湖南理工学院
学生姓名：袁野 学号：14072602966 系别：07级土建系 班级：土木4班 任课老师：廖嘉
摘要：着重介绍土木工程材料的发展趋势和前景，和现在的防水材料及保温隔热材料的原理和特性Focuses on the development of civil engineering materials, trends and prospects, and now the waterproof material, and thermal insulation materials, composition and properties.
关键词：发展趋势 发展前景 防水材料 保温隔热材料
正文
建筑材料的发展趋势
最早使用的建筑材料是石材、木材和泥土，后来发展为使
用石灰、砖瓦等，再到后来就到钢筋混凝土，还发展了各种新型的墙体材料等。
（1）轻质、高强； （2）发展多功能材料；
（3）廉价、低耗能； （4）由单一材料向复合材料及制品发展；
（5）扩大装配式预制构件的工厂化生产；
（6）用工农业废料、废渣等代替自然资源为原料，向环保方向发展；
（7）发展更多花色品种的装饰材料。
建筑材料行业发展前景
目前，中国已经是世界上最大的建筑材料生产国和消费国。主
要建材产品水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷、石材和墙体材料等产量多年居世界第一位。同时，建材产品质量不断提高，能源和原材料消耗逐年下降，各种新型建材不断涌现，建材产品不断升
级换代。
“十一五”规划基建投资已棋至中盘，公路、铁路等基础设施建设投资的爆发增长和普通民用建筑投资的平稳增长，使建筑行业正处在景气上行阶段。同时，在建设节能社会和国家加强自主创新能力的背景下，节能和技术创新主题将是行业的发展热点。 新型材料我从防水，保温隔热两种材料进行研究
防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料，是建
筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展，不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求，在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。
改革开放以来，我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统下的落后局面，目前拥有包括沥青油毡（含改性沥青油毡）、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。1995年新型防水卷材产量4200万平方米，约占防水卷材产量的5%。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全，产品规格、档次配套，工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系，国外有的品种我们基本上都有。 目前我国防水材料与国外先进国家相比存在以下主要问题：一是产品结构不合理，目前新型防水密封材料的生产量和使用量都很小，纸胎油毡仍占防水卷材的95%；二是产品质量普遍偏低，假
昌产品充斥市场；三是设计施工应用技术有待提高建筑渗漏还相当严重。防水材料工业亟待调整结构、规范市场。
原理：
●抗渗性（刚性）防水材料：
以水泥混凝土为基体，通过提高混凝土表面或内部密实度、消除
混凝土内部、表面裂缝，提高抗渗透性能达到防水目的。 ●●柔性防水材料：
卷材和涂膜，为不透水性材料，多为有机薄膜材料材料，防 不透水隔离防水体系（通称柔性防水）
依靠材料本身致密不透水，将水阻隔在一定的范围内（或外）。建筑柔性防水层即是在建筑围护结构外粘结一层不透水的防水薄膜，将外环境水阻隔在建筑围护结构外。 目前柔性（有机薄膜）防水层均属根据此原理构筑的 柔性薄膜不透水隔离体系（防水层）的要害在于薄膜容易遭到损伤、以及损伤后的失效发展形态。柔性防水层（薄膜），不管多么薄，也是完全不透水性的。
工程发生渗漏，是因为防水层（薄膜）被损伤了。建筑工程中，防水层（薄膜）被损伤实际上是不可避免的。
科学研究揭示，工程防水不存在“完善”的概念，只存在“可靠度”大小的问题。
防水系统的“可靠度”则来自科学地使用防水材料。
现代建筑防水技术原理：
在透水的建筑结构上复合一层不透水的防水材料（防水片材、或涂膜），形成不透水的建筑围护体系。 刚柔结合的防水体系混凝土结构柔性防水层环境水 水浸润剥落后 隐含缺陷的防水体系 破损渗漏量： Q=K0.J. α. A α—防水层与基层贴紧影响系数； 防水材料其种类可分为：合成高分子防水卷材，高聚物改性沥青防水卷材，密封材料，防水涂料，其各自的特如下 合成高分子防水卷材 ：巩固应用聚氯乙
烯和三元乙丙防水卷材，提倡一次成型聚乙烯丙纶（聚酯丙纶）防水卷材与聚合物水泥黏结系统，加快研究发展湿铺法自粘合成高分子防水卷材，使用氯化聚乙烯防水卷材，淘汰再生胶防水卷材。 高聚物改性沥青防水卷材 ：巩固应用SBS、APP改性沥青防水卷材和自粘橡胶沥青防水卷材，大力发展湿铺法自粘改性沥青防水卷材，推广屋顶绿化做法及应用根阻卷材，积极应用玻纤胎沥青瓦，
使用复合胎沥青防水卷材和纸胎油毡，禁止使用煤焦油砂面
防水卷材。
密封材料：巩固应用丙烯酸酯密封材料（中档），大力提倡应用聚硫、硅酮、聚氨酯等高档密封材料，积极研究应用密封材料的专用底涂料，以提高密封材料的粘合力和耐水、耐久性。禁止使用塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等密封材料。
