关于新型建筑材料应用与发展的研究_开题报告

一、文献综述

新型建筑材料的国内研究进展

调查研究表明，伴随着人民物质生活水平的不断提高和经济的飞速发展，城乡建筑快速增加，同时，随着我国各大发达城市日新月异，各种各样的造型新颖、功能齐全的地标性建筑纷纷拔地而起，推动了我国建筑结构理论的研究和发展，当今社会，对建筑物的要求越来越高，国内的建筑材料和相关产业迎来的良好的发展期，由于目前国内的环境越来越恶化，建筑业已经和环保行业密切联系到一起了，因而，发展新型建筑材料已经成为了建筑材料的主要发展趋势，这样有利于我国构建资源节约型社会和落实科学发展观。随着城市化进程加快，城市人口密度日趋加大，城市功能日益集中和强化，需要建造高层建筑，以解决众多人口的居住问题和行政、金融、商贸、文化等部门的办公空间。因此要求结构建筑向轻质高强方向发展。目前主要目标仍然是开发高强度钢材和高强混凝土,同时探索将碳纤维及其他纤维材料与混凝土聚合物等复合制造的轻质高强结构材料。  到目前为止，普通建筑物的寿命一般设定在50—100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化。例如超高层建筑，大型水利设施、海底隧道等大型工程，耗资巨大，建设周期长，维修困难，因此对其耐久性的要求越来越高。此外，随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发，也要求高耐久性的材料。目前，主要的开发目标有高耐久性混凝土、钢骨混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁胎面材料，弗素树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料，以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。  

在大空间建筑中“第五代建材”膜材料也是一种广泛应用的新型材料，它是由高分子聚合物涂层与基材按照所需的厚度，宽度通过特定的加工工艺粘合而成。现在它可以发挥极大承载力，构筑灵活大空间，并且具有自然生态美外观。大深度地下空间是目前为止还没有被广泛地开发利用的领域，随着地球表面土地面积逐年减少，人类除了向高空发展外，大深度地下是一个很有潜力的发展空间。与超高层建筑相比，地下空间结构具有很多优点。例如具有保温、隔热、防风等特点，可以节省建筑能耗。为实现大深度地下空间建设，需要开发能适应地下环境要求的新型材料如药剂材料、生物材料、土壤改良剂、水之净化剂等。  

海洋建筑与陆地建筑的工作环境有很大差别，为了实现海洋空间的利用，建造海洋建筑，必须开发适合于海洋条件的建筑材料。海水中的盐分、氯离子、硫酸根等侵蚀作用，使材料很容易被腐蚀而破坏；海水波浪不同地往复作用，对建筑物构成冲击、磨耗和疲劳荷载作用；海洋建筑物还要经常受到台风、海啸等严酷的气候条件的作用；建筑在海滩、近海等软弱地基上的建筑物，其沉降现象也很明显。这些严酷苛刻的环境下工作的海洋建筑物所用的材料，要求具有很高的强度、耐冲击性、耐疲劳性、耐磨耗等力学性能，同时还要求具有优良的耐腐蚀性能。为实现这些性能，要求开发以下新型材料。如涂膜金属板材、耐腐蚀金属、水泥基复合增强材料、地基强化材料等。  

为了开辟新的生存空间，人类正在向宇宙进军。在距离地球表面400—500km的地球周围轨道上建设大型结构物，即所谓的宇宙空间站，建立太空旅馆，实现月球旅行等，使人类的梦想，尽管这种想法距离显示还有些遥远，但已有一些国家，例如美国、加拿大、欧洲各国、日本等先进国家已经在这方面投入了力量进行研究开发。宇宙环境与地球表面、海洋以及地下都有很大差别，宇宙站以一定的速度围绕地球转动，其离心力与重力取得平衡，处于无重力环境。利用这种特殊的环境有可能制造出在地球上无法实现的高纯度、高均质、完全结晶等特殊功能的新型材料。同时，宇宙环境在地球下温度变化非常剧烈，例如同一个宇宙工作站，被太阳光照射到的部位温度达150℃左右，而太阳光照射不到的部位可达到零下150℃的低温状态。因此在用于宇宙空间建筑的材料必须适应如下剧烈的温度变化，高温时不软化，低温时不发生脆断。同时，材料在宇宙放射线的照射下不能发生严重的老化。所以用于宇宙空间建筑的材料必须具有高强度、高耐久性和温度适应性。目前有可能达到这种优良性能的材料有钛合金、铝合金以及碳纤维增强塑料（CFRP）等复合材料。  

