建筑新材料及应用课件

（2）甲醛 主要来自保温材料、地板胶、涂料、塑料 贴面板等,是一种致癌物质。苯来自于合成 纤维、塑料、橡胶等,它可以抑制人体的造 血功能。


（3）酯和三氯乙烯 均来自于油漆、干洗剂、粘结剂等,它们刺 激人体的某一黏膜,可引起结膜炎、咽喉炎 等疾病。 因此,要想创造绿色环境,应使用绿色建材、 绿色装饰材料,以利于保护自然环境和人体 健康。
外装饰材料 室内装饰材料 内墙隔断
按使用部位分
建筑防水材料 内门柜 卫生设备 其 他
外门窗
五金灯具
新型水泥制品 新型玻璃制品 新型混凝土
陶瓷制品 铝合金及其制品 新型木材
按材质分
各种砌块 新型石材 化学建材 其 他
玻璃钢制品
玻璃纤维制品
轻质间墙板采用泡沫塑料板材、玻璃纤维布、粘合剂，通过新工 艺制作而成。无毒无味。具有表面坚硬、强度高、形状规范美观 ，能隔热、隔音、防火、防水。
SFRC是目前应用最广泛的纤维改性水泥基复合材料
二、用于水泥基材料改性的钢纤维
弓形钢纤维
弓型钢纤维30×0.5mm
端钩钢纤维
压痕钢纤维
波浪钢纤维30×0.6mm
从以上钢纤维的外形可以看出，它们都
不是线形，而是异形的。因为在纤维混凝土
中，异形钢纤维可以提高纤维与混凝土的界
面结合强度。另外，同普通线形钢纤维相比 ，异型纤维除了在界面上可以获得粘结和摩 擦作用外，还由于体形的改变，可以提供额 外的机械咬合及锚固作用。
3. 建筑物工程的补强加固材料(可用于制作喷射混 凝土); 4. 作为钢纤维混凝土制品材料(如用于制作井盖、 音箱箱体等)。
钢纤维井盖
钢纤维混凝土典型应用案例—桥面路面工程
1 提高路面质量
由于SFRC具有抗裂性好、韧性大、抗拉、抗弯、抗剪强度高等优 点，完全符合路面材料的使用要求，并可提高路面质量。
混凝土中泥煤做保水材料，肥料、水、增粘剂 做成泥浆，浸没在孔隙中。
3cm 30cm
泥土层 多孔混凝土层
生态种植水泥基材料的结构图
第六篇 水利工程施工新技术 工程护坡与生态护坡
高性能混凝土
1
高性能混凝土
到了20世纪90年代，一些有远见卓识的专家考 虑到某些工程的需要，在提出混凝土强度指标的
纸面石膏板
3
建筑新材料分类
建筑新材料分类
(1)
按用途分
(2)
按使用部位分
(3)
按材质分
墙体材料
屋面及楼板构件
地面装饰材料 卫生洁具 门窗、玻璃及配件 给排水管道
混凝土外加剂 建筑防水材料
按用途分
建筑密封材料 绝热、吸声材料 墙面装饰材料 顶棚装饰材料
工业管道及配件
胶粘剂
灯饰灯具
其他
墙体材料 屋面材料 保温绝热材料
HPC的优点 与普通混凝土比，HPC具有以下优点： 由于强度更高，因而结构尺寸可以更小，这 使得结构自重减轻、建筑使用面积增加、材料 用量减少。 弹性模量更高，因而结构变形更小、刚度更 大、结构稳定性更好。 耐久性好，抗渗性好，因而结构的维修和重 建费用少，工作寿命大大延长。
HPC的研究应用案例 在德国：目前德国现行的混凝土结构设计规范已达
2.可取代或部分取代钢筋或者降低钢筋直径1-2mm；
3.可缩短施工周期25%以上,特别适用于要求连续、快
速浇灌混凝土的较大工程；
4.与普通的混凝土同样搅拌施工，不需增添设备。
与普通混凝土相比,钢纤维混凝土增加成本约15％。
钢纤维改性水泥基材料在工程中的应用
1. 作为路面、桥面工程材料 (可提高路面质量，减 少路面铺设厚度，加大缩缝间距，延长使用寿命等); 2. 作为道路等工程的修补材料(钢纤维混凝土在新 旧混凝土交界面可形成更小的收缩裂缝);

我国于20世纪90年代起开始对绿色建材进行 了较为广泛的研究,并开始进行材料的绿色 环保认证,取得了一定的效果。但由于生产 力水平、科研水平等方面的原因,无论是在 绿色产品的品质或绿色建材的严格认证和 管理等方面,都相对落后于世界先进水平。
土木工程绿色建筑材料种类






