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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
< br>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,<
/p>
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、
< br>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
p>
,
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、<
/p>
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%
< br>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
9
5%
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
p>
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。
< br>
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。
< br>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。
< br>
(
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
p>
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
2
0-25%
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
-6
cm/s
地层不能进行渗透灌浆的灌浆禁区,而且注入
k
=10
-8
cm/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。<
/p>
2.3
粉煤灰砖及粉煤灰拌合物
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