新型建筑材料 课件 第1章 绪论

第一章

绪论新型建筑材料2第一章绪论1234概述建材领域的相关标准建筑材料的环境影响评价前沿应用和发展方向CONTENTS3第一章绪论概述建材领域的相关标准建筑材料的环境影响评价前沿应用和发展方向CONTENTS123441.1概述狭义的新型建筑材料：区别于传统的砖瓦、石灰、水泥、砂石、混凝土等建材的建筑材料新品种。广义的新型建筑材料：更为宽泛，可以是现有材料科学技术和性能的显著提高，或者是更低资源消耗的新型建筑产品。例如：新的加工技术获得高品质砂石骨料；废弃物资源化

利用，成分不“新”而利用途径“新”的低碳建筑材料……51.1.1建筑材料发展史古代——人们使用木材、草料、泥土和石料等天然材料搭建栖息之所。封建社会早期——砖瓦和石灰等简单制备的人工建筑材料出现，诞生了阿房宫、布达拉宫等宏伟的古代建筑。2026/1/2461.1.1建筑材料发展史19世纪初——以多种天然材料为原料，混合煅烧而成的水硬性材料—波特兰水泥诞生后，建筑业进入了一个崭新阶段。1928年前后出现的预应力钢筋混凝土，给建筑业的发展带来了一个新的飞跃。水泥钢筋混凝土结构2026/1/2471.1.1建筑材料发展史19世纪60年代~20世纪50年代——塑料和合成树脂为代表的高分子有机材料不断应用于建筑物中，使得建筑物的功能和外观发生了根本性的变革。塑料塑料模板木塑材料搭建的房屋2026/1/2481.1.1建筑材料发展史20世纪30年代——减水剂、早强剂、膨胀剂等混凝土化学外加剂成为现代混凝土中必不可少的“第五组分”。20世纪50年代——人们尝试将粉煤灰、硅灰、粒化高炉矿渣等辅助胶凝材料应用于水泥混凝土中，现如今辅助胶凝材料已经发展成为现代混凝土中不可或缺的重要组分之一。萘系减水剂聚羧酸高性能减水剂硅灰2026/1/2491.1.1建筑材料发展史20世纪70年代——再生骨料、工业副产固体废物制备的低碳骨料（例如铜渣、碳化钢渣）等新型低碳骨料不断涌现，并逐渐得到广泛应用。建筑垃圾再生骨料破碎、清洗、生产随着社会进步与科学技术的不断发展，智能混凝土、防辐射混凝土等新型功能混凝土，以及装配式混凝土技术、3D打印混凝土技术等新型建造手段也在不断涌现。2026/1/24101.1.2建筑材料的分类（1）按材料的来源分类天然材料人造材料（2）按材料的组成无机材料—金属材料、非金属材料有机材料—植物质材料、高分子材料、沥青材料复合材料—无机非金属材料与有机材料复合而成，包括沥青混凝土、聚合物混凝土等2026/1/24111.1.2建筑材料的分类（3）按材料的用途结构材料—木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属等装饰材料—涂料、油漆、窗帘、门窗、砌块等专用材料—防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封材料等2026/1/24121.1.3建筑材料的重要性建筑材料成本占比大因此，合理规划、供应和使用建筑材料对于降低总工程成本具有重要意义！50~60%生产能耗大>70%碳排放的比重大2026/1/24131.1.3建筑材料的重要性材料种类应用情况木材木材具有较好的隔热性能、耐腐蚀性能，韧性好，有较好的装饰效果。常用于建筑物的地板、墙壁、屋顶等构造，同时也可用于制造家具和装饰品。砖瓦砖瓦具有较好的隔热、隔音性能，耐久性好，还可以用于分隔空间、承载荷载等功能。常用于建筑物的常用墙体、地面铺设以及艺术装饰等方面。钢材钢材具有高强度、刚性和耐久性，可以大大提高工程的承重能力和抗震能力。钢材还具有良好的可塑性、耐腐蚀性等。主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架，如梁、柱、框架等，广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。建筑塑料建筑塑料不仅具有质轻、隔热、保温、耐腐蚀等特点，还可以进行回收再利用，降低了对自然资源的需求，减少了对环境的影响。常用于塑料管道、塑料门窗、塑料地板等方面。建筑涂料建筑涂料不仅具有较好的附着力、防水性、隔热保温、耐腐蚀和耐用性，还具有较好的环保节能特性。常用于室内外墙面、天花板、地面等的装饰和保护。混凝土混凝土是建设工程中用量最大的材料，具有高强度、耐久性和抗压能力，能够承受重大的荷载。常用于建筑物的结构材料，如楼房、桥梁、堤坝等。部分建筑材料的特点和主要应用范围14第一章绪论概述建材领域的相关标准建筑材料的环境影响评价前沿应用和发展方向CONTENTS12342026/1/24151.2建材领域的相关标准