1 现代绿色混凝土材料 ①高性能混凝土材料。 ②利用废弃混凝土生产的 绿色混凝土 ③加气混凝土。 ④合成纤维混凝土。 ⑥多孔预制块植栽混凝土。 2 木材 ①彩色木材
2 减少路面铺设厚度
SFRC抗弯强度特别高，耐疲劳性能及耐磨性能也比较好。在同等 载荷下若采用 SFRC ，其铺设厚度一般可减少 30～50％。设计抗弯强 度为8MPa时，SFRC铺设厚度只要15cm就能满足使用要求了。
3 加大缩缝间距
普通混凝土路面缩缝间距为 5～ 10m。SFRC缩缝间距可达到 50m。 这样既可节约切缝与维修费用,也可提高路面连续性和行车平稳性。
用了HPC。
HPC的研究应用案例
在日本： 在高层住宅和预应力混凝土构件中使用了
4 延长使用寿命
在车辆荷载作用下，SFRC路面底面的裂缝发展非常缓慢，因此直 至裂缝发展到路面表面，其承受荷载作用的次数要比普通混凝土路 面高出许多，其使用寿命大大延长。
生态种植水泥基材料
生态种植水泥基材料的好处是可以消除传统混凝土色 彩单一灰暗，给人以生硬、粗糙、灰冷的视觉冲击，还表 面于自然。 生态种植水泥基材料结构为一两层，一层为3-6cm厚 的表土层，另一层为30cm厚的多孔混凝土。用单一粒径骨 料、河砂、石膏等作混凝土原料，并把保水材料和肥料填 充入多孔混凝土的空隙中。用泥煤作保水材料，把肥料、 水、增粘剂一起做成泥水液，使其流入空隙；用锯末、活 性炭及水的混合物填充物载体。 生态种植混凝土结构要求：首先要有连续空隙，空隙 率为 20%-30% ，孔径为 8-10mm, 便于植物生长；其次，含 植物生长所须的水分、肥料等；第三，结构PH值或酸碱度 适宜植物生长。
压实
1. 钢纤维混凝土浇筑时，随拌随用，连续浇捣，不到 分格缝不得留施工缝。浇捣时应振密实。 2.抹面,压纹 :钢纤维混凝土具有集料细 ,砂率大,纤维乱 向分布的特点 , 为防止纤维外露 , 应采用机械抹平 , 压纹器 压纹,禁用拉毛工艺压纹.
养护(常规养护)
成本分析
1.在同等强度下可减少混凝土量30%-50%；
建 筑 新 材 料
1
建筑新材料内涵
建筑新材料(New Building Materials)：
是指除传统的砖、瓦、灰、砂、石之外的、在
建筑工程实践中已有成功应用，并且代表建筑材料 发展方向的具有增加、更新、完善、环保等属性的 建筑材料，既包括新出现的原料和制品，也包括原 有材料的新制品。
2
建筑新材料特性
智能化产品将会越来越多
绿色建筑材料
绿色建材的涵义


Leabharlann Baidu
1992年,国际学术界将绿色材料定义为:绿色材料 是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以 及废料处理等环节中,对地球环境负荷为最小和有 利于人类健康的材料,也称之为“环境调和材料”。 绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。 它是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、 大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、 无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康 的建筑材料。
施工优化特性(施工条件、时间、强度、难度得到优化)
秸秆镁质条板(简称SMC墙板)
秸秆镁质条板生产现场
秸 秆 镁 质 条 板 生 产 现 场 以 角
秸秆镁质条板产品
秸秆镁质条板使用现场
两层坚固泥 薄板，中间填 充聚苯乙烯泡 沫颗粒，可根 据要求安装成 整栋房屋。保 温效果强，适 用于寒冷或炎 热的地区室内 外保温隔热墙 体、天花。安 装方便适用于 各种临时建筑 ，简易房、灾 区住所，无须 砌砖抹灰，技 术要求低，接 点、拐角构件 坚固泥是一种无机胶结材料 ，主要成分是天然矿物 齐全。
施工中的技术要求
1.水泥标号一般不得低于425#。水灰比不得大于0.5;
2.粗骨料粒径长度应不超过钢纤维长度的 2/3(钢纤维有沿粗 骨料表面取向的趋势,当骨料粒径大于钢纤维长度时钢纤维增强效果变差); 3.拌制钢纤维混凝土不得采用海水,海砂,严禁掺加氯盐; 4. 除上述规定外，钢纤维混凝土所用其他材料，应符合 现行规范中关于钢筋混凝土所用原料的规定; 5. 钢纤维混凝土的稠度可参考同类工程对普通混凝土所
水泥基复核材料
为改善水泥混凝土抗拉强度低、收缩变形大、
韧性差的缺点，上世纪 80 年代以来，研究人员
着眼于通过改变组成、成型工艺,控制微观结构
等措施，以开发力学性能优、耐久性好的高技
术 水 泥 基 复 合 材 料 ( High-tech cement based
composite)。钢纤维增强水泥基材料就是其中之
要求的稠度来确定。其坍落度可比相应普通混凝土要求值
小200mm，其维勃稠度值与相应普通混凝土要求值相同。
投料要求(先干后湿)
钢纤维
搅拌30s 砂及水泥
混合物 粗骨料
使钢纤维分散
拌合物1
搅拌30s
拌合物2
注: 拌制钢纤维混凝土时,禁 用海水、海砂和掺氯盐.
钢纤维 混凝土 拌合物
搅拌情况下加水 搅拌3min，时间不宜过长
一(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)。
一、钢纤维改性水泥基材料特点
SFRC 首先在 20 世纪 60 年代的美国开发成功。 因钢纤维强度大、韧性好，与软质的橡胶、塑料 发生摩擦时表现出优异的耐磨性。因此，由钢纤 维改性的水泥基复合材料具有良好的： 抗 裂 性 弯曲韧性 抗冲击性 抗 冻 性 抗疲劳性 抗 磨 性