为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内，需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料（粉煤灰、矿渣、煤矸石等）可生产水泥、砌块等材料；利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材；利用废弃的玻璃生产贴面材料等；既可以减少固体废渣的堆存量，减轻环境污染，又可节省自然界中的原材料，对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量。高流态、自密实免振混凝土、在施工中不需振捣，既可节省施工能耗，又能减轻噪音。 

建筑材料也有向细微化发展的趋势，随着纳米技术和纳米材料的进一步发展和研究，国外和国内利用纳米材料研究开发和应用的建筑材料，目前主要是纳米Ti02光催化生态建材。包括空气净化建材、抗菌建材、除臭和表面自洁建材等。随着人类智能化的发展，智能化材料也被人们重视和研发，所谓智能化材料，即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能，以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时，能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施；同时智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整，例如吸湿放湿材料，可根据环境的湿度自动吸收或放出水分，能保持环境湿度平衡；自动调光玻璃，根据外部光线的强弱，调整进光量，满足市内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长，新陈代谢的功能，对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候，材料本身还可重使用，减少建筑垃圾。这类材料的研究开发目前处于起步阶段，关于自我诊断、预告破坏和自我调节等功能已有初步成果。  

生态建筑材料也在研究之中，它的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征首先是节约资源和能源；其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支，按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。  

随着城市道路、市政建设步伐的加快，人行路、停车场、广场、住宅庭院与小区内道路的建设量也在逐年增大，城市的地面逐步被建筑物和灰色的混凝土路面所覆盖，使城市地面缺乏透水性，雨水不能及时还原到地下，严重影响城市植物的生长和生态平衡。同时，由于这种路面缺乏透气性，对城市空间的温度、湿度的调节能力降低，产生所谓的城市“热岛现象”。因此，应开发具有透水性、排水性、透气性的路面材料，将雨水导入地下，调节土壤湿度，有利于植物生长，同时雨天不积水，夜间不反光，提高行车、行走舒适性和安全性。多孔的路面材料能吸收交通噪音，减轻交通噪音对环境的污染，使一种与环境相协调的路面材料。除此之外，彩色路面、柔性路面等各种多彩多姿的路面材料，可增加道路环境的美观性，为人们提供一个赏心悦目的雏形环境。 

为了提高生活质量，改善居住环境、工作环境和出行环境，更好的满足建筑的设计适用，经济，美观以的原则，并且适应人类现在环境和社会的特点，人类一直在开发研究能够满足性能要求的建筑材料，使建筑材料的品种不断增多，功能不断完善，性能不断提高。随着社会发展，科学进步，人们对环境质量的要求将越来越高，对建筑材料的功能与性质也将提出更高的要求，这就要求人类不断地研究开发具有更高性能、同时与环境协调的建筑材料，在满足现代人日益增长的要求的同时，符合可持续发展的原则。

新型建筑材料的国外研究进展

围绕推广和规范新型建材的目标，世界各国都进行了积极的努力，制定了相应的建筑标准和评估体系。例如，美国LEED建筑评估体系、德国的生态建筑导则LNB、英国BREEN的评估体系、澳大利亚的建筑环境评价体系NABERS、加拿大的GBTool、挪威的EcoProfile、法国的ESCA   中国聂梅生、秦佑国等结合我国国情，于2001年制定了《中国生态住宅技术评估体系》，出版了《中国生态住宅技术评估手册》，对推动我国住宅建筑的发展发挥了重要的作用

日本、美国及西欧等发达国家都投入很大力量研究与开发新型建材。国际大型建材生产企业早就对新型建材的生产给予了高度重视，并进行了大量的工作。以下对几种主要的建筑材料的情况作简单介绍。

水泥和水泥混凝土是目前国外用量最大的建筑材料，传统水泥消耗大量矿产资源和能源，随着科技的进步，目前已经出现了生态水泥。生态水泥以各种固体废弃物包括工业废料、废渣、城市垃圾焚烧灰、污泥及石灰石等为主要原料制成，其主要特征在于它的生态性，即与环境的相容性和对环境的低负荷性。近年来开发出的以高炉矿渣、石膏矿渣、钢铁矿渣以及火山灰、粉煤灰等低环境负荷添加料生产的生态水泥，烧成温度降至1200～1250℃，相比传统水泥可节能25%以上，CO2总排放量可降低 30%～40%。虽然由于各添加料本身化学成分的变 异而造成生态水泥的化学成分有所波动，但基本矿物组成、性能与普通硅酸盐水泥接近，相差不多。

