基于新型建筑材料的特点和应用提出研究方向

周韬

[摘 要] 随着科学技术水平的不断提高，新型建筑材料也在迅速发展，它以节能环保、轻质高强、保温隔热等性能满足了消费者对建筑的各种需求。针对新型建筑材料的特点进行探究，并分析现代建筑中新型建筑材料的具体应用，明确指出新型建筑材料的研究方向， 提出坚持应用新型建筑材料对于建设节能建筑、构建节约型社会、提升建筑行业水平具有重要意义。

[关 键 词] 材料；环保；应用

从古至今，我国有许多成功利用建筑材料建造的伟大建筑。由于不同时代历史文化的影响，建筑材料的发展都会对建筑的风格、功能有巨大的影响。众所周知，为了避免建筑材料造成安全事故，必须进一步提高建筑材料的质量，才能保证建筑安全使用，此外绿色环保、保温隔热、防水密封、轻质高强等也是当下建筑材料的主要研究方向。随着生活水平的不断提高，人们对新型室内外装饰材料的认知水平也不断提高，所以新型建筑材料的特点和应用值得进一步探究。

一、新型建筑材料的特点

（一）绿色环保

绿色建材往往采用清洁、低能耗生产技术，大量使用无毒害、无污染的废渣废料以及可再生的建筑材料。国际上也将绿色材料定义为“健康建材”或“环保建材”，不但材料本身无毒或低毒，还具有安全防火或阻燃性能，可消磁、调温、隔熱，并能调节人体机能。

（二） 新颖性

马斯洛曾经提出过人类的需求理论，衣食住行来自人类最低层次的需求，其中生活中所不可获取的重要因素就是“住”。今天的建筑产业在新型建筑材料的色彩、质感等方面不断创新。一方面能一定程度上满足当今社会人类对建筑设计的审美需求，并能较好地融入现代建筑产业中去。另一方面新型材料主要用于现代建筑，相比古代建筑要有一定的抗震、防火、防水等性能，同时还需具备高强度、耐用、隔音、采光等方面的性能。

（三） 科技性

随着科学技术的发展，材料的先进性、科技性得到充分提升。目前，智能材料已经走进我们的生活中，不但可以感知外部刺激，同时能够判断并处理外部刺激。智能材料目前公认为第四代材料，属于现代高技术新材料研究的领域之一，高新技术的发展急需它来支撑，发展过程中功能材料与结构材料的界线必将消失 。

二、新型建筑材料的具体应用

（一）新型墙体材料应用

新型墙体材料与传统砖石等墙体材料不同，它有更为优良的隔热、保温、隔声功能以及较高的施工效率。

水泥发泡外墙保温装饰一体板，将装饰和保温施工合二为一，节约了近十道工序，节省了施工时间，比传统外墙保温施工缩短将近60%的工期。太空板可用于建筑的屋盖与墙体，它是保温隔热、轻质高强、吸声耐火的新型节能环保的绿色建材；以发泡水泥为芯材的水泥发泡防火彩钢板是同类（夹芯板系列）中耐火性能最强的一种新型防火板材，常用做围护结构材料。水泥彩钢板具有自重轻、保温隔热、美观耐用、抗震性好、施工速度快等特点，也是一种保温隔热、轻质高强、防水防潮的新型围护结构材料。 真空隔热板又称为VIP板，是一种由填充芯材与真空保护表层复合而成的真空保温材料，能够有效地避免空气对流引起的热传递，其导热系数小于0.035w/（m2·k），保温隔热效果相当可观。很显然，突出的高效节能的特性使它位居世界高效保温材料之首。

