第一章

緒論新型建筑材料2第一章緒論1234概述建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)前沿應(yīng)用和發(fā)展方向CONTENTS3第一章緒論概述建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)前沿應(yīng)用和發(fā)展方向CONTENTS123441.1概述狹義的新型建筑材料：區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、石灰、水泥、砂石、混凝土等建材的建筑材料新品種。廣義的新型建筑材料：更為寬泛，可以是現(xiàn)有材料科學(xué)技術(shù)和性能的顯著提高，或者是更低資源消耗的新型建筑產(chǎn)品。例如：新的加工技術(shù)獲得高品質(zhì)砂石骨料；廢棄物資源化

利用，成分不“新”而利用途徑“新”的低碳建筑材料……51.1.1建筑材料發(fā)展史古代——人們使用木材、草料、泥土和石料等天然材料搭建棲息之所。封建社會(huì)早期——磚瓦和石灰等簡(jiǎn)單制備的人工建筑材料出現(xiàn)，誕生了阿房宮、布達(dá)拉宮等宏偉的古代建筑。2026/1/2461.1.1建筑材料發(fā)展史19世紀(jì)初——以多種天然材料為原料，混合煅燒而成的水硬性材料—波特蘭水泥誕生后，建筑業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段。1928年前后出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，給建筑業(yè)的發(fā)展帶來了一個(gè)新的飛躍。水泥鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2026/1/2471.1.1建筑材料發(fā)展史19世紀(jì)60年代~20世紀(jì)50年代——塑料和合成樹脂為代表的高分子有機(jī)材料不斷應(yīng)用于建筑物中，使得建筑物的功能和外觀發(fā)生了根本性的變革。塑料塑料模板木塑材料搭建的房屋2026/1/2481.1.1建筑材料發(fā)展史20世紀(jì)30年代——減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑等混凝土化學(xué)外加劑成為現(xiàn)代混凝土中必不可少的“第五組分”。20世紀(jì)50年代——人們嘗試將粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣等輔助膠凝材料應(yīng)用于水泥混凝土中，現(xiàn)如今輔助膠凝材料已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代混凝土中不可或缺的重要組分之一。萘系減水劑聚羧酸高性能減水劑硅灰2026/1/2491.1.1建筑材料發(fā)展史20世紀(jì)70年代——再生骨料、工業(yè)副產(chǎn)固體廢物制備的低碳骨料（例如銅渣、碳化鋼渣）等新型低碳骨料不斷涌現(xiàn)，并逐漸得到廣泛應(yīng)用。建筑垃圾再生骨料破碎、清洗、生產(chǎn)隨著社會(huì)進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能混凝土、防輻射混凝土等新型功能混凝土，以及裝配式混凝土技術(shù)、3D打印混凝土技術(shù)等新型建造手段也在不斷涌現(xiàn)。2026/1/24101.1.2建筑材料的分類（1）按材料的來源分類天然材料人造材料（2）按材料的組成無機(jī)材料—金屬材料、非金屬材料有機(jī)材料—植物質(zhì)材料、高分子材料、瀝青材料復(fù)合材料—無機(jī)非金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合而成，包括瀝青混凝土、聚合物混凝土等2026/1/24111.1.2建筑材料的分類（3）按材料的用途結(jié)構(gòu)材料—木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金屬等裝飾材料—涂料、油漆、窗簾、門窗、砌塊等專用材料—防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔熱、保溫、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，合理規(guī)劃、供應(yīng)和使用建筑材料對(duì)于降低總工程成本具有重要意義！50~60%生產(chǎn)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種類應(yīng)用情況木材木材具有較好的隔熱性能、耐腐蝕性能，韌性好，有較好的裝飾效果。常用于建筑物的地板、墻壁、屋頂?shù)葮?gòu)造，同時(shí)也可用于制造家具和裝飾品。磚瓦磚瓦具有較好的隔熱、隔音性能，耐久性好，還可以用于分隔空間、承載荷載等功能。常用于建筑物的常用墻體、地面鋪設(shè)以及藝術(shù)裝飾等方面。鋼材鋼材具有高強(qiáng)度、剛性和耐久性，可以大大提高工程的承重能力和抗震能力。鋼材還具有良好的可塑性、耐腐蝕性等。主要用于鋼筋混凝土建筑構(gòu)件的骨架，如梁、柱、框架等，廣泛用于房屋、橋梁、道路等土建工程建設(shè)。建筑塑料建筑塑料不僅具有質(zhì)輕、隔熱、保溫、耐腐蝕等特點(diǎn)，還可以進(jìn)行回收再利用，降低了對(duì)自然資源的需求，減少了對(duì)環(huán)境的影響。常用于塑料管道、塑料門窗、塑料地板等方面。建筑涂料建筑涂料不僅具有較好的附著力、防水性、隔熱保溫、耐腐蝕和耐用性，還具有較好的環(huán)保節(jié)能特性。常用于室內(nèi)外墻面、天花板、地面等的裝飾和保護(hù)?；炷粱炷潦墙ㄔO(shè)工程中用量最大的材料，具有高強(qiáng)度、耐久性和抗壓能力，能夠承受重大的荷載。常用于建筑物的結(jié)構(gòu)材料，如樓房、橋梁、堤壩等。部分建筑材料的特點(diǎn)和主要應(yīng)用范圍14第一章緒論概述建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)前沿應(yīng)用和發(fā)展方向CONTENTS12342026/1/24151.2建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

