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新型竹材是以天然竹子為原材料利用先進的復合重組技術和各種工業化工序將竹材加工成各種不同尺寸規格的建筑用材,使其具有更加穩定的物理特性和更廣泛的使用空間,以滿足現代建筑對材料的要求。現代竹材主要代表有竹材重組材、竹材層積材、竹材膠合板等。
1.1新型竹材常見類型(1)竹材重組材竹材重組材是將低質材(小徑級材等)加工為竹束,經干燥、施膠、組坯、熱壓而成的板狀或其他形狀的竹質人造復合材料。竹材重組材的生產工藝簡單,突破了傳統工藝中的切削加工方式,保持了天然竹材的紋理結構,合理利用了竹材纖維材料的固有特性,保留了竹材原有的物理性能,具有縱向強度高,加工性能好,材質利用率高(90%以上)等特點?,F已應用于建筑結構用材領域。(2)竹材層積材竹層積材是當前比較適宜的竹質結構用材,主要分為板材和方材兩種類型。制作工藝一般是將天然竹材剖切成厚度為0.8~1.2mm、寬度為15~20mm的竹篾經氣干、浸膠、干燥后沿出成品的同一方向層疊組坯后膠合壓制而成[5]。我國生產竹材層積材已有幾十年的歷史,其原材料的加工、板材的制造技術、工藝設備配套方面均成熟穩定,致使其成材率高,生產成本低于竹集成材。同時該種材料其縱向強度和剛度很高,比較能夠適應現代建筑行業在結構材料方面的需求。(3)竹材膠合板以竹簾膠合板為代表的竹材膠合板主要以竹材或竹質廢料為主要原料,經現代工藝加工處理成不同幾何形態構成單元,再通過浸膠壓制成為各種人造板材。主要類型有:竹簾膠合板、竹編膠合板、竹席竹簾膠合板、竹材膠合板、竹材碎料板等。竹簾膠合板是以棉線、麻線或混紡線為經線將厚1~3mm、寬10~15mm[5]的竹篾連成長方形的竹簾,經干燥、涂膠或浸膠后的竹簾縱橫交錯組坯后熱壓膠合而成的人造板材。具有材質均勻、不易開裂、不霉變、不變形等特點。
1.2常見新型竹材力學性能與常規建材比較表1中給出了三種常用竹質工程材料與常規建材的力學性能比較。竹材重組材、竹材層積材、竹簾膠合板三者的密度均接近于水(1.00g/cm3),相較質軟浮水的一般木材要結構致密的多。在力學性能及其穩定性方面,竹材重組材最優,竹材層積材次之,竹簾膠合板較弱。竹材重組材與竹材層積材在靜彎曲強度和彈性模量方面、彈性模量三項均超過木材,三者的各項力學性能優于一般的木材。在同鋼材和混凝土的彈性模量比較中,雖無法達到與之相等的優異性能,但新型竹材的良好物理學性能和可塑性,能夠成為常規建材有益補充。通過現代工藝的改性手段使新型竹材在力學性能變化上較為明顯,在這三種竹質工程材料與原竹材料的比較中,密度均超過原生竹材,結構更為致密,強度更高,其中竹材重組材的綜合性能最為優秀,靜曲強度、彈性模量、順紋抗壓強度等值均超越原竹材料,且有不小提升。竹材層積材在提高密度和材料強度的同時,其他的三項性能基本未有損失,與原竹材料持平。而竹簾膠合板在提高密度和材料強度的過程中,也未見另三項力學性能有明顯減弱。三種新型竹質工程材料在力學綜合性能上表現良好,很好地解決了原竹材料聯接節點剛度過弱和不均勻的缺陷,且有利于統一材料規格,很好地適應了現代化的生產方式和建筑工程活動。
2新型竹材建筑案例分析
2.1“十字宅”(圖2~3)該項目由中國林科院木工所、華中科技大學建筑與城市規劃學院和福建和其昌竹業有限公司三方共同合作的一個建筑項目。主要目的是研究出模式化的膠合竹(竹材膠合板)建筑樣板房,開拓膠合竹材料的市場前景?!笆终表椖慷ㄎ挥诰哂芯幼⌒再|的高檔住宅,整個方案兼有展覽性質。其單元體外部形態為兩個相互交叉的長方形體塊,交叉處為室內公共空間,其四周空間相對獨立??勺鳛槠渌≌幕竟δ懿季帧V档靡惶岬氖悄z合竹材料具有輕質高強,紋理自然的特點,因此建筑結構為完全外露式,使其與自然環境的融合度很高,極具美感。房屋整體采用膠合竹作為結構材料,主體結構為門式剛架體系,主要采用兩種規格的龍骨柱,分別為尺寸100mm×200mm、跨度3900mm和尺寸100mm×200、跨度4200mm。并間隔1100mm設置一條龍骨[3],通過金屬連接件與建筑龍骨柱進行連接,這樣便能夠形成完整的膠合竹框架結構。由于保溫隔熱的需要,各龍骨之間設置了厚200mm的絕緣材料,相應在轉角的處理上則布置200mm×200mm的方形膠合竹柱。在空間形態的設計方面,“十字宅”運用拓撲變換手法來衍生單元體的建筑空間。整個設計通過延伸、轉角、縮放、變形等手法強調了建筑造型上的連續性。而整個建筑的平面更像是一種有機生長的網格,各類的植被鑲嵌其中,良好地適應功能要求與周邊環境,可以看出在材料尺寸的選擇方面進行過大量的分析與實驗。
2.2石榴居(圖4~6)同樣出自華中科技大學建規學院穆威團隊的還有設計于2011年的“石榴居”項目,該房屋坐落于華中科技大學建筑與規劃學院前的空地,建設完成于2012年。該項目目前是我國國內預制化程度最高的膠合竹建筑,建造面積為60m2,設有客廳、書房、露臺、庭院等功能區,設計使用壽命為50年,而由于預制化程度極高,施工僅用時25天。在結構設計方面,“石榴居”使用整體預制的膠合竹作為結構材料,主體結構為30mm×600mm的門式鋼架體系,主體構件和次級構件均為工廠預制,房屋的裝配過程就好比是搭積木,建造速度非???。整體寬6m,長10m,門式鋼架最高點6m,總體造價與混凝土結構持平[10]。膠合竹材料在其中扮演了結構用材的角色,由于它通過特殊工藝將原竹材料改性,使得力學性能大大增強。以上兩個膠合竹建筑的實例同樣也為現代膠合竹建造體系研究的探索做出了貢獻,設計者希望能將“宜家”裝配式建造的理念植入預制居住模式,渴望得到一類新的快速住宅體系。
3新型竹材的發展現狀
國外對于竹制膠合板的研究始于20世紀40年代,相繼建成了竹纖維板和單板的生產線。我國竹類材料的開始較晚,最近10年來取得了較快的發展。目前竹材不僅應用于室內裝飾,在室外應用頻率也大大提高,應用的方面也不再局限于建筑施工的模板、腳手架,而逐漸在向現代輕型住宅、大型高層建筑和橋梁的建設領域拓展。1995年頒布的《膠合竹模板JG/T3026-1995》已經不能滿足于當下竹材行業的發展,在2004年時被《膠合竹模板JG/T156-2004》所替代。同時,各大高校與研究機構積極參與竹質產品的研發與推廣引用,主要代表有中南林業科技大學、湖南大學、南京林業大學、中國林業科學研究院木材工業研究所等。在竹材工業發展良好勢頭的背后我們也存在許多局限。首先,新型竹材技術不夠成熟,例如竹材重組竹的制備中所使用的膠粘劑主要是酚醛樹脂膠粘劑,但其在可持續方面不利于環境保護。再如竹材重組竹本身具有一定的室外耐霉變和耐腐蝕的性能,但目前對其的應用大多限于室內的表面裝飾和部分類型的家具制作,在室外應用方面的研究仍處于起步階段。其次,結構用的竹材層積材產品,以我國現有的技術和設備所能生產出的竹材厚度較薄,難以滿足建筑結構用材對于該材料的需求,而且產品的質量穩定性不夠,耐久性不佳。再者,新型竹材從原竹到最后的成品要經過十多道工藝,這之中對于設備要求很高。如何在減少成本的同時保證較高的竹材利用率是該領域研究的一個重要方面。對于新型竹材的投入和研發力度仍舊不夠。最后,近10年來,國家和有關各級政府雖開始加強對竹業生產的資金扶持、行業管理以及科技推廣工作。但目前,由于業內相關技術規范標準與系統施工技術指導的匱乏,加之社會上對竹材認識的片面性與局限性,新型竹材推廣運用工作取得的成績還十分有限。
4結語
墻體材料革新“十五規劃”發展重點說道,新型墻體材料要適應建筑功能的改善和建筑節能的要求,積極發展利用當地資源、低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能、系列化、能夠提高施工效率的新型墻體材料。積極發展新型墻體材料是國策之一。
關鍵詞:新型節能墻體材料
abstract
thewallbodymaterialreformsthedevelopmentpointof"15programmings"tosay,thenewwallbodymaterialwantstoadaptbuildingfunctionofimprovementandbuildingtherequestwitheconomyenergy,theaggressivedevelopmentmakesuseofalocalresources,imbecilityconsume,lowpollution,highperformance,highstrength,multifunction,theseriesturnandcanraisethenewwallbodymaterialwithconstructionefficiency.developingnewwallbodymaterialactivelyisactivelyoneofthenationalpolicieses.
