢所趨。經過了三十幾年的發展，新型建筑材料已成為體系完備、品種多樣、規劃清晰、產品配套能力強、具有明顯的競爭力的建筑材料，在市場中占據極其重要的地位。隨著我國可持續發展戰略的推進和建筑領域的發展，新型建筑材料必將以其獨特的優勢在建筑行業大放異彩，促進人類的發展與進步。