防水涂料 ：巩固应用聚氨酯防水涂料 、聚合物水泥防水涂料、水泥基防水涂料，提倡水泥基渗透结晶型防水材料和有机硅防水涂料，开发应用喷涂聚脲聚氨酯防水涂料，研究应用高固含量水性沥青基防水涂料，推广应用路桥防水涂料等特种用途的防水涂料。禁止使用有污染的煤焦油类防水涂料。
保温隔热材料1980年以前，我国保温材料的发展十分缓慢，为
数不多的保温材料厂只能生产少量的膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、矿渣棉、超细玻璃棉、微孔硅酸钙等产品，无论从产品品种、规格还是质量等方面都不能满足国家建设的需要，与国外先进水平相比，至少落后了30年，例如，1980年以前，我国矿渣棉仅有3家生产厂，年和平能力不足万吨，只能和平品种单一的散棉，硅酸钙绝热材料也只有3家企业，年产8000立方米左右。改革开放以来，我国保温隔热材料有了长足的进步，已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技
术体系。1996年全国产量约80万吨，其中矿岩棉约20万吨，玻璃棉约4万吨，泡沫塑料约5万豆子，膨胀珍珠岩约600万立方米（约含45万吨），其它材料6万吨。我国保温材料与工业发达国家相比主要差距是：①保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业，约占产量的80%。而在我国建筑业市场尚未完全打开，其应用仅占产量的10%。②生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高，产品质量不够稳定。③科研投入不足，应用技术研究和产品开发滞后，特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢，严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作，是发展新型建村工业的当务之急。
隔热材料分为多孔材料和热反射
材料两类。前者利用材料本身所含的孔隙隔热，因为空隙内的空气或惰性气体的导热系数很低，如泡沫材料、纤维材料等；后一种材料具有很高的反射系数，能将热量反射出去，如金、银、镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰
亚胺薄膜等。航空航天工业对所用隔热材料的重量和体积要求较为苛刻，往往还要求它兼有隔音、减振、防腐蚀等性能。各种飞行器对隔热材料的需要不尽相同。飞机座舱和驾驶舱内常用泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉来隔热。另外，表面隔热瓦的研制
成功解决了航天飞机的隔热问题，同时也标志着隔热材料发展的更高水平。
影响隔热材料导热系数的主要因素
一、材料类型
隔热材料（绝热材料）类型不同，导热系数不同。隔热材
料的物质构成不同， 即使对于同一物质构成的隔热材料，内部结构不同，或生产的控制工艺不同，导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料，结晶结构的导热系数最大，微晶体结构的次之，玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料，由于气体(空气)对导热系数的影响起主要作用，固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构，对导热系数的影响都不大。 二、工作温度
温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响，温度提高，
材料导热系数上升。因为温度升高时，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响，在温度为0-50℃范围内并不显著，只有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。 三、含湿比率
绝大多数的保温绝热材料都具有多孔结构，容易吸湿。材料吸湿受潮后，其导热系数增大。当含湿率大于5%-10%时，导热系数的增大在多孔材料中表现得最为明显。
这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后，孔隙中蒸汽的扩散和水分子的运动将起主要传热作用，而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右，故引起其有效导热系数的明显升高。如果孔隙中的水结成了冰，冰的导热系数更大，其结果使材料的导热系数更加增大。所以，非憎水型隔热材料在应用时必须注意防水避潮。 四、孔隙特征
在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸越大，导热系数越大；互相连通型的孔隙比封闭型孔隙的导热系数高，封闭孔隙率越高，则导热系数越低。 五、容重大小
容重(或比重、密度)是材料气孔率的直接反映，由于气相的导热系数通常均小于固相导热系数，所以保温隔热材料往往都具有很高的气孔率，也即具有较小的容重。一般情况下，增大气孔率或减少容重都将导致导热系数的下降。
