綠色建筑材料初淺分析

綠色建筑材料綠色建筑墻體材料隨著國家對耗能的傳統(tǒng)墻體材料使用的限制，以及建筑業(yè)的革新與進步，我國墻體材料應不斷地適應現(xiàn)代化建筑的要求。因此，開發(fā)節(jié)能環(huán)保的綠色建筑墻體材料是減少資源消耗、保護生態(tài)環(huán)境以確保人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求，本文將論述了我國幾種綠色建筑墻體材料的研究應用現(xiàn)狀及發(fā)展。在發(fā)展墻體材料產(chǎn)業(yè)的實踐中，我國綠色環(huán)保墻體材料工業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展過程。所謂綠色建筑墻材，是指無毒或低毒的健康型墻材、防火或阻燃的安全型墻材、耗能低的節(jié)能型墻材及各類新型多功能墻材。從綠色建筑墻體材料具有的特點來看，發(fā)展綠色建筑墻體材料是實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。一.綠色建筑墻材的特點：①節(jié)約資源。綠色墻材應盡可能少用天然資源，降低能耗，并大量使用廢棄物作原料，不僅節(jié)約其生產(chǎn)能耗又可節(jié)約建筑物的使用能耗。②采用不污染環(huán)境的可清潔生產(chǎn)技術(shù)。在生產(chǎn)過程中不排放或極少排放廢渣、廢水、廢氣，大幅度減少噪音，實現(xiàn)較高的自動化程度。③產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而且有益于人體健康。④可再生利用。產(chǎn)品達到其使用壽命后，可再生利用而不污染環(huán)境。因此，發(fā)展綠色環(huán)保型墻體材料有利于節(jié)能減排戰(zhàn)略目標任務(wù)的實現(xiàn)。綠色新型墻體材料改革是當前建材行業(yè)面臨的一項艱巨而緊迫的任務(wù)。黏土磚是我國傳統(tǒng)墻體材料，隨著大量的能耗和大批良田被毀，國家加大了對黏土磚的限制力度，我國新型墻體的性能便得到了蓬勃發(fā)展。新型墻材是指實心黏土磚以外的建筑墻體材料，它是在傳統(tǒng)墻體材料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代墻體材料。新型墻體材料的發(fā)展不僅符合現(xiàn)在社會發(fā)展的要求，而且它所具有的輕質(zhì)、高強、節(jié)能、利廢、隔聲、隔熱、防火、防腐等良好的性能滿足了對高層建筑越來越高的要求。二.我國綠色墻材的現(xiàn)狀改革開放以來，我國在墻體材料革新與建筑節(jié)能上取得了顯著的進展和成效，各類綠色的新型墻體材料在品種、規(guī)格、性能、數(shù)量、生產(chǎn)技術(shù)及應用技術(shù)等方面都有了長足地發(fā)展,按其構(gòu)造要求可分為：建筑塊材、輕質(zhì)板材、復合墻體三大類。.建筑塊材建筑塊材數(shù)量之多，應用范圍之廣，發(fā)展速度之快，取代黏土磚的作用之大，在各類新型墻材中是首屆一指的，按照其結(jié)構(gòu)的形狀可分為建筑砌塊和混凝土空心轉(zhuǎn)兩部分。(1)建筑砌塊建筑砌塊是比標準磚尺寸大、比大板尺寸小的塊狀建筑砌體，用之砌筑砌體可以加快施工進度和減輕勞動量。近年來，我國在利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑材料方面進行了大量的試驗研究工作，取得了眾多的成果，積累了較豐富的經(jīng)驗。因此、積極利用各種工業(yè)廢渣生產(chǎn)砌塊，既能減少廢渣污染，保護環(huán)境，又可利用再生資源以降低砌塊的生產(chǎn)成本，改善和提高砌塊的性能與質(zhì)量。其中制作砌塊的材料有許多種類：混凝土砌塊、硅酸鹽砌塊、輕骨料砌塊、加氣混凝土砌塊、粉煤灰砌塊、灰砂砌塊、石膏砌塊等。這些砌塊的品種、規(guī)格、性能是因地制宜、因工程制宜的。各地生產(chǎn)砌塊的原材料資源不盡相同，因此，砌塊的品種也就多樣化。在有工業(yè)廢渣的地方，要充分利用可利用的工業(yè)廢渣生產(chǎn)砌塊。在有天然輕集料或人造輕集料的地方，要積極生產(chǎn)和應用各種輕集料砌塊。