為了保證建筑工程的質(zhì)量，必須實(shí)行建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)化，世界范圍統(tǒng)一使用的是ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，而各個(gè)國家或地區(qū)也制定了不同的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范建筑材料的質(zhì)量。（1）歐盟標(biāo)準(zhǔn)

歐盟標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范歐盟各參與國對(duì)建筑工程材料的要求，保證建筑工程質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）及它們的聯(lián)合機(jī)構(gòu)CEN/CENELEC是歐洲最主要的標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)。2026/1/24161.2建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（2）美國標(biāo)準(zhǔn)在美國從事土木工程，其標(biāo)準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)是美國的行業(yè)協(xié)會(huì)。建筑材料應(yīng)遵從美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)。混凝土結(jié)構(gòu)要遵從美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)要遵從美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)（AISC）標(biāo)準(zhǔn)。美國標(biāo)準(zhǔn)依靠的是行業(yè)協(xié)會(huì)，通過行業(yè)協(xié)會(huì)強(qiáng)大的號(hào)召力。2026/1/24171.2建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（3）中國標(biāo)準(zhǔn)我國的標(biāo)準(zhǔn)主要分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級(jí)。國家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)“GB”，推薦性標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)“GB/T”。舉例：《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》（GB/T1499.1-2017）其中“GB/T”——國家標(biāo)準(zhǔn)的代號(hào)“1499.1”——標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)“2017”——標(biāo)準(zhǔn)頒布時(shí)間“鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋”——該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)（產(chǎn)品）名稱。2026/1/24181.2建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是指對(duì)沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個(gè)行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求所制定的標(biāo)準(zhǔn)。分為建筑材料（JC）、建筑工程（JG）、石油工業(yè)（SY）和冶金工業(yè)（YB）。地方標(biāo)準(zhǔn)（DB）地方標(biāo)準(zhǔn)即區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，是由地方（省、自治區(qū)、直轄市）標(biāo)準(zhǔn)化主管機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)主管部門批準(zhǔn)，發(fā)布，在某一地區(qū)范圍內(nèi)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是在沒有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)由企業(yè)自身制定，是在企業(yè)范圍內(nèi)需要協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的技術(shù)要求、管理要求和工作要求所制定的文件，是企業(yè)組織生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的依據(jù)。19第一章緒論概述建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)前沿應(yīng)用和發(fā)展方向CONTENTS12342026/1/24201.3建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)2022年3月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)了《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》總體目標(biāo)是到2025年，城鎮(zhèn)新建建筑全面建成綠色建筑，建筑能源利用效率穩(wěn)步提升，建筑用能結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，建筑能耗和碳排放增長(zhǎng)趨勢(shì)得到有效控制，基本形成綠色、低碳、循環(huán)的建設(shè)發(fā)展方式，為城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域2030年前碳達(dá)峰奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。規(guī)劃中還明確指出，要重點(diǎn)促進(jìn)綠色建材推廣應(yīng)用。2026/1/24211.3.1材料的生命周期評(píng)價(jià)過去常采用單因子法來評(píng)估材料對(duì)環(huán)境的影響不足1.難以全面反映材料對(duì)環(huán)境的綜合影響2.使用過多單項(xiàng)指標(biāo)來進(jìn)行比較較為繁瑣2.在實(shí)踐中存在著難以平行比較的問題提出了一種綜合性的評(píng)價(jià)方法—生命周期評(píng)價(jià)方法（LCA）在20世紀(jì)90年代已經(jīng)被國際社會(huì)普遍認(rèn)可，最終成為一種被廣泛采用的材料環(huán)境評(píng)價(jià)方法。2026/1/24221.3.1材料的生命周期評(píng)價(jià)什么是生命周期？什么是生命周期評(píng)價(jià)方法？生命周期指的是產(chǎn)品從自然中來再回到自然中去的全部過程，即從“搖籃”到“墳?zāi)埂保‵romCradletoGrave）的整個(gè)生命周期各階段的總和。生命周期評(píng)價(jià)方法LCA是匯總和評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品（或服務(wù)）體系生命周期間的所有投入及產(chǎn)出對(duì)環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。注重研究系統(tǒng)在生態(tài)健康、人類健康和資源消耗領(lǐng)域內(nèi)的環(huán)境影響。2026/1/24231.3.1材料的生命周期評(píng)價(jià)LCA分析流程目標(biāo)與范圍確定編目分析影響評(píng)估結(jié)果解釋定性影響評(píng)估方法—操作簡(jiǎn)單，主要依靠專家打分，評(píng)估結(jié)果有一定的隨意性和不可比性。定量影響評(píng)估方法——包括分類、表征、歸一化和評(píng)價(jià)四步。