为了保证建筑工程的质量，必须实行建筑材料的标准化，世界范围统一使用的是ISO国际标准，而各个国家或地区也制定了不同的标准来规范建筑材料的质量。（1）欧盟标准

欧盟标准是规范欧盟各参与国对建筑工程材料的要求，保证建筑工程质量的标准。欧洲电工标准化委员会（CENELEC）和欧洲标准化委员会（CEN）及它们的联合机构CEN/CENELEC是欧洲最主要的标准制定机构。2026/1/24161.2建材领域的相关标准（2）美国标准在美国从事土木工程，其标准的制定机构是美国的行业协会。建筑材料应遵从美国材料与试验协会（ASTM）标准。混凝土结构要遵从美国混凝土协会（ACI）标准。钢结构要遵从美国钢结构协会（AISC）标准。美国标准依靠的是行业协会，通过行业协会强大的号召力。2026/1/24171.2建材领域的相关标准（3）中国标准我国的标准主要分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。国家标准强制性标准代号“GB”，推荐性标准代号“GB/T”。举例：《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB/T1499.1-2017）其中“GB/T”——国家标准的代号“1499.1”——标准编号“2017”——标准颁布时间“钢筋混凝土用热轧光圆钢筋”——该标准的技术（产品）名称。2026/1/24181.2建材领域的相关标准行业标准行业标准是指对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求所制定的标准。分为建筑材料（JC）、建筑工程（JG）、石油工业（SY）和冶金工业（YB）。地方标准（DB）地方标准即区域标准，是由地方（省、自治区、直辖市）标准化主管机构或专业主管部门批准，发布，在某一地区范围内统一的标准。企业标准（QB）企业标准是在没有国家或行业标准时由企业自身制定，是在企业范围内需要协调、统一的技术要求、管理要求和工作要求所制定的文件，是企业组织生产、经营活动的依据。19第一章绪论概述建材领域的相关标准建筑材料的环境影响评价前沿应用和发展方向CONTENTS12342026/1/24201.3建筑材料的环境影响评价2022年3月，住房和城乡建设部印发了《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》总体目标是到2025年，城镇新建建筑全面建成绿色建筑，建筑能源利用效率稳步提升，建筑用能结构逐步优化，建筑能耗和碳排放增长趋势得到有效控制，基本形成绿色、低碳、循环的建设发展方式，为城乡建设领域2030年前碳达峰奠定坚实基础。规划中还明确指出，要重点促进绿色建材推广应用。2026/1/24211.3.1材料的生命周期评价过去常采用单因子法来评估材料对环境的影响不足1.难以全面反映材料对环境的综合影响2.使用过多单项指标来进行比较较为繁琐2.在实践中存在着难以平行比较的问题提出了一种综合性的评价方法—生命周期评价方法（LCA）在20世纪90年代已经被国际社会普遍认可，最终成为一种被广泛采用的材料环境评价方法。2026/1/24221.3.1材料的生命周期评价什么是生命周期？什么是生命周期评价方法？生命周期指的是产品从自然中来再回到自然中去的全部过程，即从“摇篮”到“坟墓”（FromCradletoGrave）的整个生命周期各阶段的总和。生命周期评价方法LCA是汇总和评估一个产品（或服务）体系生命周期间的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。注重研究系统在生态健康、人类健康和资源消耗领域内的环境影响。2026/1/24231.3.1材料的生命周期评价LCA分析流程目标与范围确定编目分析影响评估结果解释定性影响评估方法—操作简单，主要依靠专家打分，评估结果有一定的随意性和不可比性。定量影响评估方法——包括分类、表征、归一化和评价四步。

