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摘要:随着节能、舒适、环保的观念和可持续发展的理念在建筑材料领域中的日益增强,新型墙体材料也受到广泛的关注。本文简述了墙砖、砌块和板材三类新型墙体材料在我国的应用现状,剖析新型墙体材料现阶段存在的问题并探讨其未来发展趋势,助力于新型墙体材料的良性发展。
关键词:新型墙体材料;节能;环保
引言
墙体作为建筑体的重要围护结构,它的主要作用是对室内、外空间进行分隔,承担负荷和美观装饰的功能。在建筑工程所用材料中,墙体材料使用量占比高达70%以上。随着我国城镇化进程的加快,墙体材料消耗需求量也迎来迅速增长。现阶段,我国墙体材料主要是以粘土砖。然而,粘土砖的生产过程中会产生大量的有害气体、固体废弃物等,对环境造成严重的污染。[1]另外,粘土砖的原料取自土地资源,且烧制环节也需要消耗大量的水电资源,约占据整个建筑工程总能耗的40%。[2]因此,采用节能环保的新型墙体材料代替传统墙体材料刻不容缓,具有重要的环境效益、经济效益和社会效益。
1.新型墙体材料的种类及其应用现状
本文将从墙砖、砌块和板材三类型加以概述:
1.1新型墙体材料—墙砖
如前所述,粘土砖的生产过程与我国节能减排的政策相违背。新型墙砖的原材料改用工业废渣,如蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖等。新型墙砖的生产过程也不再沿用传统的烧结工艺,而是采用高压釜固化方法。此类蒸压砖适用于一般的民用或工业建筑墙体。
1.2新型墙体材料—砌块
砌块包括混凝土空心砌块、轻骨料混凝土砌块和加气混凝土砌块等。
1.2.1混凝土空心砌块
混凝土空心砌块的主要原料是碎石、沙子、水泥等,经水搅拌、振动或冲击后固化成型。混凝土空心砌块可选用工业废渣和天然的轻集料,以降低生产成本和减少环境污染问题。一般地,混凝土空心砌块的空心率大于或等于25%,具有方便砌筑、质轻、墙面平整等优点。混凝土空心砌块一般用于非承重墙,强度等级较高的制品可以用于多层建筑的承重墙。
1.2.2陶粒混凝土砌块
陶粒混凝土砌块可分为实心和空心陶粒混凝土砌块,具有轻质高强、隔热隔音、防火抗渗等特点。由于陶粒混凝土砌块的干缩率是轻质砌块中最低的,又具有一系列相对完整的模数,所以可提供更为充足的建筑使用空间。
1.2.3加气混凝土砌块
加气混凝土砌块是将高效发泡剂铝粉添加到工业废石膏、粉轧灰、废石英砂或炉渣中,搅拌,气体膨胀,预切割和高压蒸汽固化,最终形成轻质多孔的硅酸盐块。加气混凝土砌块的生产、应用技术在德国、日本以及部分东欧国家已非常成熟。[3]由于加气混凝土砌块独特的材料和结构特性,该类产品具有保温效果好、吸水率低,耐久性好,抗渗抗震等优势,是目前单一墙体材料中唯一能实现不同节能目标的产品。[4]根据建筑物功能和节能要求的不同,可选择合适砌块厚度,并根据节能标准要求分析外墙热工参数。
1.3新型墙体材料—板材
墙用板材分为石膏类、植物纤维类、水泥类和复合墙板。复合墙板可以利用各个材料的优势,目前已发展多种复合板材,如玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板、轻集料混凝土配筋墙板、轻集料混凝土多孔墙板、真空挤出成型纤维水泥板、以及纤维增强聚苯保温饰面板等。其中,玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板以硫铝酸盐水泥为原料,耐碱玻璃纤维为增强材料所制备的非承重轻质多孔条板。产品不含任何有害物质,绿色环保,具有轻质高强、防火隔音、保温等特点。玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板是建筑体非承重部位替代加气块水泥砖的最佳材料,广泛用于民用、工业建筑的内墙和复合墙的外墙,是国家建设部、建材局重点推荐的新型墙体材料。又如,纤维石膏板以石膏粉为原料,采用纤维进行增强。与纸面石膏板相比,纤维石膏板强度更高,结构也更均匀,可用于内墙以及室内装修。