keywords:neweconomyenergywallbodymaterial
引言
在現代社會,人類不但講究住的舒服,還有住的健康。墻體材料改革可以節約材料,節約資金,符合可持續發展的要求,還可以促進住宅建筑的節能。
所謂可持續發展,既要滿足當代人的利益,又不能損害后代的利益。原國家建材局結合建材工業的發展實際,把搞好資源綜合利用、搞好環保、實現可持續發展作為建材工業轉變經濟增長方式的必然要求和主要途徑,制定了建材工業的發展規劃。
一、墻體材料現狀
墻體材料包括燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓粉煤灰磚、蒸壓灰砂磚、砂漿、混凝土砌塊、混凝土空心砌塊、毛石、毛料石等。
實心粘土磚消耗大量粘土,嚴重占用耕地,大大不利于可持續發展。2002年有170個城市簽訂了于2003年6月底前在城市內全面禁用實心磚的協議。采用實心粘土磚的民用建筑每平米應多交14元的粘土磚“限制使用費”和50元的“調節稅”。
在我國城市采用砌塊建筑的差別和發展都是很大的。從1995年起,上海市開始采用混凝土小型空心砌塊建成10個住宅試點小區,總面積達1,000,000平米。至1997年擴大到44個,總建筑面積達4,500,000平米.
二、墻體材料改革途徑
(一)墻體改革途徑之一—燒制品
《燒結空心磚和空心砌塊》(gb135452003)已頒布并于2003年10月1日起開始實施。按主要原料分為粘土空心磚和砌塊(n)、頁巖磚和砌塊(y)、煤矸石磚和砌塊(m)、粉煤灰磚和砌塊(f)。
空心磚和空心砌塊的強度等級為mu10、mu7.5、mu5、mu3.5和mu2.5。體積密度分為800、900、1000和1100級,孔洞率大于等于40%。
空心磚與實心磚相比較,其優點是可減輕結構自重,磚厚較大,可節約砌筑砂漿和減少工時。此外,粘土用量和電力及燃料亦可相應減少。
(二)墻體改革途徑之二—蒸壓制品
蒸壓制品是指不含水泥或含少量水泥而通過蒸壓養護方式使磚或砌塊結硬的制品。
蒸壓灰砂磚是1880年德國人威廉·米哈伊爾博士發明,至今已有120多年的生產歷史。主要原料是砂和石灰,適用于就地取材,不占用耕地,生產耗能低,磚強度高,外觀幾何尺寸規整,放射性低,應稱得上是環保產品。我國從20世紀60年代開始生產此磚,以240mm*115mm*53mm的實心灰砂磚為主。由于磚塊小、自重大、耗料多、生產成本高且抗壓強度低、抗剪強度差,無法與燒結磚競爭,導致目前發展困難急需改革。
專家建議以生產塊大質輕的灰砂空心磚來減輕建筑物重量,提高灰砂磚建筑物抗震性能,節約資源,降低生產成本,提高企業競爭力。
泡沫混凝土砌塊屬于多孔混凝土砌塊,有水泥泡沫混凝土砌塊和硅酸鹽泡沫混凝土砌塊兩種。在工廠主要用于框架結構,現澆混凝土結構建筑的外墻填充、內墻隔斷,也可用于多層建筑的外墻或保溫隔熱復合墻體,還可根據設計在現場澆筑泡沫混凝土墻體。
下列情況不得使用泡沫混凝土砌塊:建筑物基礎;處于浸水、高溫和受化學侵蝕的環境;承重制品表面溫度高于80攝氏度的部位。
泡沫混凝土砌塊的性能及優點:主規格尺為880mm*380mm*240mm和880mm*430mm*24,一般密度在300~1000kg每立方米。采用厚度為200~250mm的泡沫混凝土砌塊外墻相當于490mm厚實心粘土磚外墻的保溫效果,保溫隔熱性能好。吸聲能力強,防火防水性能好,完全抗凍,收縮裂縫較少。
(三)墻體改革途徑之三—膠凝制品
混凝土小型空心砌塊節土、節能,符合國家基本政策,.承載力高,相同強度等級塊材和砂漿的砌體抗壓強度是磚墻的1.5~1.8倍。其孔洞率50%,較磚墻輕,可減輕基礎荷載,因而可減少基礎材料用量。它有以下優點:施工快,墻厚較標磚薄,可節省結構面積。商品砂漿:品質穩定、節約材料,有利于文明施工和環保,且可配制出適應新型墻體材料所需的性能。砌塊墻體:多層砌塊墻體住宅造價較相同層數磚混房高出5%~10%,但保溫性能好,在北方尤為突出。多功能砌塊是為實現建筑節能而發展的,如抗震、承重、保溫、裝飾作用等。
此外還有混凝土多孔磚、粉煤灰空心砌塊等。
三、墻體材料改革意義
民用建筑和工業建筑都需節能。居民建筑的能耗以采暖占主要部分,熱水供應15%,電氣照明14%,炊事6%,采暖65%。隨著建筑業發展,其用能已占全社會終端能耗的1/4以上。墻體材料改革最顯著的意義就是建筑節能以及環境保護。保溫隔熱節能建議:采取單一材料較理想,施工方便,效率高;采用輕骨料混凝土砌塊墻外貼苯板;采用輕骨料混凝土砌塊苯板夾芯墻;采用輕骨料混凝土砌塊孔內填苯板;采用輕骨料混凝土砌塊空腔內插入苯板;外墻保溫常用eps板、復合混凝土小型空心砌塊。
四、國外墻體材料生產應用簡介
常見的有混凝土砌塊、紙面石膏板、灰砂磚、加氣混凝土、復合輕質板。混凝土砌塊在美、日已成為墻體材料主要產品,約占總量的1/3。美國是紙面石膏板的最大生產國,目前年產量已超過20億平米,日本產量為6億平米。近年來還有許多生產建筑用磚的新動向,如不用砂漿的磚、高強度壓力硬化磚、巨型陶瓷磚、可切割的混凝土磚、生態磚、環保地磚等。國外還生產應用玻璃纖維增強混凝土/織物增強混凝土,能承受較強預應力和拉力,從而使生產薄壁混凝土構件成為可能。
總結
隨著人類社會發展,生產技術進步,磚和砌塊生產構造多樣化、材料多樣化已成為必然,承重水平孔洞空心磚、輕質高強材料的發展研制提上日程。通過改進生產工藝提升施工技術擴大砌塊應用范圍,發展輕質隔墻板,繼續節約建筑能耗,減少環境污染,建筑業的可持續發展一定是現實的。
回首往昔,展望未來,節能型住宅的普及應該不遠了。
【參考文獻】
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姓班學成
名:級:號:績:
2011.4
常用建筑裝飾鋁合金材料種類及其特征性
——鋁合金材料種類及其特征
學(
生:
學
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常州工學院
摘要:鋁是一種比較年輕的金屬, 其整個發展歷史也不過200年, 而
有工業生產規模僅僅是20世紀初才開始的。但是由于一系列優良特性,以及高的回收再生性,因此,在工程領域內, 鋁一直被認為是“機會金屬”或“希望金屬”, 鋁工業一直被認為是“朝陽工業”。發展速度非??? 鋁材已廣泛用于交通運輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文體衛生等行業, 成為發展國民經濟與提高人民物質和文化生活的重要基礎材料。在國防軍工現代化、交通工具輕量化和國民經濟高速持續發展中