隨著建筑節(jié)能標準的提高，發(fā)展集承重、保溫、裝飾于一體的混凝土砌塊勢在必行，國家隊設(shè)在北京體育大學的訓練基地的地上圍護墻體就采用了310mm厚集承重、保溫、裝飾為一體的復合混凝土小型空心砌塊，它采用的是310mmxl90mmx90mm復合保溫砌塊，保溫材料為聚苯保溫板。經(jīng)檢測，該砌塊墻體的傳熱系數(shù)＜0.6W/(m+K),滿足外墻節(jié)能65%的要求。310mm砌塊具有保溫性能好、整體性好、施工速度快、清水立面等優(yōu)點，是發(fā)展前景比較廣闊的綠色環(huán)保砌塊。(2)混凝土空心磚混凝土空心磚是在混凝土空心砌塊得到廣泛應用的基礎(chǔ)上，以砌墻磚尺寸為基本規(guī)格而制成的一種新型墻體材料。它是由石屑、細石、黃砂、水泥及外加劑(租骨料WlOmm)按一定比例經(jīng)機械成型，養(yǎng)護而成的塊材。它既不同于黏土多孔病，也不同于普通混凝土小型空心砌塊?；炷峡招拇u的鋪漿面采用的是全盲孔設(shè)計，砂漿與空心磚之間可形成“栓柱”。研究表明，混凝土空心磚徹體的抗剪強度值要明顯高于黏士實心磚砌體.主要原因是由于砂漿“銷栓”作用。實際上砂漿的銷栓作用對于砌體的抗剪強度的提高貢獻很大，試驗表明用同一標號的病或徹塊和同一標號的砂漿，混凝土空心磚的抗剪強度是黏上實心磚抗剪強度的1.408倍，是混凝上空心磚砌塊砌體抗剪強度的2.551倍，從而保障混凝上空心磚房屋的強度和安全性,同時研究還表明混凝土空心磚砌體抗壓強度遠高于黏土磚砌體，低于混凝土小型空心砌塊砌體。混凝土空心磚墻片的砂漿強度、墻項正應力對其抗震性能的影響很大，砂漿強度增加，沿水平灰縫的抗震強度增加，磚與砂漿黏結(jié)牢固，有利于混凝土空心磚強度的充分發(fā)揮，但隨砂漿強度的增加，延性系數(shù)下降。墻頂正應力增加，墻體的開裂荷載，極限荷載都增加，說明加大正應力可提高墻體的抗側(cè)能力，同時，延性系數(shù)增大，剛度退化減慢。研究表明，混凝土空心磚的保溫隔熱性能比黏土實心磚好，但距建筑節(jié)能要求仍有一定距離，摻入保溫隔熱性能好的輕質(zhì)材料會提高墻體的保溫隔熱性能，如采用陶?；炷量招拇u墻體的保溫隔熱性便能滿足建筑節(jié)能要求。而在混凝土空心磚墻體的隔聲性能研究中，普通混凝上空心磚墻體隔聲性能較好，隔聲等級達到一級，陶?；炷量招拇u墻隔聲性能較差,需采取有效隔聲措施。由于混凝土空心磚具有其他新型承重墻體材料無可比擬的優(yōu)勢，許多省市都把它作為重點開發(fā)的一種綠色新型墻體材料，對其系統(tǒng)的研究，不僅改善了新型墻體的工作性能，而且推動了墻體材料改革的發(fā)展。.輕質(zhì)板材輕質(zhì)板材是近年來新興的輕質(zhì)墻體形式，包括的種類有：纖維水泥板（如石棉水泥板、水泥刨花板、玻瑞纖維增強水泥板即GRC板等）：紙面石膏板和以石膏為膠凝材料的輕質(zhì)板材（石膏纖維板、石膏刨花板）：植物纖維輕板（包括稻草板、麻屑板、蔗渣板等）、氯氧鎂輕質(zhì)板材（氯氧鎂水泥為膠凝材料添加工業(yè)廢渣和農(nóng)業(yè)作物加工剩余物）：硅酸鈣板等。硅酸鈣板是一種新型輕質(zhì)墻體板材，近年來隨著“四節(jié)一環(huán)?！焙蛪Σ母母锏拈_展，硅酸鈣板其優(yōu)越的品質(zhì)和良好的性能已為人們所共識。研究表明，硅酸鈣板強度高，6mm厚板材的強度大大超過9.5mm厚的普通紙面石膏板，并且它的熱導率很低，有良好的隔熱保溫性能，在硅酸鈣板內(nèi)腔填巖棉時，100mm厚隔墻的隔熱保溫能力明顯好于普通磚墻的效果，同時具有很好的隔音能力。在國家體育場鳥巢、奧運綜合訓練館、北京奧運村、國家體育館，人們都可以從這些場館的地面、墻面或看臺見到這種質(zhì)樸而輕便的材料。北京地鐵5號線部分沿線地鐵站的臺階兩側(cè)都使用了硅酸鈣板作為墻體材料。由于硅酸鈣板在裝飾效果上更接近清水混凝土顏色，是回歸自然理念的優(yōu)秀體現(xiàn)者，所以硅酸鈣板在大型重點工程中備受青睞。隨著工藝的進步和新型建筑的需要，具有防火、隔熱、超輕、防潮、防腐、防霉變、憎水、易加工、高強度等性能的硅酸鈣板制品將在新型墻體材料的應用中占有重要的地位。.復合墻體復合墻體是近年來迅猛發(fā)展、前景廣闊的新型墻體結(jié)構(gòu)體系。