（二）新型环保材料应用

目前，新型环保材料不管是加工环节还是使用环节都严格减少或避免使用有毒、有害物质，德国维图蓝玻纤壁布以石英砂为原材料，经1200℃高温熔化纺成玻璃纤维材料，采用最新技术加工成高品质织物。同时从生态角度看，维图蓝也采用最高标准，玻纤物保证符合OekoTexStandard100标准，同“婴儿纺织物”质量要求，皮肤直接接触不感刺痒，织布均匀纹理感强。产品与配套面涂配合使用，达到了壁纸和涂料的双重效果，再也不用担心墙面开裂、翘边问题，广泛应用于墙、顶面装修。同时墙布能有效防止微生物或寄生虫的滋生，也不聚集静电，是真正的绿色环保建材；密胺泡沫俗称三聚氰胺泡沫，属于热固性塑料，重量轻，硬度高，耐磨。不但该材料无毒、低烟、易于裁剪和安装，还达到 B1 级防火要求。吸声效果好，常用于墙体内填吸声棉。新型人造麦秸板是以优质天然麦草为原料的板材，黏合剂异氰酸酯无甲醛，不仅在强度、美观和环保价值方面超越传统木质板材，而且在强度、稳定性、纹理、握钉力等方面有着优异表现。刨花板和胶合板、木芯板、装饰板升级换代品，将抗菌功能材料附着在陶瓷制品表面，在保证陶瓷产品原有使用功能和安全性能的同时，赋予陶瓷制品具有抑制微生物生长、繁殖或杀灭微生物的功能，由此制作的陶瓷制品称为抗菌陶瓷。如将Ag+掺入陶瓷釉料，其原理是通过抗菌金属离子的缓释与活性氧作用抑制和杀灭微生物。

（三）智能材料

建筑领域中智能材料的运用有：压电材料，在传统的建筑结构中主要通过传感压电的原件对建筑结构的振动模式和状态加以感知，并根据其输出的感知结果来确定控制算法应输入的压电体，以实现结构振动的主动控制，这也是智能结构中展开压电类研究与应用的前沿领域。目前，土木工程建设中应用的压电材料，一般更注重健康监测、安全评定、控制静变性能及主动控制噪声等，并且取得了非常好的效果；形状记忆合金材料在土木工程建设中，不但可以发挥材料记忆形状的效应，而且还有 8%左右的应变回复以及大于700MPa的应力回复。

三、新型建筑材料的研究方向

经济持续发展，国家推进城镇化以及基础设施建设，住宅、交通、铁路等方方面面都需要大量的建筑材料。新型建筑材料的研究方向应向以下几个方面努力。

（一）研究制备资源节约与循环利用型材料

建筑材料的生产需要大量的原材料，原材料的开发势必影响到环境，也消耗大量的人力物力。城市轨道交通或城市规划改造又有大量废弃的建筑材料，又要花费财力清理。其实可以利用现有技术使用废弃的固体材料，或无毒、低毒工厂污泥、垃圾等材料用于制备新型建筑材料，节约资源。新型建筑材料在设计之初就应考虑废弃后是否便于再循环利用，为将来的回收利用奠定基础。

（二）研究制备节能环保型绿色建材

近期，国务院关于印发《“十三五”节能减排综合工作方案》的通知，再一次明确了今后的建设目标：到2020年，万元生产企业能耗比2015年下降15%，耗煤量控制在50亿吨以内。有害物质氨氮、二氧化硫、氮氧化物的排放总量分别不超过207万吨、1580万吨、1574万吨，相较2015年分别下降10%、15%和15%。全国VOC排放总量比2015年下降10%以上。如何节约能源，减少污染，发展低碳经济成为当今中国关注的一个重要问题。

新型建筑材料的生产过程中，国家节能减排政策应该是首先考虑的因素。材料的生产工艺优化，能源的节省也是必须考虑的因素。另外不能忽视运输过程中的能耗，这就需要提高新型建筑材料的比强度，降低材料重量，设计合理的材料尺寸规格，节省运输空间。如果新型建筑材料能更有针对性地用于建筑中，才算是真正意义上降低了建筑物使用过程中的能耗。一方面是对自然环境的保护，另一方面人类生活质量的提高，无污染、无放射性、无毒害的环保型绿色建材的生产也应当重视。

