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新經(jīng)濟(jì)時(shí)代中建筑材料的應(yīng)用與創(chuàng)新

2018-10-21 11:45徐琦
裝飾裝修天地 2018年9期
關(guān)鍵詞:新型材料建筑工程應(yīng)用

徐琦

摘 要:新型建筑材料是社會進(jìn)步和提高經(jīng)濟(jì)效益的必然選擇,當(dāng)今愈來愈多的建筑與資源總量和環(huán)境保護(hù)存在矛盾,而新型建筑材料能夠有效解決這一問題,其有利于降低建筑對于能源、資源的需求,減少對生態(tài)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:建筑工程;新型材料;應(yīng)用

1 前言

在科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天,傳統(tǒng)的建筑材料已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展的需要,不能被人們所認(rèn)可。新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料,大大減少資源的浪費(fèi)、減少環(huán)境的壓力,具有廣闊的發(fā)展空間。

2 高強(qiáng)度的建筑材料創(chuàng)新應(yīng)用

近年來,高強(qiáng)度的建筑結(jié)構(gòu)材料不斷涌現(xiàn),在經(jīng)濟(jì)、社會效益方面均具有顯著優(yōu)勢,其可直接減少材料的使用量,也可減少原料對生產(chǎn)加工、交通運(yùn)輸以及電力的要求,迎合了我國節(jié)約資源能源的基本國策。

2.1 高強(qiáng)度的建筑混凝土

高強(qiáng)高性能混凝土特性可歸納為以下幾點(diǎn):高強(qiáng)度、高工作度(流態(tài)、可泵)、高體積穩(wěn)定性(硬化時(shí)不開裂、收縮徐變?。?、高抗?jié)B(耐久)性。由此,高強(qiáng)高性能混凝土在超高層建筑底層柱、梁以及大跨度空間、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中應(yīng)用效果較好,可有效減小截面尺寸、增大建筑使用面積,也有利于減輕結(jié)構(gòu)自重,減少施工量,獲得更佳的經(jīng)濟(jì)效益。由高強(qiáng)高性能混凝土的特性分析可知,其在強(qiáng)度、耐久性等諸多方面優(yōu)勢顯著,但是其脆性特性也是缺陷所在,特別是C80以上的混凝土,考慮脆性折減系數(shù)后,承載力方面優(yōu)勢不顯?;诖?,可采用鋼材有效改善延性,如:鋼管混凝土、鋼骨混凝土、鋼纖維混凝土等。

2.2 高強(qiáng)度的建筑鋼筋

在混凝土結(jié)構(gòu)中,鋼筋是關(guān)鍵材料,其強(qiáng)度等級直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全性,由此混凝土鋼筋的高強(qiáng)度化發(fā)展是一大必然趨勢。高強(qiáng)度鋼筋的屈服強(qiáng)度搞(400MPa),延性指標(biāo)強(qiáng)屈比(>1.15)、伸長率(>7%)均可滿足一般抗震要求。若是建筑抗震要求較嚴(yán),可選用專門抗震鋼筋HRBE系列。在實(shí)際應(yīng)用中,高強(qiáng)度鋼筋往往由于裂縫、變形控制方面的要求,導(dǎo)致強(qiáng)度無法得到充分的利用,但是結(jié)構(gòu)承載力的儲備大幅增加,此外高強(qiáng)度鋼筋應(yīng)用于混凝土柱,可有效避免構(gòu)成柱鉸屈服破壞結(jié)構(gòu)??傊?,高強(qiáng)度鋼筋可在非抗震、抗震設(shè)防地區(qū)工民建與一般構(gòu)筑物得到廣泛應(yīng)用,也可用作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件縱向受力鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件非預(yù)應(yīng)力鋼筋,還可用作箍筋、構(gòu)造鋼筋等。

3 高耐久性的建筑材料創(chuàng)新應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)該引起足夠的重視,不但能大幅度提高結(jié)構(gòu)的耐久性,延長其使用壽命,而且大大地減少了工程的維修和重建費(fèi)用。此外,耐久性的提高還可節(jié)省各種原材料及開采、加工等能源消耗,對建筑實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)化做出巨大的貢獻(xiàn)。

3.1 耐久性混凝土

混凝土材料的脆性較大,極易受到各種因素的影響出現(xiàn)裂縫、局部損傷以及腐蝕情況,直接威脅到建筑物的使用安全,縮短使用壽命,嚴(yán)重者甚至是引發(fā)重大事故。生產(chǎn)高耐久性混凝土是建筑行業(yè)發(fā)展的必然要求,其質(zhì)量要求可歸納為以下幾點(diǎn):密實(shí)度、抵抗介質(zhì)作用的鈍化性能、有害介質(zhì)含量?;诖耍赏ㄟ^控制原材料質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)工藝,合理摻加外加劑,如:優(yōu)質(zhì)礦物微細(xì)粉、高效減水劑等,切實(shí)提高混凝土性能,抵抗外界有害介質(zhì)侵入,增強(qiáng)混凝土的耐久性,延長使用壽命。

3.2 耐火耐候鋼材

耐火耐候鋼主要具有耐高溫、耐惡劣氣候以及耐腐蝕強(qiáng)度的優(yōu)良性能。耐火鋼屬于是一種特殊鋼材,與普通的鋼材相比,最為突出的特點(diǎn)是高溫下強(qiáng)度彈性模量均較好,高溫性能優(yōu)勢顯著;耐候鋼主要是通過在碳素鋼中摻加微量合金元素所得,表明腐蝕率顯著減小。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中,耐火耐候鋼可不用或減少涂裝,有利于減少相應(yīng)的維護(hù)成本;鋼材的厚度可適當(dāng)減薄,節(jié)約綜合成本超過30%;有利于減少污染,縮短施工周期,減輕建筑物重量,增強(qiáng)建筑安全性;有利于增加建筑有效空間,經(jīng)濟(jì)、社會效益均較為顯著。

