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无机非金属材料在民用建筑中的应用评价

时间:2023-01-15 15:50:04 来源:网友投稿

摘   要:无机非金属材料在民用建筑中占有举足轻重的地位,其应用的科学性和有效性对于建筑领域的发展十分重要。尽管无机非金属材料在我国建筑行业中倍受青睐,而且被广泛应用,但是,由于我国对于无机非金属材料的研究和应用起步相对较晚,所以在其突飞猛进的发展过程中依然暴露出了一定的不足和问题。为了促进我国民用建筑的进步,为了给我国建筑领域和工业领域的发展奠定坚实的基础,为了不断增强我国的综合实力,有必要对无机非金属材料在我国民用建筑中的应用进行科学评价和认真分析。因此,本文结合我国无机非金属材料应用的实际情况进行了深入研究。

关键词:无机非金属材料、民用建筑、应用

无机非金属材料是由氮、氧、碳、硼化物和各类盐,以及卤素化合物构成的材料,是金属与有机高分子之外的每一种材料的统称。无机非金属材料在建筑工程中的应用起始很早,如水泥就是一种最常见的无机非金属建筑材料。伴随材料科学不断发展,可用于建筑工程施工的无机非金属材料类型越来越多,发挥出不同的功能和作用。为促进无机非金属材料实际应用与发展,发挥传统材料不具备的特殊功能,需要将材料应用及其评价作为参考依据。

一、現代无机非金属材料及其分类构成

(一)现代无机非金属材料概述

最初,无机非金属材料主要是指硅酸盐材料,这种材料主要兴起于20世纪40年代。随着社会的发展,科学技术的进步,在近几十年的时间中,无机非金属材料的种类和功能都得到了全面的扩展。如今,无机非金属材料已被视为全球通用的三大材料之一。现代无机非金属材料主要包括:陶瓷玻璃、耐火材料以及一些特种陶瓷等新型无机工程材料。一般情况下,无机非金属材料具有较高的硬度,较强的防水性能,良好的抗腐蚀性以及耐高温等特点。

(二)现代无机非金属材料的分类构成

按照现代无机非金属材料的性能,可以将其分为功能材料和工程材料两大类。(1)就功能材料而言,其主要由光学、电学以及生物材料构成。其中,电学材料主要包括了:磁性材料、压电材料、电子材料、电导材料、敏感材料以及热电材料等。而生物材料则主要是指存在于生物体中的活性材料、生物惰性材料以及生物体中存在的能够被吸收的材料。(2)就工程材料而言,其主要由抗热震、耐高温、耐磨损、耐腐蚀以及具有高强度、高韧性等特征的材料构成。例如:三氧化二铝等材料。

二、无机非金属材料的发展

在我国现代科学技术高速发展的大环境下,各大领域、不同行业所需要的传统材料以及具有特殊性能的新材料也取得了长足的进步。并且,这种前进速度和各项突破也全面推动了无机非金属材料生产、开发以及研究的快速发展。以20世纪40年代为界限,据相关考察和研究,在此之前通常认为无机非金属材料只是把自然产出的石头进行加工所形成的有关制品,这些制品主要包括:(1)将天然黏土作为主要原料而生产制作的黏土制品。(2)将不同种类的非金属矿物原料作为主要原料进行融合而生产制作的玻璃、陶瓷、水泥以及一些耐火材料等。(3)将某些成分较为纯正的非金属矿物作为主要原料而生产制作的人工晶体等。20世纪40年代后,机械制造领域、航空航天领域、生物材料领域以及电子产品领域等都取得了突飞猛进的发展,一些新型材料也随之开发产生,这也使得无机非金属材料的种类及名目得到了极大的丰富。与此同时,随着人们生活水平的逐步提升,社会和百姓对材料功能的要求也在不断提高,而传统材料已经无法满足人类的需求。因此,人们开始全面结合先进的科学技术不断开发新材料,不断寻求和优化新材料的生产方法。从这个时期开始,现代无机非金属材料的品种得到了极大的扩展,无机非金属材料的范围变得更加广阔,其定义也发生了一定的变化。在现代社会中,人们把除金属以及有机高分子材料以外的材料几乎都认为是无机非金属材料。另外,无机非金属材料逐步成为民用建筑中无法缺失的支柱材料。由此可见,无机非金属材料对于现代民用建筑的重要性。