建筑玻璃是现代建筑采光的主要媒介。普通平板玻璃透光性很好，但太阳光在普通平板玻璃的可见光谱和近红外线部分的透过率都很高，并不是一种玻璃。目前研发并应用于实体工程的中空玻璃、真空玻璃、真空低辐射玻璃等玻璃使用寿命长、可选择性透过、吸收或反射可见光与红外线，是一种节能玻璃。

墙体材料是一种量大且面广的建材产品，国外某些地区墙材构成中主要的产品仍然是传统的实心粘土砖，而实心粘土砖是典型的耗能高、资源消耗大和使用过程中保温隔热效果差的产品。墙体材料具有自重轻、强度高、防火、防震、隔声性能好、保温隔热、装配化施工、机械加工性能好、防虫防蛀等多种功能，目前已广泛应用的包括新型泰柏板、3E轻质墙板、加气混凝土砌块条板、混凝土空隙砌块、压蒸纤维增强水泥板与硅酸钙板等。

化学建材是建筑给排水、装饰装修时大量使用的一类材料。国外目前化学建材的化主要通过优化生产工艺，使用无污染的原配料，使用时不产生有害物质等方面来实现，主要产品如水性涂料，天然织物墙纸，HDPE、PP等树脂制成的给水管道等，PVC塑料门窗及防水卷材等[11]。 此外，发达国家开发出许多新型建材新产品，如可以抗菌、除臭的光催化杀菌、防霉陶瓷；可控离子释放型抗菌玻璃；电致臭氧除臭、杀菌陶瓷等新型陶瓷装饰装修材料和卫生洁具。这些材料用于居室，尤其是厨房、厕所以及放鞋柜等细菌和霉菌容易繁殖产生霉变、臭味的地方，是改善居室生活环境的理想材料，也是公共场所理想的装饰装修材料。总之新型建材在要求实用功能及外表美观之外，更强调对人体、环境无毒害、节能、无污染。

二、^范文提纲

引言

1绪论

1.1概述

1.2发展新型建筑材料的意义

2新型建筑材料的种类及发展现状

2.1新型墙体材料

2.1.1砖

2.1.2砌块

2.1.3板

2.2新型保温隔热材料

2.3新型防水密封材料

2.4新型装饰装修材料

3新型建筑材料的应用

3.1轻质墙体材料

3.2新型密封材料的应用

3.2.1硅酮密封膏

3.2.2聚氨酯密封膏

3.2.3聚硫密封膏

3.3UPVC水管

4新型建筑材料的发展趋势

4.1新型建筑材料发展的主要目标

4.2新型建筑材料发展趋势之展望

4.3新型建筑材料的发展之对策与建议

5结论

6致谢

三、参考文献

[1] 马红侠. 发展新型节能建筑材料的必要性及现状[J]. 甘肃科技, 2009年第25卷,(18) .

[2] 陈福广.对墙材革新的战路思考.《新型建筑材料》[J].2010年（1）. 

[3] 张光磊．新型建筑材料[M].北京：中国电力出版社，2008年.

[4] 杨静.建筑材料[M].北京：中国水利水电出版社，2004年. 

[5] 刘祥顺.建筑材料[M].中国建筑工业出版社，2007年. 

[6] 竹隰生，闫瑞娟.可持续性建筑材料及其在住宅建设中的推广应用[J].化学建材，2001年（6）. 

[7] 甘红川，甘镀，周艳琼.绿色建材-现代建筑的重要标志[J].房材与应用，2001年（6）. 

[8] 任培明.浅述国内新型建筑材料的发展现状[J].国外建材科技,2004年，(4) . 

[9] 韩静云.建筑装饰材料及其应用[M].中国建筑工业出版社，2000 年12月. 

[10]张文辉.浅议新型建筑材料的发展及应用[J].技术与市场.2010年，第17卷第11期. 

[11]唐岱新.砌体建筑的发展和应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2001年. 

[12]林克辉.新型建筑材料及应用[M].广州：华南理工大学出版社,2006年. 

[13]常婧莹.新型建材行业形势分析与展望[J].四川建材.2009年第6期,第35卷. 

[14]曹小奇. 新型建筑材料行业形势分析[J]. 陕西建筑, 2009年第165期