新经济时代中建筑材料的应用与创新

徐琦

摘 要：新型建筑材料是社会进步和提高经济效益的必然选择，当今愈来愈多的建筑与资源总量和环境保护存在矛盾，而新型建筑材料能够有效解决这一问题，其有利于降低建筑对于能源、资源的需求，减少对生态环境的影响，实现建筑行业的健康可持续发展。

关键词：建筑工程；新型材料；应用

1 前言

在科学技术如此发达的今天，传统的建筑材料已经不能满足时代发展的需要，不能被人们所认可。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料，大大减少资源的浪费、减少环境的压力，具有广阔的发展空间。

2 高强度的建筑材料创新应用

近年来，高强度的建筑结构材料不断涌现，在经济、社会效益方面均具有显著优势，其可直接减少材料的使用量，也可减少原料对生产加工、交通运输以及电力的要求，迎合了我国节约资源能源的基本国策。

2.1 高强度的建筑混凝土

高强高性能混凝土特性可归纳为以下几点：高强度、高工作度（流态、可泵）、高体积稳定性（硬化时不开裂、收缩徐变小）、高抗渗（耐久）性。由此，高强高性能混凝土在超高层建筑底层柱、梁以及大跨度空间、预应力结构中应用效果较好，可有效减小截面尺寸、增大建筑使用面积，也有利于减轻结构自重，减少施工量，获得更佳的经济效益。由高强高性能混凝土的特性分析可知，其在强度、耐久性等诸多方面优势显著，但是其脆性特性也是缺陷所在，特别是C80以上的混凝土，考虑脆性折减系数后，承载力方面优势不显。基于此，可采用钢材有效改善延性，如：钢管混凝土、钢骨混凝土、钢纤维混凝土等。

2.2 高强度的建筑钢筋

在混凝土结构中，钢筋是关键材料，其强度等级直接关系到结构安全性，由此混凝土钢筋的高强度化发展是一大必然趋势。高强度钢筋的屈服强度搞（400MPa），延性指标强屈比（>1.15）、伸长率（>7%）均可满足一般抗震要求。若是建筑抗震要求较严，可选用专门抗震钢筋HRBE系列。在实际应用中，高强度钢筋往往由于裂缝、变形控制方面的要求，导致强度无法得到充分的利用，但是结构承载力的储备大幅增加，此外高强度钢筋应用于混凝土柱，可有效避免构成柱铰屈服破坏结构。总之，高强度钢筋可在非抗震、抗震设防地区工民建与一般构筑物得到广泛应用，也可用作钢筋混凝土结构构件纵向受力钢筋、预应力混凝土构件非预应力钢筋，还可用作箍筋、构造钢筋等。

3 高耐久性的建筑材料创新应用

建筑结构耐久性设计应该引起足够的重视，不但能大幅度提高结构的耐久性，延长其使用寿命，而且大大地减少了工程的维修和重建费用。此外，耐久性的提高还可节省各种原材料及开采、加工等能源消耗，对建筑实现绿色生态化做出巨大的贡献。

3.1 耐久性混凝土

混凝土材料的脆性较大，极易受到各种因素的影响出现裂缝、局部损伤以及腐蚀情况，直接威胁到建筑物的使用安全，缩短使用寿命，严重者甚至是引发重大事故。生产高耐久性混凝土是建筑行业发展的必然要求，其质量要求可归纳为以下几点：密实度、抵抗介质作用的钝化性能、有害介质含量。基于此，可通过控制原材料质量、优化生产工艺，合理掺加外加剂，如：优质矿物微细粉、高效减水剂等，切实提高混凝土性能，抵抗外界有害介质侵入，增强混凝土的耐久性，延长使用寿命。

3.2 耐火耐候钢材

耐火耐候钢主要具有耐高温、耐恶劣气候以及耐腐蚀强度的优良性能。耐火钢属于是一种特殊钢材，与普通的钢材相比，最为突出的特点是高温下强度弹性模量均较好，高温性能优势显著；耐候钢主要是通过在碳素钢中掺加微量合金元素所得，表明腐蚀率显著减小。在建筑钢结构中，耐火耐候钢可不用或减少涂装，有利于减少相应的维护成本；钢材的厚度可适当减薄，节约综合成本超过30%；有利于减少污染，缩短施工周期，减轻建筑物重量，增强建筑安全性；有利于增加建筑有效空间，经济、社会效益均较为显著。

