新型材料在建筑工程中的应用

新型材料在建筑工程中的应用

摘要：随着我国经济的发展和人民物质生活水平的提高，新型建材及制品有了良好的发展机遇和广阔的市场空间。经过发展，我国新型建材及制品工业基本上经历了一个从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的产业。发展新型建筑材料是发展壮大建筑建材支柱产业，进行产业结构调整，培育新的经济增长点，实现可持续发展战略的重要举措。本文首先概述新型建筑材料在基础中种类及特征，其次分析了新型建筑材料行业的发展状况,进而阐述了发展新型建材发展新型节能建材的意义，最后对新型建筑材料的发展趋势进行展望，以及提出发展对策。

关键词：新型建筑材料；基础工程；高性能；混凝土；

1绪论

1.1概述

建筑材料是建筑工程的基础，建筑材料工业是国民经济的重要基础工业之一，它用量大，经济性强，直接影响工程的总造价。一般住宅类建筑工程的材料费用约占到总造价的50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。因此，新型建筑材料的开发、生产和使用，对于促进社会进步、发展国民经济具有重要意义。

我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的，从l979-2012年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过30多年的发展，我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程，在全国范围内形成了一个新兴的行业，成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。目前, 全国新型建材企业星罗棋布在市场需求的带动下, 已经形成了全国范围的新型建材流通网；大部分国外产品我国已能生产,星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展, 为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。

1.2发展新型建筑材料的意义

发展新型建材、推广节能建筑是保护耕地资源的需要。中国房屋建筑材料中70%是墙改材料，其中粘土砖仍占据主导地位，而生产粘土砖的粘土资源则又是相对较优质的粘土。从中国耕地资源条件看，全国耕地只占土地面积的13%，目前人均耕地1.43亩，为世界平均值的约1/3。耕地资源紧张，且优质耕地少，后备资源严重不足已是不争事实。开发建材新产品，为推广节能建筑开辟了一条可行之路。

发展新型建材、推广节能建筑是缓解能源紧张的需要。建材工业是和建筑业密不可分、相互依存的行业，两者已一并列入国民经济发展的支柱产业。从市场角度看，建筑业是建材业的最终用户，建材行业产品的77.3%用于建筑业。目前，中国每年建成的房屋面积高达16亿－20亿平方米，但新建筑中95%以上仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3倍左右，中国建筑能耗已占全国能源消耗的近30%。如果建筑节能工作仍维持目前状况，到2020年建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤，仅空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷发电。因此，大力发展建筑节能刻不容缓。

发展新型建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑的重要前提。以矿业加窑业为产业特征的传统建材业，目前尚属资源、能源消耗型产业。中国建材行业万元产值耗煤2.7吨、消耗矿山资源逾100吨，是发达国家平均水平的1.5倍－2倍；年能源消耗总量为2.4亿吨标准煤，矿产资源消耗近40亿吨，居全国各行业前列。就总量平均而言，主要建材产品

单位能耗高于世界先进水平150%。目前，煤、电、油以及原材料的紧张已成为制约行业发展的突出问题。如何减少能源和资源的消耗，最大限度地提高能源和资源利用效率，同时减排降污，保护环境，使建材产业和建筑业成为节能、节水、节材、节地的可持续发展的现代化产业，已成为各级政府需要认真研究和解决的一个重要课题。

2在基础工程中新型建筑材料应用

2.1几类混凝土在基础建筑工程中的应用

（1）高强混凝土。在混凝土高强度化的应用中，高强预应力混凝土管桩（简称PHC 管桩即高强混凝土）就是在基础工程中的应用的建筑材料之一。PHC 管桩生产采用掺高效减水剂、强制搅拌、高速离心和“蒸养-压蒸”二次养护方式，桩身混凝土强度等级超过C80,具有强度高，单桩承载力大，耐打性好，设计选用灵活方便，成桩质量可靠，对桩端持力层起伏变化较大的地质条件适应性强，施工速度快，检测时间短，监理方便，现场管理简单，综合经济效益指标好等优点，在许多工程中得到了成功应用。

（2）纤维混凝土。纤维混凝土是一种新型的多相复合建筑材料，它通常根据工程结构不同及使用环境和条件在水泥基体中掺入钢纤维、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、高密度聚乙烯纤维、尼龙纤维等材料，以改善并提高混凝土的抗裂、抗拉、抗弯强度和抗渗防水性能，增强其抗冲击及抗震能力，已受到工程界的极大关注并在不断的工程实践过程中得到越来越多的肯定。

（3）混凝土膨胀剂。混凝土膨胀剂（简称UEA）是由硫铝酸钙熟料或硫酸铝熟料、天然明矾石和石膏共同磨细而成的一种特殊外加剂。它内掺（替换水泥率）6%-12%于混凝土中拌制成的补偿收缩混凝土，具补偿收缩、强度、抗渗和抗冻性能良好的优点。灌注桩膨胀剂（简称PEA），是由铝酸盐、硫酸铝盐、石膏和有机外加剂磨制而成的粉状物。PEA 掺入水泥后，由于水化作用形成大量的膨胀性结晶水化物-钙矾石，使混凝土产生体积膨胀。通过混凝土桩径向膨胀作用，提高了桩与土层的摩擦阻力。而PEA 桩的竖向膨胀作用，也提高了桩尖的极限强度。这一径向和竖向膨胀综合效应，使PEA 桩垂直和水平承载能力都得到提高。水泥中掺入20-25%的PEA, 单桩承载力提高25%-35%.基础工程的实践证明采用PEA 桩能节省投资，大大缩短桩基工工期，同时可节省工程用电、用水，具有显着的社会和经济效益。

（4）喷射混凝土。喷射混凝土是将水泥、砂、石和外加剂（速凝剂、粘稠剂）按一定比例拌合后装入喷射机中，借助压缩空气吹至喷嘴处与水混合，然后喷向岩壁并在短时间内与岩壁粘结的一种混凝土支护结构。采用喷射混凝土护壁由于不需支设模板，工艺简单，施工方便，工期短，经济效益显着。

（5）高性能混凝土。高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土混凝土而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。高性能混凝土的拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，便于浇筑密实；在凝结硬化过程中和硬化后体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小，并同时具备低成本经济合理性。

2.2化学灌浆材料

在基础建筑工程中的应用化学灌浆是岩石工程补强加固手段之一。常用的化学灌浆材料除传统类型外出现了诸如甲凝、甲氰凝和环氧-聚氨酯、丙烯酸酯-聚氨酯等互穿网络灌浆材料，其中甲基丙烯酸酯系列是我国独创。目前研制的中化-798 浆材，冲破国际上认k<10 -6cm/s 地层不能进行渗透灌浆的灌浆禁区，而且注入k =10-8cm/s 的地层，为国内外处理低渗透性软弱岩土地层的化学灌浆技术开创了新局面。

2.3粉煤灰砖及粉煤灰拌合物