三、民用建筑中新型无机非金属材料应用评价

(一)材料应用

针对民用建筑工程,一般将减少室内热量向外散失的材料称作保温材料,将减少室外热量向内进入的材料称作隔热材料。主要包括三大类,即金属、有机非金属和无机非金属。其中,与无机非金属相较而言,有机非金属缺乏结合性,且耐腐蚀性较弱,在合成时需要使用大量能源;而金属使用范围有限,不耐腐蚀,并且对技术有着很高的要求。可见,在应用价值、可行性和推广性的方面,无机非金属明显好于其它两类材料,既能满足承载要求,又具备耐热、耐腐蚀和防火等多种性能。在当前的民用建筑当中,主要会用到以下几种保温隔热材料:硅藻土、泡沫玻璃、膨胀蛭石、岩棉。其中,硅藻土质地松软、质量轻,是典型的多孔结构材料,同各研磨成粉以后,具有良好吸水能力。就建筑的墙体材料而言,新型无机非金属材料的应用主要包含以下两种:小型空心砌块和加气砌块。对于小型空心砌块,目前已在高层建筑大量应用,除强度较高以外,还具有良好的耐热性,且自重轻,能为施工提供很大的方便;加气砌块因具有良好整体性,且自动轻,在受到地震作用后不会产生太大惯性力,在抗震设防区得到广泛应用。研究与调查结果显示,建筑工程施工中通过对加气砌块的合理应用,与普通转换结构相比,能减少近40%的重量,而且抗压强度不会因此减小,经过28d的标准养护,砌块抗压强度可以达到25kg/cm2以上,完全满足建筑施工规范与设计要求,是一种理想、环保的材料。

(二)应用评价

如今,社会经济正处于快速发展状态,建筑业在此带动下也正不断发展,这在提高人们生活质量和促进经济进一步发展的同时,也带来了许多问题,其中最严重的就是环境污染与能源短缺。为有效缓解能源方面的压力,建筑施工中应大量引入无机非金属及其配套技术。通过对无机非金属材料及其配套技术的合理应用,一方面可以适应行业发展基本需求,充分发挥材料具有的作用功能;另一方面则可以在很大程度上起到节能减排和绿色施工的作用。以某民用建筑工程为例,该项目被定义为“无机非金属材料项目”,项目设计工作中,对包含生产工艺、机械设备和建筑等在内的所有方面都采取了有针对性的节能措施,在这种情况下,项目一年的时间里,总用电量约54万kWh,总用水量约7.3万m3,综合总耗能相当于72.6t标准煤。通过测算可以看出,相较于传统生产工艺和机械设备,每年可以减少近21.7t的标准煤消耗,总节能率可以达到27%。可见,该项目可以取得良好的节能效果,是采用传统材料、生产工艺无法比拟的。

四、结语

通过以上分析可知,我国民用建筑工程中,无机非金属材料有着显著的应用价值,对推动建筑行业节能减排和绿色施工有重要作用,应引起行业及相关技术人员的高度重视。在未来的工作中,首先应根据工程实际情况,结合建筑功能性质、类型、功能和特点,制定合理可行的无机非金属材料项目方案,因此保证材料应用的规范性与合理性;在此基础上,从材料学科角度讲,应认识到无机非金属材料对民用建筑工程建设与发展的重要性,不断研发新型材料,在性能或节能上实现突破,进一步提高建筑节能水平,最终良好适应行业及社会未来发展需要。

参考文献:

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[4]王梅章.分析民用建筑房建工程中混凝土的施工技术[J].建材与装饰,2017(39):40-41.

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