（三）研究制备纳米级与非晶态建材

随着科学的发展，纳米级材料在各个领域中的应用越来越多，建筑领域也不例外。纳米级建材不仅自修复、防水、除臭、杀菌、防尘、隔热保温等性能超过传统建材，而且色泽鲜艳，手感柔和，平整度高，有利于改善建筑外观。另外，如TiO2光催化生态建材利用自然界普通的太阳光，可以及时有效地分解氨气、甲醛等有害气体。21世纪最具有发展前景的纳米技术，势必会推动新型建筑材料的研发。非晶态材料也叫无定形或玻璃态材料，是一种刚性固体，目前常见非静态材料是无机玻璃。非晶态材料如金属玻璃强度高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性，但是制备成本较高，难以推广。如何优化非晶态材料的生产工艺，节约成本，開发新型非晶态建筑材料值得探索。

（四）研究制备装配式建材

2016年9月，国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，指出今后一段时间将大力发展装配式混凝土建筑和钢结构建筑，文件中鼓励装饰与保温隔热材料一体化应用，因此新型建筑材料的发展必须与装配式建筑用材相结合。显然今后新型装饰与保温隔热材料的设计必须考虑材料的成型性，应满足一体化应用，便于装配式建筑施工，研究方向有：（1）采用精密的机械连接将装饰材料同保温隔热材料或结构性材料组合成分部工程的构件。（2）研究常规建筑材料的晶体生长机制。首选材料晶体生长过程中互相不干扰的材料结合使用，将材料晶体结构成型时间推后的保温隔热材料嵌入到成型快的结构材料中，像种“种子”一样制备出一体化装配式材料。（3）发展3D打印技术，研发具有保温隔热的3D打印材料，利用BIM技术打印装配式的建筑构件。

（五）研究制备复合化材料

目前，将有机与无机非金属材料、金属与无机非金属材料按照一定的比例进行机械混合或化学合成得到新型建筑材料。片材类贴面材料可以考虑基层结构材料采用坚固耐用、成本较低的材料，面层材料采用高档、设计表现力强的材料，利用无毒、无污染的胶水黏结成一体，以节能环保为前提，开发更为优异的生产工艺；装饰造型材料采用更为新颖的增韧材料作为材料的脊性材料，增加材料的稳定性，提高材料的使用安全性；涂饰材料目前发展迅猛，但是用于地面的涂料颜色单调，而且耐磨性差。改良新型地面涂料的制备和施工，提高材料的使用范围和使用性能，值得思考。材料上，选用色彩丰富的无机细集料与有机高分子材料结合的同时加入适量的天然氧化铝矿物。施工上，涂料施工完成后表面涂刷一层耐磨层，耐磨层与涂料采用钉扎机制结合。这样制作出来的涂料用于地面施工，各种材料优良性能可以得到充分利用。

总而言之，新型建筑材料的发展符合了当代社会发展的需要，时代的进步、技术的发展，新型建筑材料也将取代传统建筑材料。我国越来越重视环境保护、节约资源，力求保障国民经济和社会的可持续发展。推广和应用绿色建材已经是必然的趋势，更重要的是制定相关新型建筑材料行业的扶持政策，重视科技创新，加大建材行业科研资金的投入。相信随着新型建筑材料的发展，我国建筑行业水平也能有质的突破。

参考文献：

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[2]侯玉连.环保新型建筑装饰材料在建筑装饰中的应用[J].黑龙江科技信息，2015（7）：181.

[3]丁浩，邓雁希，杜高翔.建筑装饰材料及其环境影响[M].北京：化学工业出版社，2014.

[4]胡云峰.土木工程建设中智能材料的应用[J]. 河南科技，2016（21）：100-101.

[作者单位]黎明职业大学土木建筑工程学院

（编辑：刘莉琴）