水泥基復(fù)合吸聲材料
近年來，水泥基復(fù)合材料在吸聲降噪領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展迅速。采用物理成孔技術(shù)、摻雜技術(shù)、結(jié)構(gòu)堆積技術(shù)和梯度層合技術(shù)等優(yōu)化水泥基復(fù)合材料的表面和內(nèi)部吸聲結(jié)構(gòu)，形成大量開口孔、孔結(jié)構(gòu)細(xì)密且相互連通的水泥基復(fù)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(gòu)、表面狀態(tài)進行優(yōu)化設(shè)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)陶粒混凝土砌塊、高效吸聲裝飾塊等。由中國建材總院和武漢天博環(huán)保科技發(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(yīng)用于襄樊高速公路武當(dāng)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(gòu)造和表面狀態(tài)均可按設(shè)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)泡陶粒混凝土吸聲板、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(shù)有限公司聯(lián)合研制的無機高效復(fù)合吸聲板將應(yīng)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(fù)合吸聲材料的研究》，于2005年通過原建設(shè)部科技司組織的部級鑒定。研究成果水泥基木梗復(fù)合吸聲材料以木質(zhì)纖維材料構(gòu)架為吸聲主體，通過優(yōu)化內(nèi)部吸聲結(jié)構(gòu)，設(shè)置表面強吸聲結(jié)構(gòu)和吸聲材料---背板空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)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(fù)合吸聲材料物理力學(xué)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(fù)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(fù)合保溫隔熱材料能滿足這些要求，因此近年來研究與應(yīng)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(fù)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(fù)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(yīng)用技術(shù)到標(biāo)準(zhǔn)，已形成了相對完整的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)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(gòu)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(biāo)準(zhǔn)《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(biāo)準(zhǔn)。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(fù)合墻體填充材料等。
水泥基墻體屋面復(fù)合保溫材料是中國建材總院承擔(dān)的國家“十五”科技攻關(guān)課題《小城鎮(zhèn)新型建材技術(shù)研究與開發(fā)》的研究成果，2005年通過原建設(shè)部科技司組織的部級鑒定。水泥基墻體屋面復(fù)合保溫材料采用再生膨脹聚苯乙烯顆粒、無機復(fù)合膠凝材料，增強和改性組分，通過結(jié)構(gòu)和組成優(yōu)化設(shè)計，采用物理成孔技術(shù)、混雜增強技術(shù)、界面強化技術(shù)、增粘保水技術(shù)、摻雜改性技術(shù)等制備而成，具有優(yōu)異熱工性能、物理力學(xué)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(xué)技術(shù)成果獎，并被列為2006年全國建設(shè)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(dān)的國家“十一五”科技攻關(guān)課題《鄉(xiāng)村建筑用經(jīng)濟型砌筑材料的研發(fā)與應(yīng)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(dá)到Mb5.0和Mb7.5、導(dǎo)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(fù)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)。
高性能輕集料混凝土
輕質(zhì)高強多功能和高工藝操作性研究永遠(yuǎn)是混凝土材料科學(xué)始終追求的目標(biāo)。優(yōu)質(zhì)的高性能輕集料混凝土與傳統(tǒng)混凝土相比，強度高，質(zhì)量輕20%以上，而且更耐久（無堿-集料反應(yīng)），在建造大跨度橋梁和超高層建筑時，結(jié)構(gòu)自重會大幅度減輕，相應(yīng)地材料用量會減少，基礎(chǔ)荷載也會降低，建筑總造價降低5%~20%.從建筑節(jié)能方面看，在我國北方采用高性能輕集料混凝土作外墻，冬季較實心黏土磚或普通混凝土可節(jié)能折合標(biāo)煤約30%~50%.如考慮夏季降溫能耗，全年總建筑節(jié)能將達(dá)40%~60%.以上這些都會提高建（構(gòu)）筑物的使用性能，降低工程總造價。因此高性能輕集料混凝土是水泥基復(fù)合材料輕量化的重要發(fā)展方向。
