談建筑工程材料的發(fā)展及應(yīng)用特點(diǎn)

李斌

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，山西太谷　030801）

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談建筑工程材料的發(fā)展及應(yīng)用特點(diǎn)

李斌

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，山西太谷030801）

摘要：介紹了建筑材料的發(fā)展歷程，從結(jié)構(gòu)材料、新型建筑材料、材料添加劑三方面，闡述了國內(nèi)建筑材料的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn)，有利于加快建筑新材料的研發(fā)進(jìn)程，促進(jìn)建材行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑材料，混凝土，結(jié)構(gòu)材料，材料添加劑

自改革開放以來，我國的建筑市場發(fā)展活躍，不僅涌現(xiàn)了一些世界有名的高層建筑，同時(shí)國內(nèi)民用建筑及工業(yè)建筑的發(fā)展勢頭也很強(qiáng)烈，任何一棟建筑的從無到有都離不開建筑材料。遠(yuǎn)古時(shí)代，北京山頂洞人以洞穴為居，石材便可謂當(dāng)時(shí)的“建筑材料”；我國在春秋戰(zhàn)國時(shí)期便創(chuàng)制了長形磚用來建造房屋居所，隨著時(shí)代不斷發(fā)展，到了秦漢時(shí)期制磚的工藝及類別等都有了長足發(fā)展，“秦磚漢瓦”是謂建筑材料；到了近代，隨著混凝土、鋼材等材料的問世，世界建筑史發(fā)生了質(zhì)的改變，建筑物不論樣式、高度等方面與過去的傳統(tǒng)建筑均不可同日而語，同時(shí)人類對建筑裝飾的審美追求也不斷提高，這便促進(jìn)了裝飾材料等方面的發(fā)展?？傊ㄖ牧鲜墙ㄖ锏膶?shí)體體現(xiàn)，建筑材料的種類很多，從建筑用途上可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料和專用材料。

1　結(jié)構(gòu)材料

提到近現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)材料，混凝土無疑是眾多材料中的“明星”?；炷恋奶攸c(diǎn)很明顯，它的材料屬性包括抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，易于大規(guī)模生產(chǎn)，原料較為豐富，應(yīng)用范圍廣，這些特點(diǎn)非常適合于建筑結(jié)構(gòu)，另外混凝土的成形過程是由液體固化為特定形狀，這個(gè)特點(diǎn)無疑給了建筑師巨大的發(fā)揮想象的空間。工程師可以利用木材、塑料或者鋼材做出模板來，在其中澆筑便可得到各式各樣的混凝土結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的材料比如磚石是無法做到的。自混凝土發(fā)明至今已一個(gè)世紀(jì)有余，混凝土的使用范圍不斷擴(kuò)大，不僅在建筑結(jié)構(gòu)中大放異彩，在其他專業(yè)比如海洋開發(fā)等工程中也用處多多。

不可否認(rèn)混凝土相比其他結(jié)構(gòu)材料而言也存在著缺點(diǎn)和不足，它最大的缺點(diǎn)就是需要的勞動(dòng)力較為龐大，無論是生產(chǎn)階段還是建造階段。混凝土結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要搭建模板來支撐澆筑混凝土，如今混凝土高層及大型結(jié)構(gòu)的模板本身就可以當(dāng)成一門獨(dú)立的科學(xué)，模板的安全、經(jīng)濟(jì)、快捷等都影響著混凝土結(jié)構(gòu)的施工。此外模板也需要人工來進(jìn)行搭設(shè)，特別是復(fù)雜的模板對勞動(dòng)力的要求更高，這些因素都影響著混凝土結(jié)構(gòu)的施工及應(yīng)用，再者混凝土生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生很多污染，這是人類目前無法避免的?？梢哉f混凝土材料優(yōu)劣共存，人類既依靠混凝土材料的特性發(fā)展自我，也不得不在使用其過程中付出一定的代價(jià)。

除了混凝土建筑，鋼材在房屋建筑中的應(yīng)用發(fā)展也特別引人注目，鋼材的特點(diǎn)非常明顯，用“剛?cè)岵?jì)”形容它非常恰當(dāng)，剛指鋼材的受拉性能顯著，柔則可理解為鋼材的受壓性能較弱。如今鋼結(jié)構(gòu)房屋輕質(zhì)、綠色的特點(diǎn)，以及其可裝配化的可行性，使得其在建筑物的材料選擇上有了更多的優(yōu)勢。

2016年初中共中央國務(wù)院發(fā)表了一篇《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，意見指出要發(fā)展新型建造方式，大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染，縮短建造工期，提升工程質(zhì)量。制定裝配式建筑設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收規(guī)范。完善部品部件標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)建筑部品部件工廠化生產(chǎn)。鼓勵(lì)建筑企業(yè)裝配式施工，現(xiàn)場裝配，建設(shè)國家級裝配式建筑生產(chǎn)基地。加大政策支持力度，力爭用10年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%。積極穩(wěn)妥推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑。在具備條件的地方，倡導(dǎo)發(fā)展現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑?？梢娨庖娒鞔_提出了要積極推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑，并且倡導(dǎo)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑。由此可見建筑材料的應(yīng)用及發(fā)展與社會發(fā)展息息相關(guān)，如同混凝土替代了傳統(tǒng)的磚石材料順應(yīng)了當(dāng)時(shí)的時(shí)代發(fā)展一樣，如今新型材料包括綠色建筑材料的發(fā)展也是在響應(yīng)時(shí)代的號召。

