未来建筑材料的发展趋势

1.轻质高强型材料

随着城市化进程加快，城市人口密度日趋加大，城市功能日益集中和强化，需要建造高层建筑，以解决众多人口的居住问题和行政、金融、商贸、文化等部门的办公空间。因此要求结构材料向轻质高强方向发展。目前的主要目标仍然是开发高强度钢材和高强混凝土，同时探讨将碳纤维及其他纤维材料与混凝土、聚合物等复合制造的轻质高强度结构材料。

2.高耐久性材料

到目前为止，普通建筑物的寿命一般设定在50～100年。现代社会基础设施的建设日趋大型化、综合化，例如超高层建筑、大型水利设施、海底隧道等大型工程，耗资巨大，建设周期长，维修困难，因此对其耐久性的要求越来越高。此外，随着人类对地下、海洋等苛刻环境的开发，也要求高耐久性的材料。

材料的耐久性直接影响结构物的安全性和经济性能。耐久性是衡量材料在长期使用条件下的安全性能。造成结构物破坏的原因是多方面的，仅仅由于荷载作用而破坏的事例并不多，由于耐久性原因产生的破坏日益增多。尤其是处于特殊环境下的结构物，例如水工结构物、海洋工程结构物，耐久性比强度更重要。同时，材料的耐久性直接影响着结构物的使用寿命和维修费用，长期以来，我国比较注重建筑物在建造时的初始投资，而忽略在使用过程中的维修、运行费用，以及使用年限缩短所造成的损失。在考虑建筑物的成本时，也往往片面地考虑建造费用，想方设法减少材料使用量，或者采用性能档次低的材料，在计算成本时也往往以此作为计算的依据。但是建筑物、结构物是使用时间较长的产品，其成本计算应包括初始建设费用、使用过程中的光、热、水、清洁、换气等运行费用、保养、维修费用和最后解体处理等全部费用。如果材料的耐久性能好，不仅使用寿命长，而且维修量小，将大大减少建筑物的总成本，所以应注重开发高耐久性的材料，同时在规划设计时，应考虑建筑物的总成本，不要片面地追求节省初始投资。

目前主要的开发目标有高耐久性混凝土、防锈钢筋、陶瓷质外壁贴面材料、弗素树脂涂料、防虫蛀材料、耐低温材料，以及在地下、海洋、高温等苛刻环境下能长久保持性能的材料。

3.新型墙体材料

2000多年以来，我国的房屋建筑墙体材料一直沿用传统的粘土砖。1997年我国粘土砖的产量已达到5300亿块，烧制这些粘土砖将破坏大面积的耕地。从建筑施工的角度来看，以粘土砖为墙体的房屋建筑运输重量大，施工速度慢。由于不设置保温层，北方地区外墙厚度一般为37cm，降低了房屋的有效使用面积。同时房屋的保温隔声效果、居住的热环境及舒适性差，用于建筑物取暖的能耗较大，能源利用效率只有30％左右。因此，墙体材料的改革已作为国家保护土地资源、节省建筑能耗的一个重要环节。国家已经制定了在“九五”期间的墙改与建筑节能目标，北京地区从1997年开始已经明确规定不得使用实心粘土砖，全国从2000年起新型墙体产量折合标准砖达1200亿块，占墙体总量的20％；城市节能住宅和新型墙体住宅竣工面积占当年城市住宅竣工面积的40％。为了实现这个目标，新型墙体材料的开发是一项重要任务。

4.装饰装修材料

随着社会经济水平的提高，人们越来越追求舒适、美观、清洁的居住环境。在20世纪80年代以前，我国普通住宅基本不进行室内装修，地面大多为水泥净浆抹面，墙面和顶棚为白灰喷涂或抹面，木质门框、窗框涂抹油漆以防止腐蚀和虫蛀。80年代，随着我国经济对外开放，与国际交流增多，首先在公共建筑，宾馆、饭店和商业建筑开始了装饰与装修。而进入90年代以来，家居装修在建筑业中占有很大的比重。随着住房制度的改革，商品房、出租公寓的增多，人们开始注重装扮自己的居室，营造一个温馨的居住环境。一个普通城市个人住宅，装修费用平均占房屋总造价的1/3左右。而装修材料的费用大约占装修工程的1/2以上，尤其是中、高档次的材料使用量日益增大。

家庭生活在人们的全部生活内容中占1/2以上的时间，人们越来越重视家居空间的质量和舒适性、健康性，为了实现美好的居室环境，未来社会对房屋建筑的装饰、装修材料的需求仍将继续增大。

5.环保型建材

所谓环保型建材，即考虑了地球资源与环境的因素，在材料的生产与使用过程中，尽量节省资源和能源，对环境保护和生态平衡具有一定积极作用，并能为人类构造舒适环境的建筑材料。环保型建材应具有以下特性：

（1）满足结构物的力学性能、使用功能以及耐久性的要求。(www.xing528.com)

（2）对自然环境具有亲和性、符合可持续发展的原则，即节省资源和能源，不产生或不排放污染环境、破坏生态的有害物质，减轻对地球和生态系统的负荷，实现非再生性资源的可循环使用。

