新型建筑材料在现代高层建筑中的应用研究

黄加福

（福州金南台建筑工程有限公司）

新型建筑材料在现代高层建筑中的应用研究

黄加福

（福州金南台建筑工程有限公司）

建筑的发展主要依赖于建筑材料的进步，建筑材料同时也制约着建筑的发展。新型建筑材料有着不同的特征，其发展是随着社会科技的进步而不断发展的，未来材料也将伴随科技进步发生更加深远的影响。本文从高层建筑研究出发，并在其中以新型建筑材料为研究对象，分析其应用过程中的一些问题，以供以后该领域研究参考。

高层建筑；新型建筑建材；发展建议

引言

近年来建筑行业的蓬勃发展，高层建筑越来越多，已经成为现代化城市建设的重要标志。建筑业随之成为形状各异、功能齐全的综合体，新型建筑材料运用也呈现出多样化、科学化、高层化的格局。

1　现代高层建筑结构体系定义

高层建筑物即指具有较多层数高度较高的建筑，但是具体达到何种程度算作高层，不同国家有不同的规定。一般来说高层建筑指40层以上，高度100m以上的建筑物。现代高层建筑一定条件下是现代科学技术的产物，传统的木、砖、石材料以及结构基本上很难满足要求，而新型建筑材料的加工和运用在现代高层建筑的使用越来越广泛和普遍，有利于建筑物整体结构强度的达标。中国新型建筑材料产业在近10余年期间发展迅速，对技术问题也提出更高的要求。

2　现代高层建筑中常用的新型材料

2.1绿色环保的建筑材料

绿色环保的建筑材料是指对环境影响很小或者对环境起有益作用的情况下，依旧能够良好的实现其功能的建筑材料。要保证在使用过程中无害，同时还要保证在使用完以后能改善周围环境且对环境不造成影响。按不同的功能可分为抗菌材料、防辐射材料、净化空气材料、防噪音材料等。抗菌材料主要是抑制微生物的繁殖，保证材料一直处于正常工作状态，这种材料可广泛运用于微生物生长适宜的地区。防辐射材料是指对于各种放射性元素所产生的射线具有吸收、中和作用的材料。这类材料对于现代高层建筑而言具有重要意义，其防噪音材料是指具有吸声作用的材料，这些材料前景更广阔，可广泛应用于城市现代高层化筑的使用。

2.2高寿命经济型的建筑材料

高寿命经济型建筑材料，使用期一般在100～500年内。高寿命经济型建筑材料的分类主要有，高性能材料、轻的质材料、可循环再利用材料，目前我国对高寿命经济型建筑材料发展较为重视。高性能材料是指较普通材料具有更高的材料性能的材料，这类材料用于有特殊用处的工程建筑。例如高塑性材料、高强度材料等。可循环再利用材料试着在不需要特别处理的情况下，能够重复利用的材料。轻质材料是指密度小、强度相对较高的材料。这种材料大大降低运输施工成本，经济效益很高。这种材料在资源日益匮乏的今天具有重要意义。一方面建筑废料会对环境造成影响，能一方面也是极大的浪费，废料的回收不仅能减少固体垃圾污染，更能够节约成本。

2.3低能耗的建筑材料

低能耗建筑材料是指材料在制造中、施工中能耗低同时兼具经济性的材料。这类材料代表了环境重于生产的理念，在提倡节能减排的今天是十分有发展前景的。如今生物化学技术的大力发展，相信会有更多更有代表性的材料脱颖而出，而低能耗材料的发展也会越来越快的，前景也会更加的广阔。

3　现代高层建筑中新型建筑材料运用规范

3.1材料使用前的准备工作

建筑材料运用前，应处理好处于约束状态下的结构设计，当结构没有变形余地时，可在结构设计中合理配置构造钢筋，防止裂缝的产生。其应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构或造型方面原因不得已时，要充分考虑采用构造配筋措施，并积极采用补偿收缩混凝土技术（如图1）。其次，在楼板中，应充分考虑楼板刚度平衡及混凝土工作特性，对房屋阳角及跨度较大的楼面板，可设置双层双向通长钢筋，阳角配筋应加大且增设放射筋，板筋应适当加大加密。最后，在管线中，楼板内不应预埋水管，由于管线敷设走向垂直于混凝土，收缩和受拉方向容易产生收缩裂缝，在预埋其他管线时，应布置在板上、下两层钢筋中的中和轴附近，且宜与钢筋成斜交布置。管线布置应避免立体交叉，严禁3层及3层以上管线交错叠放。

3.2新型材料的施工控制

对于有抗渗要求的屋面混凝土，可掺入适量膨胀剂，可提高材料的流动性、粘聚性及泵送性和抗渗性能。材料的粗细程度对于混凝土的强度有明显影响，应根据混凝土强度选择合理的材料，泵送混凝土宜采用级配良好的中砂，在保证材料流动性基础上可减少用水量和水泥用量，降低水化热提高材料的抗裂性能。