但对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维)，当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙率增大时互相连通的孔隙大大增多，从而使对流作用得以加强。因此这类材料存在一个最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。 六、材料粒度
常温时，松散颗粒型材料的导热系数随着材料粒度的减小
而降低。粒度大时，颗粒之间的空隙尺寸增大，其间空气的导热系数必然增大。此外，粒度越小，其导热系数受温度变化的影响越小。 七、热流方向
导热系数与热流方向的关系，仅仅存在于各向异性的材料中，即在各个方向上构造不同的材料中。
纤维质材料从排列状态看，分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者，同样密度条件下，其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。
对于各向异性的材料(如木材等)，当热流平行于纤维方向时，受到阻力较小；而垂直于纤维方向时，受到的阻力较大。以松木为例，当热流垂直于木纹时，导热系数为0.17w／(m·K)，平行于木纹时，导热系数为0.35W／(m·K)。
气孔质材料分为气泡类固体材料和粒子相互轻微接触类固体材料两种。具有大量或无数多开口气孔的隔热材料，由于气孔连通方向更接近于与传热方向平行，因而比具有大量封闭气孔材料的绝热性能要差一些。 八、填充气体
隔热材料中，大部分热量是从孔隙中的气体传导的。因此，隔热材料的热导率在很大程度上决定于填充气体的种类。
低温工程中如果填充氦气或氢气，可作为一级近似，认为隔热材料的热导率与这些气体的热导率相当，因为氦气和氢气的热导率都比较大。 九、比热容
热导率=热扩散系数×比热×密度。在热扩散系数和密度条件相同的情况下，比热越大，导热系数越高。
隔热材料的比热对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。在低温下，所有固体的比热变化都很大。在常温常压下，空气的质量不超过隔热材料的5%，但随着温度的下降，气体所占的比重越来越大。因此，在计算常压下工作的隔热材料时，应当考虑这一因素。
对于常用隔热材料而言，上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。因而在测定材料的导热系数时，必须同时测定材料的表观密度。至于湿度，对于多数隔热材料可取空气相对湿度为80％一85％时材料的平衡湿度作为参考状态，应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。 膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温材料：EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温是采用聚苯乙烯泡沫塑料板（以下简称苯板）作为建筑物的外保温材料，当建筑主体结构完成后，将苯板用专用粘结砂浆按
要求粘贴上墙。如有特殊加固要求，可使用塑料膨胀螺钉加以锚固。
然后在苯板表面抹聚合物水泥砂浆，其中压入耐碱涂塑玻纤网格布加强以形成抗裂砂浆保护层，最后为腻子和涂料的装饰面层（如装饰面层为瓷砖，则应改用镀锌钢丝网和专用瓷砖粘结剂、勾缝剂）。
EPS膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统具有优越的保温隔热性能，良好的防水性能及抗风压、抗冲击性能，能有效解决墙体的龟裂和渗漏水问题。本系统技术成熟、施工方便，性价比高，在欧美发达国家、沿海发达地区均得到了广泛的应用，是广大房地产开发商，保温节能建筑设计和建筑施工单位首选隔热体系。随着建筑节能事业的深入发展，本系统将成为市场的主流产品 膨胀玻化微珠外墙保温材料
无机保温砂浆是一种用于建筑物内外墙粉刷的新型保温节能砂浆材料，
以无机类的轻质保温颗粒作轻骨料，加由胶凝材料、抗添加剂及其他填充料等组成干粉砂浆。具有节能利废、温隔热、防火防冻、耐老化
优异性能以及低廉的价格等特点，有着广泛的市场需求
产品状态：均匀灰色粉体。产品特点：1、精选进口可再生分散胶粉、无机胶凝材料、优质骨科及具有保水、增加、畜变、抗裂等功能的助剂预混干拌而成。 2、对多种保温材料均具有良好的粘结力。
为裂的保的
3、良好的柔性、耐水性、耐候性。 4、现场直接加水调和使用，方便操作。 5、安全环保，符合产业。 胶粉聚苯颗粒外墙保温材料
EPG胶粉聚苯颗粒保温系统是以预混合型干拌沙浆为主要胶凝材料，加入适当的抗裂纤维及多种添加剂，以聚苯乙烯泡沫颗粒为轻骨料，按比例配置，在现场加以搅拌均匀即可，外墙内外表面均科使用，施工方便，且
保温效果较好。
该材料导热系数低，保温隔热抗结露性能好，抗压强度高，粘接力强，附着力强，耐冻融、干燥收缩率及侵水线性变行率小，不易空鼓、开裂。
本系统采用现场成型抹灰工艺，才来哦和易性好，易操作，施工效率高，材料成型后整体性能好。避免了块材保温、接缝易开裂的弊病，且在各种转角处无需裁板做处理，施工工艺简单。
BH胶粉聚苯颗粒保温系统总体造价较低，能满足相关节能规范要求，而且特别适合建筑造型复杂的各种外墙保温工程，是目前普及率较高的一种建筑保温节能做法。 挤塑板外墙保温材料
随着建筑的业的不断发展，建材变得越来越受人瞩目，为了取得好的，不对的了解新型建材是我们新一代土木人的当务之急，所以我们必须着眼世界，跟上时代的节拍。
参考文献：《建筑防水密封材料》沈春林 苏立荣 李芳 主编
主编 张美强 编辑 百度中文网
《建筑保温隔热材料》张德信《新型建筑材料》期刊