4 轻质的建筑材料创新应用

对于建筑工程而言，轻质材料的使用有利于减轻建筑物的自重，在节约材料、提高运输与吊装效率方面也具有一定的优势。以混凝土材料为例，随着高层建筑、大跨建筑的发展，普通混凝土自重大的缺点日益凸显，解决途径有两个：提高混凝土强度，发展轻骨料混凝土。轻骨料混凝土，也称为是轻集料混凝土，主要是采用轻骨料（轻粗骨料、轻细骨料或普通砂）、水泥和水配制所得，其中轻骨料的表观密度低于普通骨料，如：陶粒。轻骨料混凝土的成本比之普通混凝土增加不多，其不仅具有轻质的特点，在保温隔热、耐火、隔声、抗震方面也具有优势，具有极大的推广应用价值。

5 复合的建筑材料创新应用

长期以来，高层建筑、大跨建筑结构材料主要是混凝土、钢材，材料的组成形式较单一，如此复合材料的出现，为混凝土、钢材组合提供了新思路。

5.1 纤维混凝土

纤维混凝土指的是掺入了短钢纤维或是合成纤维的混凝土，其中，钢纤维的掺入，将混凝土的抗弯强度、抗拉强度、抗疲劳性以及耐久性显著地提高；合成纤维的掺入则能够提高混凝土韧性，阻断混凝土内部的毛细管通道，从而大大降低混凝土暴露面水分的蒸发，减少混凝土塑性裂缝、干缩裂缝的出现。

5.2 纤维增强复合材料

纤维增强复合材料是一种高性能的新型材料，其主要是以纤维材料、基体材料按一定比例混合而制成，以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维增强的树脂基体，分别简称为CFRP、GFRP（俗称为玻璃钢）和AFRP。

6 綠色环保的建筑材料创新应用

6.1 绿色高性能混凝土

混凝土材料不但要向高性能方向发展，而且更需要与建筑工程材料可持续发展相结合。GHPC具有以下特征：更多地节约熟料水泥，减小了混凝土生产对环境的影响；更多地掺入了以工业废渣为主的细掺料；充分发挥了高性能的优势，减少了水泥、混凝土用量；应用范围更广，如：需抗渗、抗冻融的环境均可使用。

6.2 再生骨料混凝土

再生骨料混凝土，主要是把废弃的混凝土块破碎、清洗和分级，然后按照一定比例和级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。当前，国内的再生混凝土主要集中应用于非承重构件、混凝土楼面以及道路路面等。

6.3 绿色墙体材料

绿色墙体材料主要指的是无毒或是低毒的健康型墙材、防火或是阻燃的安全型墙材、耗能低的节能型墙材与各类的新型多功能墙材。根据构造要求，可以将绿色墙体材料分为三类：（1）建筑块材，其主要指的是建筑砌块、混凝土空心砖，其中建筑砌块的品种众多，在生产中应积极开发使用各种的工业废渣，发展集“承重、保温、装饰”于一体的复合砌块；（2）轻质板材，包括石膏板、纤维水泥板、硅酸钙板等；（3）复合墙体，这是我国近年来发展较为迅猛的一种新型墙体结构体系，其主要是以混凝土砌块空腔墙与其他的非承重材料复合所得，非承重材料包括：岩棉板、膨胀珍珠岩、石膏板、聚苯乙烯泡沫板、纤维板等，此种墙体在承重、保温方面均具有显著的优势，在北方寒冷地区得到了推广，应用前景十分广阔。

7 结语

在各种建筑物中，新型建筑材料的应用占据着主导地位，其在节能降耗、保护环境等方面均具有显著优势，有利于进一步提高人们的生活质量。在建筑行业发展中，新型建筑材料的研发与推广是一项长期工作，必须得到各方的支持，提供良好的应用平台。

参考文献：

[1] 陈军辉.新型建筑材料对工程经济成本控制的影响[J].低碳世界，2018（2）.

[2] 姚元燊.建筑工程新型材料的应用与发展[J].建材与装饰，2018（5）.