占有極為重要的地位, 是許多國家和地區的重要支持產業之一。特別是當今世界人類的生存和發展正面臨著資源、能源、環保、安全等問題的嚴峻挑戰, 加速發展鋁工業及鋁合金材料加工技術更有著重大的
戰略意義。
關鍵詞:鋁合金概念用途分類特性應用
一、鋁合金概要
以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。
鋁合金的用途也非常廣泛。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的,如鋁—錳合金、金、鋁—鋅—鎂比純鋁具有性能:易加性高、用范裝飾效
色豐富。鋁合金分硬鋁、超硬鋁等種類,各種使用范圍,并有各自的代號,以供使
鋁—銅合金、鋁—銅—鎂系硬鋁合
—銅系超硬鋁合金。鋁合金
更好的物理力學
工、耐久
適圍廣、果好、花為防銹鋁、類均有各自的用者選用。
而且鋁合金仍然保持了質輕的特點,機械性能明顯提高。鋁合金材料的應用有以下三個方面:一是作為受力構件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等材料;三是作為裝飾和絕熱材料。利用鋁合金陽極氧化
處理后可以進行著色的特點,制成各種裝飾品。鋁合金板材、型材表面可以進行防腐、軋花、涂裝、印刷等二次加工,制成各種裝飾板材、型材,作為裝飾材料。
鋁合金是應用最廣的一種防銹鋁,它的強度不高,不能熱處理強化,在退火狀態下有高的塑性,而蝕性好,焊接性好,切削加工性不良。用於制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。
二、鋁合金分類及應用
鋁合金種類很多,用于建筑裝飾的鋁合金是變形鋁合金中的鍛鋁合金(簡稱鍛鋁,代號LD)。鍛鋁合金
是鋁鎂硅合金(AI——Mg——St合
金),其中度,沖擊韌可以高速擠壁、中空的各結構復雜的性能和耐蝕性十分光潔,并且
AI—Mg—St系合金中應用最為廣泛的合金品種。
鋁合金按照成分可以分為以下幾種:一般鋁合金、鍛鋁合金、鈹鋁合金、銀鋁合金、硬鋁合金、鎳鋁合金、稀土鋁合金、銀錳鋁合
的LD31具有中等強性高,熱塑性極好,壓成結構復雜、薄種型材或鍛造成鍛件。LD31的焊接優良,加工后表面容易著色,是
金、金鈀鉻鋁合金、金鈀鉬鋁合金、金鈀鐵鋁合金等。例:典型牌號有LD2-2(6070)、LD10(2014)、LD30(6061)、LD31(6063)。其中LD2-2具有良好的塑性,冷、熱態都易成形。廣泛用于制造中等強度常溫下工作的鍛件、擠壓型材和管材。LD10又稱高強度硬鋁,與LY12合金的強度相當,鍛造性能較LY12好,有良好的塑性,有較好的耐熱性和可焊性,但材料的縱向和橫向性能差距較大??杉庸こ晒?、棒、型、線及鍛主要用作高負荷的件。LD30和LD31中等強度,有良好的和優良的可焊性、抗性,無應力腐蝕裂傾
件,結構具有塑性蝕向,
可陽極氧化。適合作建筑裝飾型材及各種需要良好耐蝕性要求的結構件、工業材。
鋁合金按照工藝可以分為:防銹鋁合金、低溫鋁合金、超硬鋁合金、變形鋁合金、耐熱鋁合金、特殊鋁合金、鑄造鋁合金。例:防銹鋁是熱處理不可強化合金,只能通過冷加工來強化。常用的有LF2(5052)、LF4(5083)和LF21(3003),具有中等強度良好的塑性和抗蝕性。超硬鋁典型牌號有LC4,亦稱超高強度硬鋁,擠壓件室溫下的抗拉強度不小于539MPa 。主要用于航空工業,飛機結構中主要受力元件。
鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。
鋁合金的廣泛應用:鋁合金門窗、鋁合金百頁窗簾、鋁合金裝飾板、鋁箔、鎂鋁飾板、鎂鋁曲板、鋁合金吊頂材料、鋁合金欄桿、扶手、屏幕、格柵等。
例如:鋁箔是指用純鋁或褳合金加工成的薄片制品。鋁箔有很好的防潮性能和絕熱性能,所以鋁箔以全新的多功能保溫隔熱材料和防潮材料廣泛用于建筑業;如卷材鋁箔可用作保溫隔熱窗簾,板材鋁箔(如鋁箔波形板、鋁箔泡沫塑料板等)常用在室內,通過選擇適當色調圖案,可同時起很好裝飾作用。
三、鋁合金特征性
從總體來說:鋁是一種輕金屬,密度小(2.79/Cm3),具有良好的強度和塑性,鋁的導電性能和導熱性能都很好,化學性質也很活潑,暴露于空氣中,表面易于生成一層氧化鋁薄膜,保護下面金屬不再受到腐蝕,所以鋁在大氣中耐蝕性較強,但因薄膜極薄,因而其耐蝕性有一定限度。純鋁具有很好的塑性,可制成管、棒、板等。
但鋁的強度和硬度較低。鋁的拋光表面對白光的反射率達80%以上,對紫外線、紅外線也有較強的反射能力。鋁還可以進行表面著色,從而獲得具有良好的裝飾效果。鋁合金具有較好的強度,超硬鋁合金的
強度可達600Mpa,普通硬鋁合金的抗拉強度也達200-450Mpa,它的比鋼度遠高于鋼,因此在機械制造中得到廣泛的運用。
鋁的導電性僅次于銀和銅,居第三位,用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性,可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性,適合于各種壓力加工。鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來
提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。
可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。
然而總體特性有以下一些:
1:質輕:鋁的比重為鋼鐵的三分之一,在運輸工具及自動化設備上扮演極其重要的角色。
2:強度:利用各種合金這添加和軋延,鍛壓及不同等級這熱處理制程,可生成之強度達HB25°-HB167°之各種鋁合金產品。3:耐蝕性:鋁在自然環境中,表面會自然形成薄層之氧化膜,可阻絕空氣中氧避免進一步氧化,具有優良之耐腐蝕性.鋁表面如再經各種不同層次之處理,其耐腐蝕性更佳,可適用于較為惡劣之環境。
4:成型性:利用完全退火或局部退火可生成較為
軟質之鋁合金,適用于各種成型加工及折彎,沖壓,深沖等加工.。
5:導電性:鋁的導電性為銅之60%,但重量僅為銅的三分之一,相同重量之鋁其導電度為銅之二倍,故以導電度計算,鋁的成本遠低于銅。