4 輕質(zhì)的建筑材料創(chuàng)新應(yīng)用

對于建筑工程而言,輕質(zhì)材料的使用有利于減輕建筑物的自重,在節(jié)約材料、提高運(yùn)輸與吊裝效率方面也具有一定的優(yōu)勢。以混凝土材料為例,隨著高層建筑、大跨建筑的發(fā)展,普通混凝土自重大的缺點(diǎn)日益凸顯,解決途徑有兩個(gè):提高混凝土強(qiáng)度,發(fā)展輕骨料混凝土。輕骨料混凝土,也稱為是輕集料混凝土,主要是采用輕骨料(輕粗骨料、輕細(xì)骨料或普通砂)、水泥和水配制所得,其中輕骨料的表觀密度低于普通骨料,如:陶粒。輕骨料混凝土的成本比之普通混凝土增加不多,其不僅具有輕質(zhì)的特點(diǎn),在保溫隔熱、耐火、隔聲、抗震方面也具有優(yōu)勢,具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

5 復(fù)合的建筑材料創(chuàng)新應(yīng)用

長期以來,高層建筑、大跨建筑結(jié)構(gòu)材料主要是混凝土、鋼材,材料的組成形式較單一,如此復(fù)合材料的出現(xiàn),為混凝土、鋼材組合提供了新思路。

5.1 纖維混凝土

纖維混凝土指的是摻入了短鋼纖維或是合成纖維的混凝土,其中,鋼纖維的摻入,將混凝土的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗疲勞性以及耐久性顯著地提高;合成纖維的摻入則能夠提高混凝土韌性,阻斷混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管通道,從而大大降低混凝土暴露面水分的蒸發(fā),減少混凝土塑性裂縫、干縮裂縫的出現(xiàn)。

5.2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種高性能的新型材料,其主要是以纖維材料、基體材料按一定比例混合而制成,以碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維增強(qiáng)的樹脂基體,分別簡稱為CFRP、GFRP(俗稱為玻璃鋼)和AFRP。

6 綠色環(huán)保的建筑材料創(chuàng)新應(yīng)用

6.1 綠色高性能混凝土

混凝土材料不但要向高性能方向發(fā)展,而且更需要與建筑工程材料可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合。GHPC具有以下特征:更多地節(jié)約熟料水泥,減小了混凝土生產(chǎn)對環(huán)境的影響;更多地?fù)饺肓艘怨I(yè)廢渣為主的細(xì)摻料;充分發(fā)揮了高性能的優(yōu)勢,減少了水泥、混凝土用量;應(yīng)用范圍更廣,如:需抗?jié)B、抗凍融的環(huán)境均可使用。

6.2 再生骨料混凝土

再生骨料混凝土,主要是把廢棄的混凝土塊破碎、清洗和分級,然后按照一定比例和級配混合形成再生混凝土骨料,最后部分或是全部代替砂石等天然骨料(主要是粗骨料)配制成新的混凝土。當(dāng)前,國內(nèi)的再生混凝土主要集中應(yīng)用于非承重構(gòu)件、混凝土樓面以及道路路面等。

6.3 綠色墻體材料

綠色墻體材料主要指的是無毒或是低毒的健康型墻材、防火或是阻燃的安全型墻材、耗能低的節(jié)能型墻材與各類的新型多功能墻材。根據(jù)構(gòu)造要求,可以將綠色墻體材料分為三類:(1)建筑塊材,其主要指的是建筑砌塊、混凝土空心磚,其中建筑砌塊的品種眾多,在生產(chǎn)中應(yīng)積極開發(fā)使用各種的工業(yè)廢渣,發(fā)展集“承重、保溫、裝飾”于一體的復(fù)合砌塊;(2)輕質(zhì)板材,包括石膏板、纖維水泥板、硅酸鈣板等;(3)復(fù)合墻體,這是我國近年來發(fā)展較為迅猛的一種新型墻體結(jié)構(gòu)體系,其主要是以混凝土砌塊空腔墻與其他的非承重材料復(fù)合所得,非承重材料包括:巖棉板、膨脹珍珠巖、石膏板、聚苯乙烯泡沫板、纖維板等,此種墻體在承重、保溫方面均具有顯著的優(yōu)勢,在北方寒冷地區(qū)得到了推廣,應(yīng)用前景十分廣闊。

7 結(jié)語

在各種建筑物中,新型建筑材料的應(yīng)用占據(jù)著主導(dǎo)地位,其在節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境等方面均具有顯著優(yōu)勢,有利于進(jìn)一步提高人們的生活質(zhì)量。在建筑行業(yè)發(fā)展中,新型建筑材料的研發(fā)與推廣是一項(xiàng)長期工作,必須得到各方的支持,提供良好的應(yīng)用平臺。

參考文獻(xiàn):

[1] 陳軍輝.新型建筑材料對工程經(jīng)濟(jì)成本控制的影響[J].低碳世界,2018(2).

[2] 姚元燊.建筑工程新型材料的應(yīng)用與發(fā)展[J].建材與裝飾,2018(5).

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