浅谈功能性建筑材料共性技术开发的现状
时间：2021-01-07 12:01:29 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：随着我国工业化建设发展迅速，随之而来的交通运输、城市化发展也是突飞猛进。但发展所带来的环境噪声污染、住宅建筑能耗高等问题也是日益严重，需要对具有产业共性特点的建筑功能特种陶瓷进行技术集成开发及产业化。本文对新型吸声功能材料、隔热环保建筑材料、蓄能自发光功能材料、自清洁功能材料的研究现状进行了阐述，对建筑功能特种陶瓷产品的应用技术及市场前景提出了展望。
关键词：建筑行业；吸声功能陶瓷；保温隔热功能陶瓷；蓄能发光功能陶瓷；自洁功能陶瓷；研究；展望
1 引言
我国工业化建设发展迅速，随之而来的交通运输、城市化发展也是突飞猛进，但所造成的环境噪声污染也变得日益严重，便捷的公共交通可有效解决城市交通拥堵和减少大气污染。工业化让城市更先进、更富裕，但交通运输、工业化设备运转都会产生较大的噪音，严重影响人们的生活和健康。噪声污染的防治及控制是城市建设及设计、公路及轨道设计的重要内容，采用必要的隔声设备和特殊的隔声构造的同时，使用吸声材料是解决这一问题的关键手段。
住宅建筑能耗一直较高，全国能耗近三分之一来自高耗能建筑的采暖（制冷）能耗，而房地产行业每年输出的近20亿m2新建建筑中有95%就属于高能耗建筑，预测未来的12年内，我国还将新增约200亿m2建筑。也就意味着采用节能措施，推行建筑节能材料，是当今材料发展的重要方向之一。
在道路交通中结合蓄光型自发光材料制成的标志，可广泛应用于道路警告标志、禁令标志、指示标志、旅游区标志、道路施工安全及设施、可变信息标志灯等方面，人们在黑暗、多雾、天气恶劣的情况下也能清楚地辨认出，降低交通事故的发生率，使公路交通的引导更便利、周到。经过2009年金融危机后的中国正在提速高速公路网的主骨架建设，预计到2020年我国高速公路通车里程可达10万公里，蓄光型自发光功能材料的应用将有很大的前景。
同时，随着居住要求的不断提高，人们对生态环境的重视程度也越来越高，致力于利用自然条件和人工手段来创造一个更舒适、健康的生活环境，同时又要控制自然资源的使用，保持建筑外观的美丽洁净。而具有自我清洁性能的功能材料备受人们关注，意味它不仅降低了清洗剂等化工产品对环境的污染，同时通过自身不断净化大气中的污染物，起到洁净空气的作用。随着城市化进程发展加速，自洁净建筑材料的需求将显著增加。
2 吸声功能材料与隔热建筑材料的发展现状
早在2006年，国外就已经有人在研究普通陶瓷吸音板的基础上，研制出一种复合型陶瓷吸音板。这种吸音板是在氧化物陶瓷颗粒中添加有机粘结剂，如：环氧、聚氨酯、丙烯酸、聚酯等，其效果相当于粘结剂与水玻璃混合，用作底层料，用具有大量气孔和连通孔的金属发泡物质（如：铝、铜、锌）复合加压成型，在低于金属发泡物熔点温度下烧结而成。这种陶瓷吸音板在保持良好吸音性的同时，更轻质、耐热冲击性大幅提高，其应用效果更好。
2007年，国外某企业以玻璃粉和硅酸钙水化物为主要原料，采用脱水成型、干燥、烧结工艺，研制出一种轻质陶瓷材料。该材料具有隔热保温、吸音等功能，宜用来生产建筑材料、隔热保温材料及吸音材料，其材料密度为1.02 g/cm3、抗折强度为18.3 MPa、导热系数为0.21 kcal/mh·℃、吸水率为0.5%。
国内许顺红[1]等人综述了在环境污染治理中运用泡沫陶瓷于吸声降噪领域，并预测了泡沫陶瓷在环境中的应用前景和发展趋势。周曦亚[2]等人研究了吸声材料吸声原理的因素、种类及其特点，并分析了陶瓷吸声材料的优点，并对陶瓷吸声材料的研究进展做了介绍。刘占卿、王东锋[3]等人对多孔陶瓷材料的吸声性能试验进行了分析，此处多孔陶瓷材料是利用筛选过的工业废料陶瓷颗粒，压制或烧结后形成的新型吸声材料，与传统共振、多孔吸声材料相比，具有吸声性能好、耐腐蚀、耐高温、耐高压等特点，可广泛应用于航空发动机试车台及航天发射领域，通过仿真对比，分析了多孔陶瓷吸声材料与微穿孔板材料间的吸声性能，为陶瓷吸声材料的实际应用提供了借鉴。
国内专利ZL.00104642公开了一种由陶瓷块构成的陶瓷吸声材料，在耐火粘土和耐火粘土熟料的成分中加入可燃性成孔材料，并烧结该掺合物，它具有大多数直径为0.2～2000 μm的连通孔，其中表面上形成大量吸声孔或吸声槽，仅在除吸声孔或吸声槽的内周边表面和底表面之外的表面上涂敷釉，从而形成填满连通孔的一个釉面层，该釉面层基本上没有空气渗透性，该多孔陶瓷吸声材料吸声性能和耐候性优异。
侯来广、曾令可[4]等人以陶瓷抛光砖废料、黏土、水泥及其它添加剂为包裹料，以膨胀珍珠岩为核心，经包裹成球后自然养护得到轻质夹心型陶粒。并以该陶粒为轻骨料，添加少量膨胀珍珠岩，以水泥、粉煤灰为胶结材料制备的吸声材料，并通过试验分析了材料中胶凝材料和发泡剂的用量、厚度以及表面形态、背后空腔对材料吸声性能的影响。曾令可课题组还对陶瓷废料制备的吸音材料做了较深入分析，采用一般混凝土的成型方法研制成一种新型无纤维多孔吸音材料，并对材料的容重、厚度、孔隙率等因素对吸音性能影响进行了分析。
国外东芝陶瓷公司开发了一种多孔陶瓷吸音材料，它由废弃的无机烟尘，如热电站产生的烟尘制造，其主要成分是二氧化硅。这种具有微米级超细微孔的二氧化硅通过吸收声能转化为热能削弱声音的传播。制备这种陶瓷时，在烟尘中加入一种特殊的添加剂，然后进行煅烧和固化，在过程中形成多孔材料。对声波的吸收，400 Hz范围为30.7 dB，1000 Hz时为42.9 dB。材料还具有轻，隔热和好的耐气候性能。这种吸音材料可用来建造高速铁路和铁路沿线的减声屏障墙。
3 蓄能发光功能材料的研究现状
2001年，芬兰有一种用发光水泥建造的夜光公路，这种利用蓄光型自发光材料支撑的发光水泥可直接利用阳光和来往车灯的光照储藏能量，夜间就会闪闪发光，显示出道路的各种标志，划分车道和区分路段，构成夜光公路，既给公路夜景增光添彩，又方便了夜行车辆，有利于交通安全。