6:導熱性:鋁的熱傳導性極佳,故在電器,電子散熱系統及家庭五金,熱交換器上被廣泛使用。
7:加工性:鋁的加工特性佳可被加工成棒,線.擠型,片,板,塑型材,供各種用途使用.尤其2XXX/6XXX/7XXX等系列鋁合金,可做精密
車,銑.被廣泛用于航太,電子,機械零組件,自動化生產及高科技設備
等。
8:耐熱:一般鋁合金均不耐高溫,且在高溫狀態下會生成變形,但在研究人員的努力下,已研發出可耐高溫達427℃不變形的新鋁合金材料。
9:無毒性:鋁不具毒性,在食品容器及食品包裝材料如鋁罐,鋁箔包(利樂包)等,應用極多。
10:環保性:鋁之價格較一般鐵.鋼材高,但易于回收重熔使用.為當前最環保之金屬材料。
11:表面處理:鋁具有優良之表面處理性,包括陽極處理,涂覆,電鍍等等,尤其陽極處理可利用不同之化學染劑生成各種色彩及高硬度之皮膜。
12:無低溫特性:鋁在超低落溫之狀態下,無一般碳鋼的脆化問題。
四、鋁合金應用
鋁與鋁合金由于自身的優良特性,所以用途非常廣。比如:航空航天用鋁材用于制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和
起落架支柱,以及火箭鍛環、宇宙飛船壁板等。交通運輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結構件材料,車門窗、
貨架、汽車發動機零件、空調器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優良的工藝性能和焊接性能,主要廣泛用于建筑物構架、門窗、吊頂、裝飾面等。
下面就根據鋁合金的特性介紹下廣泛的用途。
1:應用最廣的一種防銹鋁(代號LF21),它的強度不高,不能熱處理強化,在退火狀態下有高的塑性,而蝕性好,焊接性好,切削
加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液體或氣體介質中工作的低載荷零件如油箱、油管、液體容器等;線材可制作鉚釘。而且耐蝕性高、焊接性能好。導
熱性、導電性比純鋁低得多??捎美渥冃渭庸みM行強化而不能熱處理強化。適用于作焊接結構件。
2:硬鋁,有較高的強度,熱變形時塑性高,可熱處理強化,在淬火及人工時效狀態下使用,在退火和剛淬火狀態下塑性中等,點焊性能好,氣焊和氬弧時有裂紋傾向,抗蝕性不高,切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好,退火后低。切削加工性良好,耐蝕性比LD7、LD8耐熱鍛鋁較好,在擠壓半成品中,有形成粗晶環的傾向,用于制造在較高溫度下工作的承力結構件。
3:高強度鋁合金,在退火和剛淬火狀態下的可塑性中等,可熱
處理強化,通常在淬火、人工時效狀態下使用,此時得到的強度比一般硬鋁高得多,但塑性較低,有應力集中傾向,點焊性能良好,氣焊不良,熱處理后的切削加工性良好,退火狀態稍差,LC9板材的靜疲勞、缺口敏感、抗應力腐蝕性能稍優于LC4。用于制造承力構件和高載荷零件等
4:高強度鍛鋁,熱
態下有高的可塑性,易
于鍛造、沖壓,可熱處
理強化,工藝性能較
好,抗蝕性也較好,但
有晶間腐蝕傾向,切削
加工性和點焊、滾焊、
接觸焊性能良好,電焊、氣焊性能不好。用于制造形狀復雜和中等強度的鍛件和沖壓件等。
還有中等強度鋁,在熱態和退火狀態下可塑性高,易于鍛造、沖壓,在淬火和自然狀態下具有LF21一樣好的耐蝕性,易于點焊和氫原子焊,氣焊尚可。切削加工性在淬火時效后尚可。用于制造塑性和高耐蝕性、中等載荷的零件以及形狀復雜的鍛件。
五、結束語
在當今科技高度發展的世界,生活中運用的建筑材料越來越多,
并且質量越來越好,優點越來越多,更加滿足了人們的生活需求。我相信在以后的日子里,人們會更加努力的去探索、去發現研究這一類更能滿足人們生活需求的建筑裝飾材料。
參考文獻:
《電解法生產鋁合金》;
《鋁合金、鋁合金制品擠壓成形與表面處理》;
《鋁及鋁合金工藝與設備》;
關鍵詞:新型建筑墻體材料;外墻保溫材料;外墻保溫技術
中圖分類號:S220.4文獻標識碼:A文章編號:
前言
新型建筑材料是區別于傳統的磚瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品種,包括的品種和門類很多。從功能上分,有墻體材料、裝飾材料、門窗材料、保溫材料、防水材料、粘結和密封材料,以及與其配套的各種五金件、塑料件及各種輔助材料等。從材質上分,不但有天然材料,還有化學材料、金屬材料、非金屬材料等等。新型建材具有輕質、高強度、保溫、節能、節土、裝飾等優良特性。
1.新型墻體材料發展狀況
我國新型墻體材料發展較快,1987年新型墻體材料產量為184.5億塊標準磚,到1997年增長到1849.88億塊標準磚,增長了10倍,新型墻體材料在墻體材料總量中的比例由4.58%上升到25.2%。
新型墻體材料品種較多,主要包括磚、塊、板,如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等,但數量較小,在決的墻體材料中據點地比便仍然偏小。只有促使各種新型體材料因地制宜快速發展,才能改變墻體材料不合理的產品結構,達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促進建筑技術的目的。
2.我國目前建筑狀況
我國現有建筑數量巨大,全國有約400億平方米,其中城鎮約130億平方米。而且每年還在數億增長?,F有建筑有99%為非節能建筑,新建筑中節能建筑的比例也較小,約占6%左右。據有關部門統計,建筑能耗約占全社會總能耗的27.6%,嚴寒地區更大,占到40%。建筑能耗還在增長:城市化進程加快,城市人均能耗是農村人的3.5倍,生活水平的提高,能耗隨之加大。冬季室內采暖溫度升高,采暖面積加大。采暖區擴大;夏季室內溫度降低,每戶空調房間增加。空調降溫區向北擴張等。
3.節能保溫材料的市場狀況
目前在建筑中應用的保溫工藝主要有三種:外墻外保溫、外墻內保溫、外墻夾芯保溫.過去外墻內保溫技術盛行,外墻外保溫處于試驗階段,外墻夾芯保溫形式基本就沒有。近幾年,外墻外保溫多了起來,外墻內保溫明顯減少,一些別墅使用上了外墻夾芯保溫技術。材料方面也是多種多樣,聚苯乙烯泡沫板、硅酸鹽復合漿料、巖棉礦渣棉、玻璃棉、泡沫玻璃、聚氨脂泡沫板等。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為基料,加入發泡劑等輔助材料,經加熱發泡而成的輕質材料。它具有質輕、導熱系數小、吸水率低、耐水、耐老化、耐低溫、易加工、價廉質優等優點。