其建立在功能单元分析（FU）的基础上，旨在深化对环境影响的理解，评估不同类型环境损害带来的总体影响程度。2026/1/24241.3.1材料的生命周期评价（1）可以进行从定性到定量的评估。（2）考虑产品的整个生命周期对环境的影响，而不单纯是产品生产阶段对环境的影响。（3）不但考虑对一个地域的影响，更考虑对生物圈的影响，同时考虑对将来潜在的影响，可全面、完整地反映当前的生态环境问题。LCA的特点：（1）LCA所做的假设与选择可能带有主观性，同时受假设的限制，可能有未考虑到的潜在因素影响；（2）研究的准确性可能受到数据的质量和有效性的限制；（3）由于影响评估所用的清单数据缺少空间和时间尺度，结果有一定的不确定性。LCA的局限性：2026/1/24251.3.2绿色建材的评价体系为科学引导和规范管理我国绿色建材评价标识工作，加快绿色建材推广应用、促进绿色建筑发展，住房城乡建设部、工业和信息化部等相关部委制定了《绿色建材评价技术导则》。将绿色建材具体解释为在全生命周期内可减少对自然资源消耗和减轻对生态环境影响，具有“节能、减排、安全、便利和可循环”特征的建材产品。颁布实施的有关标准：26第一章绪论概述建材领域的相关标准建筑材料的环境影响评价前沿应用和发展方向CONTENTS12342026/1/24271.4前沿应用和发展方向（1）新型建筑钢材酉水大桥大兴国际机场国内首次在温暖潮湿的南方建造的免涂装耐候铁路钢桥。（2）新型建筑涂料国产高性能防火薄膜膨胀型涂料、室外保护的工程硅氧烷涂层、全方位的耐候性的氟碳漆等新型建筑涂料新型建造技术方面的应用举例2026/1/24281.4前沿应用和发展方向（3）新型建筑塑料港珠澳大桥港珠澳大桥运用了由热塑长纤维增强的高分子复合材料制成的新型高分子塑料模板。（4）混凝土用新型骨料北京建筑大学建成了我国首座用全级配再生混凝土骨料建筑的教学楼，其主要使用废旧混凝土为原料的再生混凝土浇筑而成。2026/1/24291.4前沿应用和发展方向（5）混凝土用新型化学外加剂（6）新型水泥

港珠澳大桥工程中，特种高效减水剂的全线使用，有效解决了大掺量矿物掺合料混凝土初始流动性差、粘度高、搅拌生产时间长等问题。

白鹤滩水电站首次全坝使用低热硅酸盐水泥，降低了水泥和混凝土的发热量，提高了大坝的整体性、安全性和耐久性。2026/1/24301.4前沿应用和发展方向（7）智能混凝土（8）防辐射混凝土智能混凝土是指能感知自身状态变化并能发出信号进行自身调节、自我修复的仿生命系统的混凝土。由混凝土原有成分，结合一些导电材料或智能组件（传感器、驱动器、微处理器）等组成。具有良好的屏蔽X、γ和中子射线等有害电离辐射的能力的混凝土。其他防护材料相比，防辐射混凝土具备着耐久性良好、可塑性强、防护效果好等优势，是目前应用最广泛的射线防护材料。医用防辐射铅房光导纤维2026/1/24311.4前沿应用和发展方向新型建造技术方面的应用举例（1）装配式混凝土建筑技术施工中的火神山医院

装配式混凝土结构是指用工厂生产的预制构件在现场装配而成的建筑。有利于提高建筑质量、提高施工效率、降低成本，还有助于节能减排和保护环境。（2）3D打印混凝土技术3D打印技术将混凝土材料按照预先设计的模型进行逐层堆积，具有灵活性高、无模板施工、设计自由度高、节约成本、经济环保及