2　新型建筑材料

磚瓦，灰砂等是傳統(tǒng)的建筑材料，新型建筑材料是有別于這些材料的新品種，它有很多的品種和門類。按照不同的分類方法，可以將新型建筑材料分為很多種。從功能上分，新型建筑材料是各種五金、塑料件和輔助材料，可以用于墻體、門窗、裝飾、防水、保溫、粘結(jié)和密封。根據(jù)材質(zhì)的不同又可以分為金屬材料、非金屬材料、化學(xué)材料和未經(jīng)過加工的天然材料。新型建筑材料的優(yōu)點(diǎn)有很多，重量小，強(qiáng)度高，保溫效果好，節(jié)能環(huán)保，還可以起到一定的裝飾作用。不但能改善建筑物的功能，還可以讓建筑看起來更有現(xiàn)代感，滿足人們對建筑物外觀的視覺要求。新型建材具有重量小的優(yōu)勢，可以大大降低建筑物的自重，不僅能夠加快建筑速度，有利的推動(dòng)建筑施工技術(shù)現(xiàn)代化，還創(chuàng)造了有利條件使得輕型建筑結(jié)構(gòu)得以推廣。

生產(chǎn)新型建筑材料所使用的原材料會因?yàn)榻ú牡墓τ煤托阅懿煌煌?，生產(chǎn)所利用的工藝方法也是如此。縱觀新型建材的發(fā)展，有的種類著重外形的變化，花色品種不斷更新?lián)Q代，最典型的是用于裝飾類的建材。有的種類著重功能，例如用于保溫的建材。有的種類則著重于通過深加工來衍生出新的建材，例如新型建筑板材。就新型建筑板材而言，市面上新型建筑板材的品種繁多，可以達(dá)到幾十種。目前國內(nèi)生產(chǎn)量最大、使用最普遍的幾種新型板材主要有玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）板、無石棉硅鈣板和紙面石膏板這三種。這幾種板材因?yàn)榧庸み^程使用的原材料和生產(chǎn)工藝均不相同，所以其功用和性能也不盡相同。玻璃纖維增強(qiáng)水泥板的制作所使用的主要是低堿水泥還有耐堿玻璃纖維這兩種原材料，它一般可用作內(nèi)外墻板。制作紙面石膏板利用的主要材料是石膏和護(hù)面紙，紙面石膏板主要用來做吊頂板和內(nèi)墻板。制作硅鈣板使用的主要原料是硅鈣材料，它不僅可以做內(nèi)外墻板，還可以制作成跟墻體結(jié)合在一起的家具，也可以作為裝修材料。加工這三種板材使用的都是最容易得到的非金屬原材料。

上述三種板材都可以作為原始板材采用復(fù)合技術(shù)，深加工衍生出具有防滲、保溫、防火等功能的新型墻體材料，這些新型墻體材料不僅質(zhì)輕，性能也較原材料更優(yōu)越。

3　材料添加劑

建筑物中結(jié)構(gòu)材料的作用固然重要，然而各式各樣的添加劑所發(fā)揮的作用也不容忽視。例如，鋼筋阻銹劑、混凝土速凝劑、混凝土膨脹劑、混凝土防腐劑等這些常見的添加劑在制作混凝土材料過程中使用頻率都很高。

鋼筋阻銹劑，顧名思義是用來阻止鋼筋生銹的一種化學(xué)物質(zhì)，可以通過摻入混凝土或涂刷在混凝土表面以阻止或減緩鋼筋腐蝕，從而延長結(jié)構(gòu)壽命，在國際分類中，屬于“摻入型”。阻銹劑使用得當(dāng)后可形成致密的保護(hù)層，阻擋有害離子對混凝土結(jié)構(gòu)的侵害，并且可以延緩鋼筋的電化學(xué)反應(yīng)過程，進(jìn)而起到了保護(hù)鋼筋的作用，其鋼筋阻銹功能較為高效。

混凝土防腐劑開創(chuàng)了使用外加劑防腐的新方法，作為新一代防止鋼筋混凝土腐蝕的新思路，它不僅從根本上解決了傳統(tǒng)防腐蝕方法的諸多不足及局限性，也突破了鋼筋混凝土防腐蝕的傳統(tǒng)理念。眾所周知混凝土經(jīng)常由于發(fā)生堿骨料反應(yīng)而降低其使用功能，而混凝土膨脹劑不含鈉鹽，不會引發(fā)上述反應(yīng)，耐久性良好。

除上述幾種添加劑外，速凝劑也是常用的一種添加劑材料，它是一種粉狀的混凝土、砂漿外加劑，對水泥有速凝快硬作用，對于搶修工程或者噴射混凝土施工等工程中需要混凝土快速凝結(jié)的情況下速凝劑的作用便顯而易見。

綜上所述，建筑材料的發(fā)展與時(shí)代及社會的發(fā)展息息相關(guān)，建筑材料隨著建筑業(yè)的發(fā)展越來越龐大及繁雜的同時(shí)也推動(dòng)著建筑行業(yè)的進(jìn)步。建筑從業(yè)人員不僅要全面了解建筑材料在建筑行業(yè)中的作用，也要不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，積極研發(fā)新型建筑材料，共同為建筑行業(yè)的藍(lán)天添磚加瓦。

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［3］王珍.高性能混凝土建筑火災(zāi)燒損試驗(yàn)研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2011.

On development and application characteristics architectural engineering materials

Li Bin
（College of Engineering，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Abstract：The paper introduces the development of architectural materials，and illustrates the development and features for the architectural materials in China from the structural materials，new architectural materials，and material additive agents，so as to accelerate the research on the new architectural materials and enhance the development of the architectural industry.

Key words：architectural material，concrete，structural material，material additive agent

中圖分類號：TU502

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0119-02

收稿日期：2016-01-19

作者簡介：李斌（1993-），男，在讀本科生