4.保溫材料
4.1種類
①膨脹聚苯板(EPS板 ) 導熱系數0.037-0.041,保溫效果好,價格便宜,強度稍差。②擠塑聚苯板(XPS板)導熱系數0.028-0.03,保溫效果更好,強度高,耐潮濕 價格貴,施工時表面需要處理。③巖棉板,導熱系數0.041-0.045,防火,阻燃 吸濕性大,保溫效果差。④膠粉聚苯顆粒保溫漿料,導熱系數0.057-0.06, 阻燃性好,廢品回收 保溫效果不理想。對施工要求高。⑤聚氨酯發泡材料,導熱系數0.025-0.028, 防水性好,保溫效果好,強度高, 價格較貴。⑥ 珍珠巖等漿料,導熱系數0.07-0.09 防火性好,耐高溫保溫效果差,吸水性高常用的保溫材料:
4.2常用的保溫材料:保溫砂漿; 保溫板,如聚苯板、泡沫板等; 保溫發泡:如聚氨酯發泡等。
現在所用外墻保溫材料主要使用苯板、擠塑板以及聚氨酯。 苯板最便宜,保溫效果一般,會吸水、發生變形,做完保溫層之后需要做其他的一些防水等措施 ,擠塑板相較苯板要好很多,導熱系數比苯板低,價格稍高一點。 聚氨酯是現有保溫材料里面性能最好的一種,冰箱冷庫等領域的保溫材料用的就是聚氨酯,導熱系數遠遠低于苯板和擠塑板,基本上一半厚度的聚氨酯保溫層就可以達到苯板和擠塑板原厚度的保溫效果,不過價格要比苯板和擠塑板高出不少。
目前,我國建筑外墻保溫所用材料主要為聚苯乙烯、聚氨酯等有機材料,以及巖 棉、玻璃棉等無機材料。上述有機材料具有耐熱差、耐老化性能差、易燃燒和燃燒時釋放大量暖量、產生有毒煙氣、加速大火蔓延等諸多缺點。上述無機材料(如纖維保溫材料有粉塵和細小纖維)既污染空氣又易滋生細菌,對人身健康易造成危害。為了保證建筑采用既絕熱、防火,又對人身健康無害的外墻保溫材料,從各種試 驗表明,酚醛泡沫可以達到這種要求。
5.新型建筑墻體材料
5.1類型
(1)非粘土磚,包括孔洞率大于25% 非粘土燒結多孔磚和空心磚,混凝土空心磚和空心砌塊,燒結頁巖磚;
(2)建筑砌塊,包括普通混凝土小型空心砌塊,輕集料混凝土小型空心砌塊,蒸壓加氣混凝土砌塊和石膏砌塊;
(3)建筑板材,包括玻璃纖維增強水泥輕質多孔隔墻條板,纖維增強低堿度水泥建筑平板,蒸壓加氣混凝土板,輕集料混凝土條板,鋼絲網架水泥夾芯板,石膏墻板,金屬而夾芯板,復合輕質夾芯隔墻板、條板;
(4)原料中摻有不少于30% 的工業廢渣、農作物秸稈、垃圾、江河淤泥的墻體材料產品;
(5)預制及現澆混凝土墻體;
(6)鋼結構和玻璃幕墻。
5.2新型建筑墻體材料特征
保溫隔熱性能好如加氣混凝土砌塊、鋼絲網架火芯板、龍骨石膏板等;防滲水性好如磚類和砌塊類墻體材料及石膏板材等;隔音性能較好如煤灰燒結磚、蒸壓灰砂磚等;能耗低,新型建筑墻體材料需要的原料和能耗都比傳統粘土實心磚要低很多;強度等級高;自重輕,有利于基處理和抗震。另外,新型建筑墻體材料可以縮短工期、節省砂漿、從而增加使用面積等。
5.3目前我國新型建筑材料主要存在的問題
新型墻體材料應新型建筑材料科技含量高,往往價格高于目前使用的一般材料,對市場推廣起制約作用; 材料的施工工藝、技術、檢測手段等目前尚無規范限制, 部分產品質量不穩定;個體利益驅動影響了新型端體材料的開發應用和推廣等等。
6.新型建筑墻體保溫材料
目前在社會上出現的新型墻體材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等。新型墻體材料品種較多,主要包括磚、塊、板,如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等。但數量較小,在決的墻體材料中據點地比便仍然偏小。只有促使各種新型體材料因地制宜快速發展,才能改變墻體材料不合理的產品結構,達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促進建筑技術的目的。
7.外墻保溫技術
在建筑中,護結構的熱損耗較大,護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要的環節,發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。
外墻內保溫施工,是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快,操作方便靈活,可以保證施工進度。內保溫應用時間較長,技術成熟,施工技術及檢驗標準是比較完善的。被大面積推廣的內保溫技術有:增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網格布的做法。但內保溫會多占用使用面積,“熱橋”問題不易解決,容易引起開裂,還會影響施工速度,影響居民的二次裝修,且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性,決定了其必然要被外保溫所替代。外保溫技術及其特點
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比,技術合理,有其明顯的優越性,使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料,外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程,也適用于舊樓改造,適用于范圍廣,技術含量高;外保溫包在主體結構的外側,能夠保護主體結構,延長建筑物的壽命;有效減少了建筑結構的熱橋,增加建筑的有效空間;同時消除了冷凝,提高了居住的舒適度。
8.結束語
一是認真地選擇建筑體系,實事求是的宣傳,改變過去總認為新型建材房屋比磚混建筑貴的概念,讓新型建材房屋能在更多的地方推廣。二是節能材料的發展又必須與外墻保溫技術相結合,才能真正發揮其作用.正是由于節能材料的不斷革新,外墻保溫技術的優越性才日益受到人們重視。要發展新型建筑隔熱保溫技術及材料,各種泡沫塑料將成為主體。在大力推廣外墻保溫技術的同時,要加強新型節能材料的開發和利用,從而真正地實現建筑節能.
參考文獻:
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[2]劉幫華.淺談新型墻體材料.磚瓦,2010,4.
