摘要:

水泥基復合材料是以水泥作為主要膠凝材料和基體，通過各種復合措施制成的高性能無機材料，如纖維混凝土、高性能混凝土等。由于其具有優(yōu)異的物理力學性能和耐久性，因而廣泛應用于結(jié)構工程、建筑構件和制品制造等。功能化是水泥基復合材料近年來的主要發(fā)展方向，不僅促進了本學科發(fā)展，而且通過與其他學科交叉，賦予水泥基復合材料更多的技術內(nèi)涵和應用價值。本文簡要介紹功能型水泥基復合材料的研究進展。

水泥基復合吸聲材料

近年來，水泥基復合材料在吸聲降噪領域的應用研究進展迅速。采用物理成孔技術、摻雜技術、結(jié)構堆積技術和梯度層合技術等優(yōu)化水泥基復合材料的表面和內(nèi)部吸聲結(jié)構，形成大量開口孔、孔結(jié)構細密且相互連通的水泥基復合吸聲材料。主要有水泥基塊體吸聲材料和水泥基板狀吸聲材料兩大類。

水泥基塊體吸聲材料通過砌筑直接形成聲屏障，通過對其塊型、結(jié)構、表面狀態(tài)進行優(yōu)化設計，使其吸聲面具有良好的吸聲性能。水泥基塊體吸聲材料背面可加工成各種裝飾面（如劈離、鑿毛等），提高聲屏障的裝飾性能。代表性產(chǎn)品有吸隔聲砌塊、單元式吸聲砌塊、輕質(zhì)陶?；炷疗鰤K、高效吸聲裝飾塊等。由中國建材總院和武漢天博環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司聯(lián)合研制的具有種植缽的環(huán)保型吸聲墻體砌塊，于2003年應用于襄樊高速公路武當山段聲屏障工程，降噪量大于10dB,同時具有裝飾和種植功能。

水泥基板狀吸聲材料在現(xiàn)場直接拼裝形成聲屏障，其迎聲面形狀、構造和表面狀態(tài)均可按設計要求進行優(yōu)化，從而具有良好的吸聲性能。水泥基板狀吸聲材料質(zhì)量較輕，施工方便，特別適用于各類橋梁聲屏障工程。代表性產(chǎn)品有水泥珍珠巖吸聲板、發(fā)泡陶?；炷廖暟?、木材泡沫水泥吸聲板等。由中國建材總院和北京泰科立高新技術有限公司聯(lián)合研制的無機高效復合吸聲板將應用于深圳輕軌吸聲式疏散平臺工程，目前正在施工。

由中國建材總院主持完成的國家“863計劃”項目《交通路網(wǎng)用水泥基復合吸聲材料的研究》，于2005年通過原建設部科技司組織的部級鑒定。研究成果水泥基木梗復合吸聲材料以木質(zhì)纖維材料構架為吸聲主體，通過優(yōu)化內(nèi)部吸聲結(jié)構，設置表面強吸聲結(jié)構和吸聲材料---背板空腔共振吸聲結(jié)構輔助吸聲，提高吸聲降噪效果。通過混雜增強、板（網(wǎng)）狀材料增強、界面強化和組成優(yōu)化提高復合吸聲材料物理力學性能和耐久性。至今已在數(shù)十個吸聲降噪工程中使用5萬多平方米，顯著改善了大型交通路網(wǎng)的周邊聲環(huán)境。該成果獲2006年度北京市科技進步三等獎，2007年獲國家發(fā)明專利。

水泥基復合保溫隔熱材料

隨著我國建筑節(jié)能工作的全面推進，對保溫體系用保溫隔熱材料提出了新的需求，如熱工性能好、性價比高、耐久性好、施工方便，水泥基復合保溫隔熱材料能滿足這些要求，因此近年來研究與應用工作取得顯著進展。通過內(nèi)部成孔、摻加超輕集料、優(yōu)化組成與配比等措施，降低水泥基復合材料密度，賦予其良好的保溫隔熱性能，同時保證基本使用性能和耐久性。主要有泡沫混凝土、保溫砌筑砂漿、水泥-EPS復合保溫材料等。

近10年來，泡沫混凝土在我國發(fā)展迅速。從原材料、生產(chǎn)工藝與裝備、應用技術到標準，已形成了相對完整的生產(chǎn)應用技術體系。近年來，利用泡沫混凝土中含有大量封閉孔隙，從而表現(xiàn)出良好的保溫隔熱性能的特點，將研發(fā)方向從輕質(zhì)材料和輕質(zhì)結(jié)構材料擴展到保溫材料，并取得成功。中國建材總院先后研制成功WYC10型泡沫發(fā)生器、CCW-2008型混凝土泡沫劑、FA泡沫混凝土憎水劑、密度為300kg/m3-900kg/m3的保溫隔熱用泡沫混凝土，制定行業(yè)標準《泡沫混凝土砌塊》（JC/T1062-2007），正在制定《屋面保溫隔熱用泡沫混凝土》行業(yè)標準。泡沫混凝土已廣泛用于屋面保溫隔熱工程、外墻外保溫工程、地暖隔熱工程、自保溫建筑砌塊和復合墻體填充材料等。

水泥基墻體屋面復合保溫材料是中國建材總院承擔的國家“十五”科技攻關課題《小城鎮(zhèn)新型建材技術研究與開發(fā)》的研究成果，2005年通過原建設部科技司組織的部級鑒定。水泥基墻體屋面復合保溫材料采用再生膨脹聚苯乙烯顆粒、無機復合膠凝材料，增強和改性組分，通過結(jié)構和組成優(yōu)化設計，采用物理成孔技術、混雜增強技術、界面強化技術、增粘保水技術、摻雜改性技術等制備而成，具有優(yōu)異熱工性能、物理力學性能和耐久性。

該成果已實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，先后轉(zhuǎn)讓給國內(nèi)10個省市區(qū)的22家企業(yè)，新材料已在江蘇等13個省市區(qū)的數(shù)百個建筑工程的700多萬平方米墻體和屋面保溫工程中使用，獲直接經(jīng)濟效益2.2億元，利稅6580萬元，節(jié)約資金1640萬元，回收利用廢棄聚苯乙烯泡沫20.6萬立方米。同時先后獲中國建材集團公司科技進步一等獎、中建總公司科學技術成果獎，并被列為2006年全國建設行業(yè)科技成果推廣項目。

保溫砌筑砂漿是中國建材總院承擔的國家“十一五”科技攻關課題《鄉(xiāng)村建筑用經(jīng)濟型砌筑材料的研發(fā)與應用》的研究成果。該成果利用電廠爐底渣、粉煤灰為主要原料，研制成功干密度小于1100kg/m3、強度達到Mb5.0和Mb7.5、導熱系數(shù)小于0.25W/（m·K）、抗凍性能D25合格，并具有優(yōu)異的施工性能的砌筑砂漿，是節(jié)能復合砌塊和加氣混凝土砌筑最佳配套材料。利用保溫砌筑砂漿砌筑墻體，可顯著降低灰縫對墻體熱工性能的影響系數(shù)。