（3）能够为人类构筑温馨、舒适、健康、便捷的生存环境。

现代社会经济发达、基础设施建设规模庞大，建筑材料的大量生产和使用一方面为人类构筑了丰富多彩、便捷的生活设施，同时也给地球环境和生态平衡造成了不良的影响。为了实现可持续发展的目标，将建筑材料对环境造成的负荷控制在最小限度之内，需要开发研究环保型建筑材料。例如利用工业废料（粉煤灰、矿渣、煤矸石等）可生产水泥、砌块等材料；利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体板材；利用废弃的玻璃生产贴面材料等，既可以减少固体废渣的堆存量，减轻环境污染，又可节省自然界中的原材料，对环保和地球资源的保护具有积极的作用。免烧水泥可以节省水泥生产所消耗的能量。高流态、自密实免震混凝土，在施工工程中不需振捣，既可节省施工能耗，又能减轻施工噪音。

6.路面材料

现代社会交通事业空前发达，道路建设量十分庞大。1978年我国公路总里程为89万km，到1997年增长为122.6万km，18年间公路里程增长了37.7％，其中有路面里程比重占总里程的81.3％。1987年我国开始修建第一条高速公路（沈大高速公路），到2001年末我国高速公路里程已经达到1.9万km。近几年我国用于道路建设的投资每年在2500亿元的力度。如此大规模的道路建设需要大量的路面材料。而路面材料的性能直接影响道路的畅通性、快捷性、安全性和舒适性，许多建成的道路由于路面材料性能不良，2～3年破损严重，路面开裂、塌陷，难以保证畅通、舒适的出行环境。目前路面材料主要有水泥混凝土和沥青混凝土两大类，提高路面材料的抗冻性、抗裂性，开发耐久性高、并具有可再利用性的路面材料是今后的发展方向。

随着城市道路、市政建设步伐的加快，人行路、停车场、广场、住宅庭院与小区内道路的建设量也在逐年增大，城市的地面逐步被建筑物和灰色的混凝土路面所覆盖，使城市地面缺乏透水性，雨水不能及时还原到地下，严重影响城市植物的生长和生态平衡。同时由于这种路面缺乏透气性，对城市空间的温度、湿度的调节能力降低，产生所谓的城市“热岛现象”。因此，应开发具有透水性、排水性、透气性的路面材料，将雨水导入地下，调节土壤湿度，有利于植物生长，同时雨天不积水，夜间不反光，提高行车、行走舒适性和安全性。多孔的路面材料能够吸收交通噪音，减轻交通噪音对环境的污染，是一种与环境协调的路面材料。除此之外，彩色路面、柔性路面等各种多彩多姿的路面材料，可增加道路环境的美观性，为人们提供一个赏心悦目的出行环境。

7.景观材料

景观材料是指能够美化环境、协调人工环境与自然之间的关系，增加环境情趣的材料。例如绿化混凝土、自动变色涂料、楼顶草坪、各种园林造型材料。现代社会由于工业生产活跃，道路及住宅建设量大，城市的绿地面积越来越少。一座城市几乎成了钢筋混凝土的灰岛。而在郊外，由于修筑道路、水库大坝、公路、铁路等基础设施，破坏自然景观的情况也时有发生。为了保护自然环境，增加绿色植被面积，绿化混凝土，楼顶草坪，模拟自然石材或木材的混凝土材料，各种园林造型材料将受到人们的青睐。

8.耐火防火材料

现代建筑物趋向高层化、居住形式趋于密集化，加之城市生活能源设施逐步电气化、燃气化，使得火灾发生的概率增大，并且火灾发生时避难的难度增大。因此火灾已成为城市防灾的重要内容。对一些大型建筑物，要求使用不燃材料或难燃材料，小型的民用建筑也应采用耐火材料，所以要开发能防止火灾蔓延、燃烧时不产生毒气的建筑材料。

9.智能化材料

所谓智能化材料，即材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能，以及可重复利用性。这类材料当内部发生某种异常变化时，能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施；同时智能化材料能够根据内部的承载能力及外部作用情况进行自我调整，例如吸湿放湿材料，可根据环境的湿度自动吸收或放出水分，能保持环境湿度平衡；自动调光玻璃，根据外部光线的强弱，调整进光量，满足室内的采光和健康性要求。智能化材料还具有类似于生物的自我生长、新陈代谢的功能，对破坏或受到伤害的部位进行自我修复。当建筑物解体的时候，材料本身还可重复使用，减少建筑垃圾。这类材料的研究开发目前处于起步阶段，关于自我诊断、预告破坏和自我调节等功能已有初步成果。

总之，为了提高生活质量，改善居住环境、工作环境和出行环境，人类一直在开发、研究能够满足性能要求的建筑材料，使建筑材料的品种不断增多，功能不断完善，性能不断提高。随着社会的发展，科学技术的进步，人们对环境质量的要求将越来越高，对建筑材料的功能与性质也将提出更高的要求，这就要求人类不断地研究开发具有更高性能、同时与环境协调的建筑材料，在满足现代人日益增长的需求的同时，符合可持续发展的原则。