[3]金分樹,孔人英 . 新型墻體材料 .1999
1.1無機保溫材料
(1)泡沫混凝土
主要是利用發泡機的發泡系統激昂發泡劑充分發泡,然后將泡沫同水泥漿進行充分的混合,在進入系統完成模具城性的過程,最后通過自然的養護形成一種內部充滿大量封閉氣孔的輕質保溫材料。
(2)巖棉制品
主要的材料為玄武巖,利用高溫熔化在加工成為人工無機纖維,在將特定的粘結劑和防塵油加到里面,經過加溫固化最后獲得不同規格的巖棉保溫制品。雖然該產品具有質量輕、吸熱、施工方便等優勢,但是巖棉纖維和粉塵顆粒會給人體肺部和皮膚帶來有害的影響,這大大限制了該產品進行大規模的生產。
(3)無機保溫砂漿
主要是將低密度的多孔無機穎粒、短纖維或者粉末作為輕質的骨料,在將凝膠材料或者其他的多元復合外加劑加入進去,通過一定的工藝進行加工能夠支撐保溫抹面材料,可以直接在墻體表面進行涂抹,還可以同其他的材料混合成為復合保溫材料??偟膩碚f該產品主要具有隔熱、保溫、抗老化、耐蟲駐、對人畜無害等優點,同時價格也比較便宜施工也很方便。
1.2結構建筑材料。
根據現在的情況,建筑結構材料在近期的變化不會太大,主要參與建筑結構的材料還是以混凝土和鋼筋為主。第一,要發展綠色鋼材。現在建筑行業對于綠色發展的要求很高,因為環境保護已經成為我國的基本國策,體現在各行各業,建筑行業更是如此,建筑行業的環保首先要從材料下手,其中非常主要的材料就是鋼材,所以一定要注意發展綠色鋼材。第二,減少混凝土對環境的污染,因為目前建筑行業混凝土的使用量很大,污染也比較嚴重,所以一定要加以注意。
1.3非結構建筑材料。
非結構建筑材料,就是不涉及建筑結構的材料,主要包括墻體材料、門窗材料、防水材料、裝飾材料,對于每一種材料都要實現綠色使用。首先是墻體材料,想要實現建筑的環保,墻體材料的使用要注意實現建筑的節能,想要實現建筑的節能就必須要發展綠色的墻體材料,這是未來的發展趨勢。其次是門窗使用的材料,現在使用的木頭、鋼鐵、鋁合金門窗都不符合綠色建筑發展的要求,相比較而言,塑料門窗還是最符合綠色環保的要求,所以未來的建筑門窗選材要多選擇塑料門窗。再次是防水材料,以前建筑中的防水材料大都選用瀝青,但是它容易產生污染環境的有害物質,所以在建筑中十分不環保,不符合綠色建筑的要求,所以要改變這種狀況,現在研發出了一種高科技的改性瀝青防水卷材,它對環境的污染相對以前的瀝青要小很多,屬于綠色建材,應給與推廣。最后是裝飾材料,這些年,建筑裝飾行業的發展很迅速,這都得益于建筑行業的迅猛發展,但是目前很多室內裝修的材料對環境的污染都不小,對人體的危害更發,不符合建筑行業綠色發展的需求。所以要推行綠色建筑裝飾材料,減少對環境的污染和對人身心的傷害。現在已經研發出了很多綠色環保的室內建筑裝飾材料,未來的發展中,要大力推廣這些材料,同時更要加大科技研發的力度,研發出更多更加綠色的建筑裝飾材料。
2、對節能材料的檢測方法
對建筑的節能材料的檢測是保障質量好壞的重要手段,主要的檢測方面為以下幾點。
(1)導熱系數
主要是對保溫材料的絕熱性能進行檢測的最主要的技術依據,主要采用的基于穩態法的平板導熱系數,利用該系數來進行建筑材料導熱性能。但是對于保溫漿材料,養護期到以后,需要將其放于烘箱中烘干到恒重,接著才能進行檢測。在檢測實施之前,需要將樣板兩面進行打磨直到平整為止,可以防止在檢測時候試樣和冷熱板之間有間隙,對檢測結果不準確。
(2)保溫材料的試件的制作。
在進行試件制作時候,用到的水泥砂漿的表面不需要太光滑,進行適當打毛的操作,這樣能夠保證漿料的附著力。當拉伸粘結強度的試件制作完成后,在使漿料厚度達到要求的前提下,需要對試件施加部分的外力,這樣試件的各個組成部分的粘結程度才會更加的緊密,防止了空隙的出現,避免了由于試件制作的問題從而引起試件抗拉強度不合格,以及破壞界面不正確的現象出現,保證了材料的質量。
(3)在對網格布檢測時候的注意事項。
在委托方將網格布和加強網格布送來后,就要及時的進行剪裁,在剪裁時候,要將紗線受損的地方給舍棄,同時保證紗線在剪裁時候的垂直度。剪裁結束后獲得試樣不能折疊放置,這樣容易導致紗線受損。上夾具時候,時刻保持網格的豎直整齊,夾具還不能過緊,避免了應力的集中,減少了紗布的斷裂。
(4)表觀密度的計標。
在對苯板的表觀密度進行計算時候,由于密度比30kg/m3小,所以根據《泡沫塑料和橡膠表觀密度的測定》,空氣對檢測時候的影響比較大,不能忽視其存在。應該將試驗室的溫度進行控制,在大氣壓為常壓、室內的溫度達到23度時候,將測出的表觀密度在同1.220kg/m3進行相加,這時候獲得數值才是正確的表觀密度值。
3、結論
摘要
墻體材料革新“十五規劃”發展重點說道,新型墻體材料要適應建筑功能的改善和建筑節能的要求,積極發展利用當地資源、低能耗、低污染、高性能、高強度、多功能、系列化、能夠提高施工效率的新型墻體材料。積極發展新型墻體材料是國策之一。
關鍵詞:新型節能墻體材料
atract thewallbodymaterialreformsthedevelopmentpointof"15programmings"tosay,thenewwallbodymaterialwantstoadaptbuildingfunctionofimprovementandbuildingtherequestwitheconomyenergy,theaggreivedevelopmentmakesuseofalocalresources,imbecilitycoume,lowpollution,highperformance,highstrength,multifunction,theseriesturnandcanraisethenewwallbodymaterialwithcotructionefficiency.developingnewwallbodymaterialactivelyisactivelyoneofthenationalpolicieses.
keywords:neweconomyenergywallbodymaterial
引言
在現代社會,人類不但講究住的舒服,還有住的健康。墻體材料改革可以節約材料,節約資金,符合可持續發展的要求,還可以促進住宅建筑的節能。
所謂可持續發展,既要滿足當代人的利益,又不能損害后代的利益。原國家建材局結合建材工業的發展實際,把搞好資源綜合利用、搞好環保、實現可持續發展作為建材工業轉變經濟增長方式的必然要求和主要途徑,制定了建材工業的發展規劃。
一、墻體材料現狀
墻體材料包括燒結普通磚、燒結多孔磚、蒸壓粉煤灰磚、蒸壓灰砂磚、砂漿、混凝土砌塊、混凝土空心砌塊、毛石、毛料石等。 在我國城市采用砌塊建筑的差別和發展都是很大的。從1995年起,×××開始采用混凝土小型空心砌塊建成1xxxx住宅試點小區,總面積達1,000,000平米。至1997年擴大到4xxxx,總建筑面積達4,500,000平米.
