新型墙体材料的研究现状及发展趋势

李 三 亚

(河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098)

新型墙体材料的研究现状及发展趋势

李 三 亚

(河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210098)

通过介绍新型墙体材料出现的背景，结合新型墙体材料的特点，对目前我国新型墙体材料的研究现状进行了总结，指出了新型墙材发展存在的问题，系统阐述了新型墙材的未来发展趋势。

新型墙材，研究现状，发展趋势

0 引言

墙体材料一般是指在建筑中起承重、围护、隔断作用的建筑材料，是建筑材料中不可或缺的一部分，据统计，一栋建筑中墙体材料可以占所有建筑用料的60%以上[1]，同时墙体材料的质量好坏将会直接影响到建筑物的性能与使用寿命，由此可见墙体材料对于建筑的重要性。我国在建筑业发展初期主要使用以实心粘土砖为代表的传统墙体材料，并对其进行了一些试验研究，田水[2]用碳纤维布加固实心粘土砖柱并对其进行轴心受压试验，发现碳纤维布的紧箍作用使实心粘土砖柱的强度和延性都得到提高。但是随着我国经济的快速发展和人们环保节能意识的日益提高，高能耗，高资源消耗的传统墙体材料已经不能满足人们和社会的需求，同时国家也提出了“要积极开发新材料、新工艺、新技术”“2010年底，中国境内的所有城市都要禁止使用实心粘土砖”等相关政策和规定[3]，在这种形势下，新型墙体材料逐渐发展起来。

与传统墙体材料相比，新型墙体材料采用了低能耗的生产工艺和低污染的生产技术，具有轻质、绿色节能，保温隔热性能良好等优点。目前国内众多学者关于新型墙体材料的研究已经很多，主要集中于新型墙体材料的取材以及其基本力学性能方面的研究，包括实现建筑材料的废物利用、绿色节能，新型墙体的热工性能以及抗压抗折性能研究等。本文旨在就目前国内学者对新型墙体材料的研究现状进行总结，为新型墙体材料的进一步研究指明方向。

1 新型墙体材料的特点

目前我国的新型墙体材料主要包括砖、砌块、板材三类，新型墙体材料最大的特点就是绿色节能，砖类墙体中的实心粘土砖因大量消耗土地资源且自重大等劣势，在发展中逐渐被取代或者禁止使用。而新型墙体材料取材广泛，近年来我国工农业发展迅速，产生了大量的固体废弃物和农业废秸秆，目前有很多国内学者正在研究如何利用这些废弃物制备烧结多孔砖和砌块，如谭克锋[4]利用炼钢过程中产生的废渣制备砌块，通过试验发现，在钢渣中加入一定配合比的胶凝材料，可以激发空心砌块的活性进而提高空心砌块的强度。这为钢渣的大规模利用提供了一个有效的途径。新型建筑材料还具有保温隔热，防渗等性能。比如轻集料混凝土空心砌块，自重较轻，保温隔热性能良好，但是由于其体积较大，保温隔热性能存在一定的局限性，王沁芳[5]对砌块的传热形式，热工性能等影响因素进行了分析，提出了改善轻集料混凝土空心砌块热工性能的几种可行措施。

2 新型墙体材料的研究现状

2.1砖类

近年来国家大力提倡发展绿色建筑，自国家全面禁止生产和使用实心粘土砖以来，目前烧结多孔砖和空心砖在建筑中得到广泛使用，主要应用于层数较少的砌体结构中。虽然砖类墙体材料正在逐渐被淘汰，但国内仍然有部分学者对其进行了研究。如蒋正武[6]利用河道淤泥制备烧结多孔砖，发现采用合理的烧结砖混合料配合比，可以烧制出各项技术性能指标满足要求的多孔砖，同时成功找到河道淤泥干燥的施工工艺，使得淤泥得到合理利用，带来了巨大的经济与环境效益。梁鑫晓[7]研究了烧结空心砖的抗压和抗剪性能，通过受压，受剪试验观察烧结空心砖的破坏过程，分析得到其破坏机理，烧结空心砖砌体的受压破坏是由于个别砖发生局部破坏导致砖砌体整体失效，试件内无法形成竖向贯通裂缝；而其抗剪强度主要与砂浆和块体的界面特性有关，故剪切破坏常发生于灰缝处。刘凌等[8]研究了空心砖自保温墙体，分析了自保温墙体的结构形式，通过自保温墙体热工性能的计算，得到了自保温墙体的使用优势，为承重型自保温墙体的发展提供了理论基础。通过对我国砖类墙材的研究现状总结发现，国内学者对砖类墙体抗震性能方面的研究尚少，同时对于其保温隔热性能的措施研究不够完善。