3.3新型材料施工流程

图1　收缩混凝土技术

在高层建筑板面施工时，新型材料宜采用布料机施工作业，可使新型材料在作业面布料均匀，达到表1的值，做到振捣密实，防止新型材料漏振现象的发生。对于面积大的板面，在对浇筑后的新型材料在振动前先用平板振动器给予二次振捣，这样不但能防止振捣局部密实不均匀，还能排除混凝土在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，从而增加材料的密实度。

表1　材料均匀分布情况

4　现代高层建筑建筑新型材料安装

4.1保温隔热材料安装

现代高层建筑结构由于保温隔热的需要，对建筑在总体高度方向需要划分若干节，保温隔热材料安装可以根据建筑实物和场地的大小在建筑内部或外部进行设置，以满足重量的大小和运输的可能，通常以通视可视为原则。标高一般以2～3层为一节，而保温隔热材料安装一般下端预埋于混凝土中，上端保温隔热材料安装在设备或者其它物体的安装孔中，上面加螺母压紧，用以固定作用。

4.2新型墙体材料的安装

现代高层建筑新型墙体材料的安装结构标准，一定情况下代表着现代高层建筑墙体安装的主动权，其安装方法通常分为节间综合安装法和按构件分类大流水安装法。前者节间综合安装法是选择一个区间作为标准区间，安装4根钢柱构成空间标准间，按照施工进程逐渐扩大框架，最终完成新型墙体材料施工。这种方法多为国外采用，不过对现场管理相当严格，供货流通度要求较高，运输条件是保证此类方法顺利实行的重要条件。后者按构件分类大流水安装法是在标准节框架中先安装钢柱，再安装框架梁，然后逐步安装其他构件，从上到下进行，最终完成新型墙体材料安装。目前我国国内多采用此类安装方法，具体使用哪种方法应当依据建筑实况和现场施工条件和状况择优选择。

4.3特殊节框架的安装

特殊节框架指不用于标准节的框架，如底层大厅和屋顶花园层等等，由于现代高层建筑建筑中建筑和结构的特殊要求，施工技术方案也应有所不同。对于网架结构，由于内部结构跨度较大且多位于高层建筑或旁边，施工难度较大，一般采用地面拼装、整体提升、搭设平台，高空散装的安装方法。而屋顶花园型特殊节框架由于结构较轻可以采用塔吊进行散装法。

5　新型建筑材料在现代高层建筑应用发展的建议

建筑业要确定新型建筑材料的主导产品的发展，如新型墙体材料要以环保、节能，强化建筑功能为目的，重点发展各种轻质板材等材料，并开发承重墙体等材料；防水材料要发展聚氨酯密封等材料；保温材料要重点发展建筑用玻璃棉等制品；装饰装修材料则要重点发展丙烯酸类乳胶内外墙涂料。在确定新型建筑材料的主导产品发展的基础上，全方位的对其进行引导和指导。

加强科研的开发，争取提高我国新型建筑材料的发展前景。完善高层材料的相关问题，必须要加大对科研开发的投入力度，不断提高新型建筑材料的科技含量。可以通过在科研开发过程中，将不同地区建筑的特点进行结合，对新产品、新技术在市场潜力的情况下加以重点研发。通过不断引进国外、消化和借鉴国外先进技术装备的基础上，快速地研发出适合我国国情的新型建材材料，并对新工艺、新装备和新技术进行辅助研发，重视科技创新，提高我国新型建筑材料的技术含量，同时也是提高我国新型建筑材料市场竞争的基础。

在社会生产和科学技术不断发展的过程中，城市化建设水平和人们生活质量也在不断的提高，与此同时，人们在思想意识方面也发生了很大的变化，现在，人们对建筑物的性能和质量提出了更高的要求，而非是对其外观的重视，高层建筑已慢慢融入人们的生活，高层建筑的质量、安全也成了人们最为关心的大事。

6　结语

新型建筑材料在高层建筑的建造中，对其起到了极大开发利用性，并且还有着很大的推动作用。新型的建筑材料的发展，不仅仅实现更多高层建筑的建筑功能，还可以满足日常生活及其办公、公共设施的需求。在社会活动和文化方面，两者在共同促进，共同发展，一起实现建筑行业兴荣发展的美好前程。

[1]刘刚，王嘉.新型建筑材料的采用分析[J].黑龙江科技信息，2011（6）：308.

[2]张芳.钢筋混凝土密肋夹芯板在建筑工程中的应用[J].中国新技术新产品，2010（3）：181.

[3]李涛.浅议新型建筑材料的发展及应用[J].环球市场信息导报，2011（6）：62.

[4]黄预萍.高层建筑工程钢管混凝土施工工艺研究[J].黑龙江科技信息，2013（5）：285.

TU50

A

1673-0038（2015）32-0179-02

2015-7-22