其建立在功能單元分析（FU）的基礎(chǔ)上，旨在深化對(duì)環(huán)境影響的理解，評(píng)估不同類型環(huán)境損害帶來的總體影響程度。2026/1/24241.3.1材料的生命周期評(píng)價(jià)（1）可以進(jìn)行從定性到定量的評(píng)估。（2）考慮產(chǎn)品的整個(gè)生命周期對(duì)環(huán)境的影響，而不單純是產(chǎn)品生產(chǎn)階段對(duì)環(huán)境的影響。（3）不但考慮對(duì)一個(gè)地域的影響，更考慮對(duì)生物圈的影響，同時(shí)考慮對(duì)將來潛在的影響，可全面、完整地反映當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境問題。LCA的特點(diǎn)：（1）LCA所做的假設(shè)與選擇可能帶有主觀性，同時(shí)受假設(shè)的限制，可能有未考慮到的潛在因素影響；（2）研究的準(zhǔn)確性可能受到數(shù)據(jù)的質(zhì)量和有效性的限制；（3）由于影響評(píng)估所用的清單數(shù)據(jù)缺少空間和時(shí)間尺度，結(jié)果有一定的不確定性。LCA的局限性：2026/1/24251.3.2綠色建材的評(píng)價(jià)體系為科學(xué)引導(dǎo)和規(guī)范管理我國綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)工作，加快綠色建材推廣應(yīng)用、促進(jìn)綠色建筑發(fā)展，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、工業(yè)和信息化部等相關(guān)部委制定了《綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》。將綠色建材具體解釋為在全生命周期內(nèi)可減少對(duì)自然資源消耗和減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境影響，具有“節(jié)能、減排、安全、便利和可循環(huán)”特征的建材產(chǎn)品。頒布實(shí)施的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：26第一章緒論概述建材領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建筑材料的環(huán)境影響評(píng)價(jià)前沿應(yīng)用和發(fā)展方向CONTENTS12342026/1/24271.4前沿應(yīng)用和發(fā)展方向（1）新型建筑鋼材酉水大橋大興國際機(jī)場(chǎng)國內(nèi)首次在溫暖潮濕的南方建造的免涂裝耐候鐵路鋼橋。（2）新型建筑涂料國產(chǎn)高性能防火薄膜膨脹型涂料、室外保護(hù)的工程硅氧烷涂層、全方位的耐候性的氟碳漆等新型建筑涂料新型建造技術(shù)方面的應(yīng)用舉例2026/1/24281.4前沿應(yīng)用和發(fā)展方向（3）新型建筑塑料港珠澳大橋港珠澳大橋運(yùn)用了由熱塑長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的高分子復(fù)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學(xué)建成了我國首座用全級(jí)配再生混凝土骨料建筑的教學(xué)樓，其主要使用廢舊混凝土為原料的再生混凝土澆筑而成。2026/1/24291.4前沿應(yīng)用和發(fā)展方向（5）混凝土用新型化學(xué)外加劑（6）新型水泥

港珠澳大橋工程中，特種高效減水劑的全線使用，有效解決了大摻量礦物摻合料混凝土初始流動(dòng)性差、粘度高、攪拌生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)等問題。

白鶴灘水電站首次全壩使用低熱硅酸鹽水泥，降低了水泥和混凝土的發(fā)熱量，提高了大壩的整體性、安全性和耐久性。2026/1/24301.4前沿應(yīng)用和發(fā)展方向（7）智能混凝土（8）防輻射混凝土智能混凝土是指能感知自身狀態(tài)變化并能發(fā)出信號(hào)進(jìn)行自身調(diào)節(jié)、自我修復(fù)的仿生命系統(tǒng)的混凝土。由混凝土原有成分，結(jié)合一些導(dǎo)電材料或智能組件（傳感器、驅(qū)動(dòng)器、微處理器）等組成。具有良好的屏蔽X、γ和中子射線等有害電離輻射的能力的混凝土。其他防護(hù)材料相比，防輻射混凝土具備著耐久性良好、可塑性強(qiáng)、防護(hù)效果好等優(yōu)勢(shì)，是目前應(yīng)用最廣泛的射線防護(hù)材料。醫(yī)用防輻射鉛房光導(dǎo)纖維2026/1/24311.4前沿應(yīng)用和發(fā)展方向新型建造技術(shù)方面的應(yīng)用舉例（1）裝配式混凝土建筑技術(shù)施工中的火神山醫(yī)院

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是指用工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的建筑。有利于提高建筑質(zhì)量、提高施工效率、降低成本，還有助于節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境。（2）3D打印混凝土技術(shù)3D打印技術(shù)將混凝土材料按照預(yù)先設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行逐層堆積，具有靈活性高、無模板施工、設(shè)計(jì)自由度高、節(jié)約成本、經(jīng)濟(jì)環(huán)保及