2.2砌块类

砌块类墙体材料因其体量大，保温隔热性能好等优点目前在我国墙体材料中使用最为广泛，所以关于砌块类墙体的研究内容较多。李红梅[9]借助ANSYS有限元计算软件，对建筑墙体外表的温度场进行模拟，为计算墙体温度应力提供了温度参数，为分析砌块墙体的保温隔热性能研究提供了理论支撑。王沁芳等[5]基于在实际使用过程中发现的轻集料混凝土空心砌块保温隔热性能不够好的事实，分析了影响混凝土空心砌块热工性能的影响因素，并提出相对应的解决方法和应对措施。这也说明了目前我国空心砌块生产工艺尚不成熟，还需要通过实际使用发现其存在的问题，再进行相应的改善。白国良[10]研究了再生混凝土砌块抗压强度的影响因素，通过控制变量试验探索再生混凝土砌块最佳配合比，使混凝土砌块的抗压强度达到最高，为再生混凝土砌块的使用和推广提供了理论依据。在此基础上朱丽华[11]对再生混凝土砌块的力学性能进行了研究，得到其抗压，抗剪强度标准值，并与普通混凝土砌块的力学性能进行比较，发现二者具有基本相似的性能，都具有较好的抗压稳定性，所以普通混凝土砌块砌体的抗压抗剪计算公式对于再生混凝土砌块砌体同样适用。综上所述，可以看出我国对于砌块墙体的研究相对完善，对于砌块墙体材料的抗渗、防火等方面的研究有待深入。

2.3板材类

近几年，我国正在大力推广发展装配式建筑，大块体的板类墙体材料必定会成为今后具有发展和研究潜力的新型墙体材料。目前我国对于板类材料的研究尚处于初步阶段。封雷[12]对玻璃纤维网格布增强复合保温墙板的力学性能进行试验研究，通过观察墙板试件受力过程中的变形和破坏特征并对其荷载—挠度曲线进行分析，探讨出了玻璃纤维网格布对墙板力学性能的提高作用及增强机理。另外作者还对复合保温墙板的保温性能进行了研究，遗憾的是，由于研究不够深入，尚且没有定量的分析玻璃纤维网格布对其保温性能的提高水平。对于复合夹心墙板，高子栋[13]对轻质复合墙板的制备工艺进行了叙述，就影响该种墙板力学性能的因素进行了相关试验。同时国内其他众多学者对复合夹心墙板的最佳施工工艺也进行了研究，这种墙板目前已经先后应用于几十个工程。可以看出，尽管我国板类墙体材料的种类还不算丰富，但其未来发展潜力巨大。

3 新型墙体材料的发展趋势

我国的新型墙材经过多年的发展已经广泛的应用于建筑中，虽然具有一定的优越性能，但同时不可避免的产生了一些问题。新型墙材的产品质量与技术水平不高，不能满足人们对于房屋建筑性能的需求；对于利用工业废渣等固体废弃物制备新型墙体材料的技术研究仍然不够深入；另外目前的墙体材料的功能比较单一。基于上述存在的问题，我认为未来新型墙体材料应有如下几种发展趋势。

3.1发展绿色节能墙材

随着国家对节能环保要求的提高，节能建筑的兴起成为未来建筑发展的主要趋势，这就需要在建筑节能减排方面投入更多的生产和研发力量，生产和开发出更多的新型墙体材料。传统的墙体材料在生产和使用过程中没有有效的利用资源与能源，并产生了大量的有害物质，造成了环境的污染。发展绿色节能墙材是解决这一负面影响的根本途径。