它是由混凝土砌塊空腔墻同其他非承重的材料（如巖棉板、膨脹珍珠巖及其板材、聚苯乙烯泡沫板、石膏板、纖維板等等）復合而成，即在承重墻體的基礎(chǔ)上再復合為高效保溫性能的材料，將這兩種材料合二為一。近年來，配筋混凝土小型空心砌塊外保溫體系在北方寒冷地區(qū)已得到廣泛應用?；炷列⌒涂招钠鰤K承重結(jié)構(gòu)外保溫體系是我國替代傳統(tǒng)黏土磚混合結(jié)構(gòu)的較為理想的結(jié)構(gòu)體系。由于小型空心砌塊是空心薄壁構(gòu)件，對孔錯縫搭砌時，水平灰縫的砂漿結(jié)合面小，豎縫的砂漿飽滿度差，其抗剪強度低、整體性差。試驗研究表明，在空心砌塊墻體的適當部位沿上下貫通的孔中插入豎向鋼筋，用灌孔混凝土灌實使鋼筋充分錨固，墻體通過芯柱、圈梁及拉接鋼筋形成約束網(wǎng)格即配筋砌塊墻體。從而實際上形成了配筋砌塊剪力墻結(jié)構(gòu)，若在實際工程中采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋，則建筑的整體性和抗震性均能得到很大改善。三.我國綠色新型建筑墻材的發(fā)展.砌塊在輕鋼建筑中的應用隨著我國鋼產(chǎn)量的與日俱增，鋼結(jié)構(gòu)住宅在住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程中必然要起著舉足輕重的作用。對于輕鋼結(jié)構(gòu)建筑，在綜合考慮保溫、隔熱、耐久、防火等要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國外成熟經(jīng)驗，可采用混凝土裝飾小磚與輕鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合，即輕鋼結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的承重部分，規(guī)格尺寸與黏土磚相近的混凝土裝飾小磚砌筑外葉墻作為外裝飾部分，外葉墻與輕鋼結(jié)構(gòu)之間用鍍鋅鐵件或不銹鋼件相連接，該種建筑與傳統(tǒng)的黏土磚建筑極為相似，但比黏土磚建筑具有更好的耐久性，而且，在混凝土中加入彩色氧化鐵系列顏料，可充分體現(xiàn)建筑色彩的豐富性、多樣性。這樣，混凝土的外葉墻不僅起到裝飾建筑外觀色彩的作用，還保護了內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)，提高了建筑物的耐久性。在鋼結(jié)構(gòu)與混凝土磚墻之間以及鋼結(jié)構(gòu)中間填充適當?shù)谋夭牧峡蛇_到保溫、隔熱的效果。.高強度砌筑砂漿研制及應用與傳統(tǒng)現(xiàn)場攪拌砂漿相比，預料砂漿在技術(shù)上有明顯優(yōu)勢：摻入不同添加劑可改善砂漿性能，由于黏結(jié)力大，保水性好，提高了砌筑和抹灰質(zhì)量，有效地避免了灰縫不飽滿，抹面空鼓、開裂、脫落等現(xiàn)象。而且這種砂漿改進了它的施工工藝，提高工效，降低成本。而干拌砂漿粉售價低于水泥，由此配制的砂漿成本低于普通水泥砂漿。干拌砂漿粉在粉煤灰的使用上提供了一個新途徑，有利于新材料新技術(shù)的推廣、優(yōu)化施工環(huán)境、減輕勞動強度和減少材料浪費，施工效率高、工程質(zhì)量好、環(huán)境效益好。.加強預應力砌體在新型墻體中的應用當前.，砌體的發(fā)展要滿足輕質(zhì)、高強的要求，因此，不僅要對材料性能進行改進，提高砌塊與砌筑砂漿的強度和黏結(jié)力的同時要減輕結(jié)構(gòu)的自重，還要對結(jié)構(gòu)體系進行創(chuàng)新，由于砌體存在抗拉、抗剪強度低的弱點，傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)不能充分發(fā)揮砌體抗壓能力較高的優(yōu)勢。對砌體施加預應力后，可以提高抗剪、抗彎能力，減小截面尺寸，充分利用砌體的抗壓強度,改進砌體結(jié)構(gòu)的脆性等。因此，預應力砌體是新型墻體發(fā)展的一種必然趨勢。.加強利用工業(yè)廢料加工的各種砌塊高性能再生骨料混凝土砌塊是一種循環(huán)利用的資源，它以大摻量的粉煤灰、礦渣粉等工業(yè)廢料替代水泥，利用廢棄混凝土進行清洗、破碎、篩分和按定比例相互配合后加工形成的再生骨料取代天然碎石作為混凝土骨料，采用高效減水劑改善混凝土性能，形成與普通混凝