它还具有诸多优势:便于施工、隔热隔声,节能环保,是一种极具开发潜力的建筑板材。
2.新型墙体材料的发展趋势
2.1由天然材料转向合成材料
采用单一材料已经无法满足部分的建筑工程项目的需求,合成材料有望实现材料之间的优势互补,达到协同效果。在未来市场中,相比天然材料,合成材料将具有更广阔前景。新型墙体材料需要人们根据要求设计材料,再将材料、技术进行组合。
2.2广泛利用固体废料
如何充分且科学地利用固体废弃物来制造墙体材料也是该领域的重要课题之一。例如,使用工业粉煤灰、矿渣、河道淤泥和建筑渣土制备粉煤灰砖和灰砂砖等;使用农业稻草或废秸秆等生产轻质墙板等。[5]利用固体废弃物生产墙体材料,不仅能变废为宝,还能促进资源能源的可持续利用,降低环境污染问题和生产成本。
2.3绿色化的发展趋势
绿色化的实现基于清洁的生产技术,从原材料选取、制造环节和使用过程整个过程中进行污染控制。具体地,新型墙体的原材料无毒无害,摒弃高氟以及高硫原料;生产过程中尽量减少污染物的产生,考虑空气过剩系数对尾气排放的影响,尾气处理增加湿电除尘工艺等;特别地,由于现阶段新型墙体材料的生产过程需引入化学工艺,相关企业需加强对绿色工艺的研发,减轻环境的污染;不添加放射性污染物、甲醛等物质,避免产品使用过程中对环境造成污染问题。
2.4向高科技含量、高附加值产品发展的趋势
从整体发展水平来看,我国墙体材料的质量水平与发达国家之间仍存在差距,在国际市场上缺乏竞争力。[6]依赖高新技术提高墙体材料的产品质量,提高其附加值和功能,是未来新型墙体材料发展的重点之一。
3.新型墙体材料的现存问题及对策
现阶段,我国新型墙体材料不仅应用范围小,而且暴露了产品质量不稳定,生产规模小,发展不平衡,整体较落后等系列问题。导致这些问题的可能原因如下:生产粘土砖的原材料可无偿获取,制备过程工艺简单,生产成本低。其实,产品的价值应该不仅仅考虑成本,还应将功能需求作为考量,从不同角度对墙体材料的经济效益进行评价。整个行业仍处于低价竞争的状态,低廉的价格影响产品质量,导致企业缺乏扩大再生产规模的动力。企业自主研发能力弱,设备多依赖进口。但是,只有实现产品的创新升级,加强规模经济才能更好的满足市场的要求。另一方面,新型墙体材料仍缺乏统一的生产标准和检验标准作为依据,增加了标准化施工的难度,限制了新型墙体材料的有效推广和应用。开展绿色建材评价工作、发布目录、制定评价标准,完善的政策机制和社会氛围将赋予新型墙体材料发展更多理性色彩,提高新型墙体材料的整体利用率。
结语:
采用新型墙体材料取代了传统的粘土砖,一定程度上意味着墙体材料迈进高新技术、高科技及绿色化行业。新型墙体材料的使用不仅提高了满足材料的需求,也将会最大限度地改善生活环境、节约能源,提高资源利用率、促进建材行业可持续发展作出更大的贡献。因此,制定的发展策略,改变新型墙体材料目前不合理的产品结构和产业现状,促进其有序健康发展。
参考文献:
[1]袁彬,新型墙体材料应用存在问题及对策[J].建材与装饰,2020(2),54-55.
[2]梁祎,赵志曼,陈瑞嘉,刘子鹏,新型墙体材料投资风险分析与评估[J].低温建筑技术,2018(10),110-112.
[3]周飞霞,莫启明,王瑜.新型墙体材料发展综述[J].建筑科技与管理学术交流会论文集.2019.
[4]徐彬,新型墙体材料在我国的应用现状及前景[J].四川水泥.2020(2),158.
[5]胡瑞麟,新型墙体材料发展方向[J].砖瓦.2019(6),43-46.
[6]代红涛,宋打帝,浅谈新型墙体材料的应用及发展趋势[J].四川水泥.2018(3),350.