3.2广泛利用固体废弃物和建筑垃圾

随着经济的快速发展，伴随产生大量的矿渣，粉煤灰等固体废弃物，这些固体废料的处理问题一直困扰着世界各个国家，尤其是发达国家，将工农业固体废弃物用于制备生产墙体材料，一方面处理掉了日益增加的废弃物与建筑垃圾，另一方面节约了土地资源，合理利用了废弃资源，减少了环境污染。因此利用固体废弃物和建筑垃圾生产墙体材料，将会成为新型墙体材料研究的一个主要方向。

3.3深入研究复合多性能墙体材料

对于房屋建筑墙体的性能要求不仅需要满足建筑结构功能要求，同时需要满足人们对生活舒适度、满意度的要求，这就要求墙体材料具有一定的保温、隔热、防水、防火、隔声等性能，以前人们为了实现这些性能要求需要选择合适的材料，同时需要对墙体的结构进行设计处理，施工过程相对复杂。今后将力求通过研究生产出具有多种性能的复合墙体材料，进一步优化墙体材料选择和施工技术。

4 结语

目前我国墙体材料正处于快速发展时期，国内学者对于新型墙体材料的研究也相对较多，与传统墙体材料相比，新型墙体材料在生产和使用过程中确实有很多优点，尤其在绿色节能方面，新型墙材可以利用工业废渣、建筑垃圾、农作物废弃秸秆等作为原料，从而带来很多的经济、社会和环境效益。目前国家正在大力推广发展装配式建筑，新型墙体材料未来将有一个更为广阔的发展前景。

[1] 张俊峰，冯俊彪.河南省新型墙体材料应用现状及发展趋势[J].新型建筑材料，2015(6)：36-40.

[2] 田 水.CFRP加固实心粘土砖轴心受压柱的试验研究[J].建筑结构，2007，37(7)：75-77.

[3] 中华人民共和国国务院办公厅.关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知[Z].2001.

[4] 谭克锋.利用钢渣生产混凝土空心砌块的研究[J].新型建筑材料，2006(2)：50-51.

[5] 王沁芳.轻集料混凝土空心砌块热工性能及其改善措施[J].新型建筑材料，2006(6)：58-60.

[6] 蒋正武.河道淤泥烧结多孔砖的性能研究[J].新型建筑材料，2007(9):26-28.

[7] 梁鑫晓.烧结空心砖砌体力学性能的试验研究[J].建筑结构，2015，45(12)：90-95.

[8] 刘 凌，刘家平.承重型空心砖自保温墙体的适应性研究[J].建筑科学，2011，27(4)：80-83.

[9] 李红梅.混凝土小型空心砌块建筑温度场的数值模拟[J].新型墙体材料与施工，2004(3)：58-61.

[10] 白国良.再生混凝土砌块抗压强度和配合比试验研究[J].建筑结构，2010，40(12)：128-130.

[11] 朱丽华.再生混凝土砌块砌体力学性能试验[J].建筑科学与工程学报，2014，31(3)：52-57.

[12] 封 雷.玻璃纤维网格布增强复合保温墙板的保温性能和力学性能研究[J].新型建筑材料，2016(3)：73-76.

[13] 高子栋.复合夹芯墙板的力学性能研究[J].墙体革新与建筑节能，2014(11)：53-55.

Researchstatusanddevelopmenttrendofnewwallmaterial

LiSanya

(CollegeofCivilandTransportatiaonEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China)

According to the appearance of new wall materials in the background, the study of the present status of China’s new wall materials are summarized by combined with the characteristics of new wall materials, and the existing problems in the development of new wall materials are pointed out, then systematically elaborated the future development trend of new wall materials.

new wall materials, the research status, development trend

TU522

A

1009-6825(2017)26-0120-02

2017-07-02

李三亚(1996- )，男，在读本科生