二、墻體材料改革途徑
(一)墻體改革途徑之一—燒制品 空心磚和空心砌塊的強度等級為mu10、mu7.5、mu5、mu3.5和mu2.5。體積密度分為800、900、1000和1100級,孔洞率大于等于40。
空心磚與實心磚相比較,其優點是可減輕結構自重,磚厚較大,可節約砌筑砂漿和減少工時。此外,粘土用量和電力及燃料亦可相應減少。
(二)墻體改革途徑之二—蒸壓制品
蒸壓制品是指不含水泥或含少量水泥而通過蒸壓養護方式使磚或砌塊結硬的制品。 專家建議以生產塊大質輕的灰砂空心磚來減輕建筑物重量,提高灰砂磚建筑物抗震性能,節約資源,降低生產成本,提高企業競爭力。
泡沫混凝土砌塊屬于多孔混凝土砌塊,有水泥泡沫混凝土砌塊和硅酸鹽泡沫混凝土砌塊兩種。在工廠主要用于框架結構,現澆混凝土結構建筑的外墻填充、內墻隔斷,也可用于多層建筑的外墻或保溫隔熱復合墻體,還可根據設計在現場澆筑泡沫混凝土墻體。
下列情況不得使用泡沫混凝土砌塊:建筑物基礎;處于浸水、高溫和受化學侵蝕的環境;承重制品表面溫度高于80攝氏度的部位。
泡沫混凝土砌塊的性能及優點:主規格尺為880mm*380 (三)墻體改革途徑之三—膠凝制品
混凝土小型空心砌塊節土、節能,符合國家基本政策,.承載力高,相同強度等級塊材和砂漿的砌體抗壓強度是磚墻的1.5~1.8倍。其孔洞率50,較磚墻輕,可減輕基礎荷載,因而可減少基礎材料用量。它有以下優點:施工快,墻厚較標磚薄,可節省結構面積。商品砂漿:品質穩定、節約材料,有利于文明施工和環保,且可配制出適應新型墻體材料所需的性能。砌塊墻體:多層砌塊墻體住宅造價較相同層數磚混房高出5~10,但保溫性能好,在北方尤為突出。多功能砌塊是為實現建筑節能而發展的,如抗震、承重、保溫、裝飾作用等。
此外還有混凝土多孔磚、粉煤灰空心砌塊等。
三、墻體材料改革意義
民用建筑和工業建筑都需節能。居民建筑的能耗以采暖占主要部分,熱水供應15,電氣照明14,炊事6,采暖65。隨著建筑業發展,其用能已占全社會終端能耗的1/4以上。墻體材料改革最顯著的意義就是建筑節能以及環境保護。保溫隔熱節能建議:采取單一材料較理想,施工方便,效率高;采用輕骨料混凝土砌塊墻外貼苯板;采用輕骨料混凝土砌塊苯板夾芯墻;采用輕骨料混凝土砌塊孔內填苯板;采用輕骨料混凝土砌塊空腔內插入苯板;外墻保溫常用e板、復合混凝土小型空心砌塊。
四、國外墻體材料生產應用簡介 總結
隨著人類社會發展,生產技術進步,磚和砌塊生產構造多樣化、材料多樣化已成為必然,承重水平孔洞空心磚、輕質高強材料的發展研制提上日程。通過改進生產工藝提升施工技術擴大砌塊應用范圍,發展輕質隔墻板,繼續節約建筑能耗,減少環境污染,建筑業的可持續發展一定是現實的。
回首往昔,展望未來,節能型住宅的普及應該不遠了。
【參考文獻】 2唐岱新,砌體建筑的發展和應用[m],哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2001年.
關鍵詞:節能,新型建筑材料,節約型社會
隨著經濟的發展和人民物質生活水平的提高,城鄉建筑迅速增加,建筑耗能的問題日益突出,資料顯示:建筑行業能耗占到了全社會總能耗的40%~50%。因而建筑節能問題已越來越被政府和社會各界所重視,''''建設節約型社會''''已成為當今社會廣泛關注的一個重要主題,我國政府適時制定了中長期節能規劃,在規劃中建筑業被列為節能與環保的重點行業。而建材行業作為消耗自然資源、能源高,破壞土地多,廢氣、粉塵排放量大,對大氣污染嚴重的行業,節能問題更是重中之重。
1.發展新型節能型建材的必要性
長期以來,我國建材行業沿用了粗放型傳統生產模式,對自然資源重開發、輕保護,對生態環境重利用、輕改善。''''十一五''''是我國社會建設的重要時期,也是建筑材料發展的一個重要時期,因而建筑材料的發展應以滿足建筑節能需要為重,節能建筑材料作為節能建筑的重要物質基礎,是建筑節能的根本途徑。在建筑中使用各種節能建材,一方面可提高建筑物的隔熱保溫效果,降低采暖空調能源損耗;另一方面又可以極大地改善建筑使用者的生活、工作環境。因此,走環保節能建材之路,大力開發和利用各種高品質的節能建材,是節約能源,降低能耗,保護生態環境的迫切要求,同時又對實現我國21世紀經濟和社會的可持續性發展有著現實和深遠的意義。
此外,在傳統建筑材料基礎上大力發展新型建筑材料也是節能建材研究領域一個重要的方面,主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化學建材、裝飾裝修材料以及各種工業廢渣的綜合利用等。
因此,發展新型節能型建筑材料,就成為未來建筑材料的主要發展方向和趨勢,對于落實科學發展觀和構建資源節約型社會具有重要的現實意義。
2.新型節能型建材的發宸趨勢
2.1.新型墻體材料
墻體材料在房屋建材中約占70%,是建筑材料的重要組成部分。綠色建材是建材發展的方向,因而發展墻體材料,一定要按照建材綠色化的要求,與資源綜合利用、保護土地和環境緊密結合起來,通過限制粘土磚,優化墻體材料產業與資源、環境、社會發展的關系,實現墻體材料的可持續發展,促進人與自然的和諧發展。
新型墻體材料的發展應有利于生態平衡、環境保護和節約能源,既要符合國家產業政策要求,又要能改善建筑物的使用功能,同時堅持''''綜合利廢、因地制宜、市場引導''''的原則,要充分利用本地資源,綜合利用粉煤灰及其他工業廢渣生產墻體材料,加快輕質、高強、利廢的新型墻體材料的發展步伐。如利用資源豐富的粉煤灰、煤矸石、礦渣等,取代粘土生產粉煤灰燒結磚,煤矸石燒結磚,礦渣磚。
就其品種而言,新型墻體材料主要包括磚、塊、板等,如粘土空心磚、摻廢料的粘土磚、非粘土磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質板材、復合板材等。其中加氣混凝土是集承重和絕熱為一體的多功能材料,根據目前國家的節能標準,唯有加氣混凝土才能做到單一材料達標(節能50%)的要求,而用板材做墻體材料是今后墻材發展的趨勢,因此加氣混凝土制品作為今后墻體材料的首選,有著巨大的發展前景。又如蒸壓輕質加氣混凝土板具有質輕、保溫、隔熱、防火等優良性能,應用于新結構體系如鋼結構中,被認為是理想的維護結構材料。
因此,要適應建筑應用的需要,將新型墻體材料的發展與提高建筑性能和改善建筑功能結合起來,使其具有更強的生命力,因地制宜地發展各種新型墻體材料,從而達到節能、保護耕地、利用工業廢渣、促建筑技術發展的綜合目的。
2.2.保溫隔熱材料
墻體特別是外墻的傳熱在建筑物總體傳熱中占比例最大,我國多采用保溫節能墻體。墻體保溫式根據保溫層位置的不同可分為:外墻外保溫、外內保溫和中空夾心復合墻體保溫等3種。目前我的外墻保溫技術發展很快,是節能工作的重點。時,外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不分的,建筑節能以發展新型節能建材為前提,必須足夠的保溫隔熱材料作基礎。而節能材料的發展必須與外墻保溫技術相結合,才能真正發揮其作用。因此,在大力推廣外墻保溫技術的同時,要加強新型節能材料的開發和利用。
近年來,我國保溫隔熱材料的產品結構發生有明顯的變化:泡沫塑料類保溫隔熱材料所占比例逐年增長,已由2001年的21%上升到2005年的37%;礦物纖維類保溫隔熱材料的產量增長較快,但其所占比例基本維持不變;硬質類保溫隔熱材料制品所占比例逐年下降。我國目前常用的外保溫技術體系包括:膠粉聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合無網聚苯顆粒外保溫、現澆混凝土復合有網聚苯顆粒外保溫、巖棉聚苯顆粒外保溫、外表面噴涂泡沫聚氨酯和保溫涂料等。在上述幾種保溫體系中,保溫涂料綜合了涂料以及保溫材料的雙重特點,干燥后形成有一定強度及彈性的保溫層,符合外保溫材料的要求。
目前我國保溫材料的主要發展方向有:
(1)現有產品性能的提高和改進。
(2)研制開發復合型保溫涂料。應向固化塊、憎水、粘結強度高、密度小和成本低等方向發展。
(3)注重環保,充分利用三廢開發保溫涂料,并遵循涂料發展的潮流,向水性化、環?;姆较虬l展。
2.3.防水密封材料
防水材料是建筑業及其他相關行業所需要的重要功能材料,是建材工業的一個重要組成部分。隨著我國國民經濟的快速發展,工業建筑與民用建筑對防水材料提出了多品種高質量的要求,而在橋梁、隧道、國防軍工、農業水利和交通運輸等行業和領域中也都需要高質量的防水密封材料。
我國建筑防水材料的發展十分迅速,已徹底擺脫了紙胎油氈一統天下的落后局面,目前擁有瀝青油氈(含改性瀝青油氈)、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和剛性防水材料等五大類產品。相比國外先進國家,目前我國防水材料行業主要存在以下問顥.