和合成矿物，这些矿物与水混合后能产生类似于普通硅 酸盐水泥的水化反应，形成具有胶凝特性的水化物。
空心砌块
空 心 砖



我国开发了电厂粉煤灰、煤矸石、工业炉渣、工业尾矿、页岩 土和河道淤泥为主要原材料的烧结空芯砖。 美国开发成泡沫砖：泡沫砖隔热性能好，而且重量减轻40%。 瑞士、香港等地利用城市垃圾制取砖，使垃圾资源化。
同时，更为注重混凝土的耐久性、安全性与安全
使用期。因此，以耐久性为目标，兼顾高强度和
高工作性能的高性能混凝土 ( High Performance
Concrete,HPC)便应运而生了。
1.1
HPC的工作特性
HPC概述
10 年来，不同国家、不同学者，依照各自的认识、实 践及应用目的与范围，对HPC有不同的解释、不同的定义 ，但还是达成了以下几点共识： 要有一定的强度和高抗渗能力，但不一定是高强度、 高性能，亦可能是中、低强度，高性能。 有良好的工作性能。混凝土拌和物应具有良好的流动 性，不分层离析，易充满模型。泵送混凝土和自密实混 凝土有良好的可泵性、自密实性。 混凝土的使用寿命要长。在一些工程的具体部位，控 制结构设计的并不是混凝土强度本身，而是耐久性，这 是HPC应用的主要目的。
建筑新材料具有以下一种或几种特性：
节 源 特 性 (能源、土地资源、水资源等) 环 保 特 性(生产环保、使用环保,便于回收利用,废品资源化等)
美 观 特 性(更好的审美特性、装饰特性)
新功能特性(保温、防护、耐火、吸声、耐腐、智能等) 高性能特性(更优的强度、比强度、韧性，更少的缺陷) 耐 久 特 性(耐老化、耐侯、耐腐蚀等) 低成本特性(低制作、低运输、低施工、低维护成本等)
硅藻星涂料
空气净化玻纤蓬松过滤毡
绿色建材产品
净化室内空气瓷砖
发展绿色建材的必要性
有些建筑材料对人体健康和环境保护非常不利,这 些“有害建材”主要源于5种有害物质:氡、甲醛、 苯、酯、三氯乙烯。 （1）氡

主要是由混凝土、碳化砖、砖头、水泥、石膏板、 花岗岩及供水系统所含有的放射性元素铀衰变后 释放出来的,通过呼吸道进入肺部,释放出一定的 能量,会逐步破坏肺部组织,引起肺癌及各种怪病。
5
新型建筑材料发展趋势
低能耗、低资源消耗产品将不断取代高能耗、高资源产品 高比强度产品将得到更广泛的应用
全程污染负荷低的产品将取代全程污染负荷高的产品
功能化产品将会得到快速发展 可再生和废品资源化将在新材料设计中受到更多关注 生态建材将会成为建筑新材料设计的主要目标之一 施工效率高、污染小的标准化组合型建材会成为趋势之一
到C110，强度等级为当今世界之最。
在挪威： 挪威设计规范虽然是C105，但挪威是世界
上唯一采用高强度混凝土修筑公路的国家。挪威已将 HPC(85～90MPa)广泛用于道路工程，明显提高了混凝土
路面的耐磨性。
在法国：修建的3座高性能混凝土斜拉桥—佩尔蒂大
桥、埃洛恩、诺曼底大桥处于结构性能和耐久性考虑使