(1)產品結構不合理,新型防水密封材料的產量
不高,市場占有率不高;
(2)產品質量普遍偏低,假冒產品充斥市場;
(3)設計施工應用技術有待提高,工程建筑滲漏還相當嚴重。
因此,防水材料工業亟需調整結構、規范市場。在發展方向上,應重點發展新型防水材料,擴大新型防水材料(如SRS、APP、APO等改性瀝青油氈和高分子防水卷材等)的市場份額。
2.4.節能門窗和節能玻璃
從目前節能門窗的發展來看,門窗的制造材料從單一的木、鋼、鋁合金等發展到了復合材料,如鋁合金一木材復合、鋁合金一塑料復合、玻璃鋼等。目前我國市場主要的節能門窗有:PVC門窗、鋁木復合門窗、鋁塑復合門窗、玻璃鋼門窗等。就玻璃鋼門窗而言,其型材具有極高的強度和極低的膨脹系數,具有廣闊的發展前景。
除結構外,對門窗節能性能影響最大的是玻璃的性能。目前,國內外研究并推廣使用的節能玻璃主要有:中空玻璃、真空玻璃和鍍膜玻璃等。
(1)中空玻璃在發達國家已經是新建住宅法定的節能玻璃,但我國中空玻璃的使用普及率還不到1%,從國內外的實踐來看,推廣使用中空玻璃將是實現門窗節能的一個重要途徑。
(2)真空玻璃在節能方面要優于中空玻璃,從節能性能比較,真空玻璃比中空玻璃節電16%一18%:
(3)熱反射鍍膜玻璃的使用不僅具有節能和裝飾效果,可起到防眩、單面透視和提高舒適度等效果,還可大量節約能源,有效降低空調的運營經費;
(4)鍍膜低輻射玻璃又稱low-E玻璃,是近年來發展起來的新型節能玻璃,采用真空磁控濺射法在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜。這種玻璃對380nm一780nm的可見光具有較高的透射率,同時對紅外光(特別是中遠紅外光)具有較高的反射率,既可以保證室內的能見度,又能減少冬季室內熱量的向外發散,還能控制夏季戶外熱量過多地進入室內,提供舒適的居住生活環境,將是未來節能玻璃主要應用品種。
2.5.水泥的發展和粉煤灰的利用
水泥工業在我國建材行業中能耗最大,因此要大力發展生態水泥。所謂生態水泥就是廣泛利用各種廢棄物,包括各種工業廢料、廢渣及城市垃圾為原料制造的一種生態建材。這種水泥能夠降低廢棄物處理的負荷,既解決了廢棄物造成的污染,又把生活垃圾和工業廢棄物作為原材料,變成了有用的建設資源,從而降低了生產成本。生態水泥的主要品種有:環保型高性能貝利特水泥,低鈣型新型水硬性膠凝材料,堿礦渣水泥等。
粉煤灰是燃煤發電場的廢棄物,由于其具有輕質多孔的特點和潛在的水硬性,可以作為多種建材的生產原料。開發粉煤灰建材不僅可以解決能源和資源問題,同時解決了這種工業廢棄物造成的污染問題。今后在粉煤灰綜合利用方面,需要重點開發研究的前沿技術課題有:大摻量粉煤灰制品;各種免燒結、免蒸養自然養護工藝的粉煤灰磚制品和粉煤灰陶粒等。
2.6.建筑垃圾的綜合利用
近幾年,我國在建筑垃圾開發利用方面投入了相當大的資金,不少地區將建筑垃圾作為一種再生資源,對固體廢棄物加以篩分、破碎后制成建筑垃圾磚或用作路基墊層及地基墊層;對不可理垃圾則堆山造景加以利用。其中,建筑垃圾磚取代傳統粘土實心磚作為砌體材料,凈化了環境,節約了能源,保護了土地資源,是一種具有經濟效益和社會效益的產品,從而使建筑業走上了一條良性循環的經濟模式,成為建筑業可持續發展的動力。
2.7.其他節能建筑材料
太陽能是人類可以利用的最豐富、最潔凈、最理想的能源,隨著太陽能光電轉換技術的不斷突破,在建筑中利用太陽能成為了可能。因此,美、日、歐等工業發達國家非常重視太陽能的利用,紛紛推出開發《太陽屋計劃》。我國太陽能的利用近年來取得了可喜的成果:天津市奇信太陽能科技有限公司已成功研制建材化太陽能集熱器,成為國內建材太陽能技術發展的先行者;而號稱為中國太陽能第一樓建筑的北京北苑太陽能示范工程,其能源全部采用太陽能,已良好運轉半年之久。
可以預見,采用光能轉換技術與建筑的屋頂、外墻、窗戶等結合集結成復合產品,很可能成為2l世紀一類重要的新型建材制品,既可作為建筑的制品或部品,又可以進行太陽能發電,將有極為廣闊的發展前景。
3.結語
綜上所述,未來我國新型建材的發展可以歸結為以下幾類:
3.1.大力發展資源節約型建材
發展資源節約型建材首先要通過建材企業對現有產品實行節省資源的措施,如降低單位產品原材料消耗,提高產品成品率等。其次要充分利用回收資源,目前我國工業廢渣和生活垃圾年產量約320億噸,回收利用,替代原材料生產新型建材,不僅可減少環境污染和資源浪費,更重要的是可實現經濟、環境的可持續性發展。
3.2.大力發展能源節約型建材
發展能源節約型建材就是要發展節能型新型材料,如低輻射鍍膜玻璃、太陽能發電材料、高性能保溫隔熱材料等。
3.3.大力發展環境友好型建材
發展環境友好型建材就是要求建材產品不產生建筑垃圾,不污染生活環境,不影響人體健康。隨著物質水平的提高、消費觀念的更新,人們的環保意識在不斷增強,對建筑材料的環保要求不斷提高。環境污染嚴重,對人體健康危害大的建材產品已逐漸被市場所淘汰,綠色環保型建材產品成為市場的銷售熱點。
3.4.大力發展多功能型建材
隨著社會經濟的發展,人們消費觀念的轉變,舊有的建材已遠不能滿足人們的需要,開發新型多功能材料成為人們追求的新目標。同時還要重視研究與開發具有自主知識產權的新技術、新產品,包括制品加工新技術等,如將納米技術與建筑材料結合,可開發出具有光催化性、抗菌、除臭、消毒等功能的生態建筑材料,從而改善人們的生活環境,提高人們的生活質量。
總之,節能環保型建材具有低物耗、低能耗、少污染、多功能、可循環再生利用等特征,集可持續發展、資源有效利用、環境保護、清潔生產等綜合效益于一體,成為未來建筑材料發展的方向和趨勢,符合人類的需求和時展的潮流。
依據標準及參考文獻:
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