高性能輕集料混凝土是中國建材總院承擔(dān)的國家“十五”科技攻關(guān)課題《高性能輕集料混凝土的研究與應(yīng)用》的研究成果。該成果首先在高性能輕集料混凝土用高性能輕集料的原料技術(shù)性能與加工工藝技術(shù)、原料配合比優(yōu)化設(shè)計、成型技術(shù)和燒成工藝參數(shù)等方面取得突破性進展，制備的高性能輕集料呈碎石狀，表層致密，具有較高的筒壓強度和低吸水率，在制備高性能輕集料混凝土?xí)r，該輕集料無需預(yù)浸泡，大大簡化施工工藝。其次在利用高性能輕集料配制高性能輕集料混凝土的配合比設(shè)計方法、輕集料混凝土集料上浮性評價體系、高性能輕集料混凝土用原材料及其技術(shù)條件、高性能輕集料混凝土制備工藝與應(yīng)用技術(shù)、高性能輕集料混凝土的耐久性等方面的研究均取得顯著進展，形成了高性能輕集料混凝土制備、生產(chǎn)、施工的成套技術(shù)。在“十一五”期間重點開展了高性能輕集料混凝土的變形性能等關(guān)鍵性能研究和在建筑、道路與橋梁工程的應(yīng)用開發(fā)，進展順利。
裝飾性水泥基復(fù)合材料
賦予水泥基復(fù)合材料的裝飾性，是提高材料自身價值的重要途徑。重要產(chǎn)品包括裝飾性砌筑材料、裝飾性建筑板材、裝飾砂漿和壓印混凝土等大類。
裝飾混凝土磚和砌塊的裝飾性來源于色彩、表面造型和后處理。從色彩而言，彩色和用于清水墻的本色混凝土磚和砌塊應(yīng)屬于裝飾混凝土磚和砌塊范疇；就表面造型而言，裝飾混凝土磚和砌塊的裝飾性通過采用特制模具成型，脫模后表面裝飾性能通過凹槽、凸園弧、凹園弧、肋條、曲面等體現(xiàn)，可以是彩色或本色；采用專門的后處理設(shè)備對磚或砌塊進行后期加工，如劈離、鑿毛、噴丸、拉紋、研磨、水刷等，使其外表面具有良好的視覺效果，這是裝飾混凝土磚和砌塊的主要發(fā)展方向之一。此外，通過混合料不均勻拌合同樣可以產(chǎn)生良好的裝飾效果。日本的裝飾混凝土磚和砌塊研發(fā)工作處于世界領(lǐng)先地位，并廣泛應(yīng)用。近年來，通過引進和消化吸收也取得進展，多功能裝飾混凝土砌塊已用于新農(nóng)村建設(shè)。中國建材總院系統(tǒng)開展了劈離砌塊、鑿毛砌塊和條紋砌塊及防水劑研究，研制了劈離機、鑿毛機等后處理設(shè)備，主持制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《裝飾混凝土砌塊》（JC/T641-2008）和國家標(biāo)準(zhǔn)《裝飾混凝土磚》。
歐美和日本等國開展裝飾性建筑板材研究較早，在生產(chǎn)技術(shù)、裝備和應(yīng)用技術(shù)方面日益完善。我國尚處于發(fā)展階段，各種水泥基外墻裝飾板品種繁多，中國建材總院在此方面開展了大量研究，如2000年科技部小康住宅項目“住宅用GRC外裝飾系列產(chǎn)品研制與應(yīng)用技術(shù)”、2002年原國家經(jīng)貿(mào)委技術(shù)創(chuàng)新項目“多功能成組立模復(fù)合墻板生產(chǎn)線工藝技術(shù)裝備開發(fā)”等，制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃纖維增強水泥裝飾構(gòu)件》（JC/T940）。在承擔(dān)國家“十一五”支撐計劃課題《鄉(xiāng)村建筑用經(jīng)濟型建筑墻板的研發(fā)與應(yīng)用》期間，研制成功裝飾性外保溫板和外掛板，完成以外掛板為主要部件的三板一柱輕鋼結(jié)構(gòu)建筑研究與實踐。
透水性混凝土
透水性混凝土是一類非封閉型多孔混凝土，采用特殊級配的集料、水泥、增強劑和化學(xué)外加劑等經(jīng)特殊工藝制成。由于集料級配特殊，在混凝土中含有大量的孔隙，并且這些孔隙是連通的。降雨時，雨水將沿這些貫通的“路線”進入路基，滲入地下。與普通混凝土相比，透水性混凝土的基本特征是高透水性。透水性混凝土在道路工程中的應(yīng)用有兩種方式，即現(xiàn)澆透水性混凝土路面和制成透水性混凝土路面磚進行鋪裝。
在道路和地面工程中，德國、美國、日本等早已廣泛使用透水性混凝土及制品，尤其是日本。上世紀(jì)90年代，中國建材總院率先研制透水性混凝土及制品，透水性混凝土在北京御京花園試用，透水性混凝土路面磚在北京月壇地區(qū)使用。研究成果《透水混凝土制品的研究與應(yīng)用》于1998年通過原國家建材局組織的部級鑒定，技術(shù)先后在北京、江蘇、內(nèi)蒙古、山東等省市區(qū)推廣應(yīng)用。近年來，隨著綜合國力的增強和認(rèn)識的提高，透水性混凝土及制品在我國得到廣泛應(yīng)用，正處于大發(fā)展階段，研究工作更加深入。2006年，鄭州會展中心廣場大面積使用透水性混凝土澆注，單體工程量為國內(nèi)之最，取得了良好的社會環(huán)境效益。先后制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水磚》（JC/T945-2005）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水性混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（目前正在報批）。
??? 王武祥簡介：
??? 教授級高級工程師。現(xiàn)任中國建筑材料科學(xué)研究總院混凝土研究室主任。兼任中國建筑砌塊協(xié)會副理事長、中國硅酸鹽學(xué)會混凝土與水泥制品分會和房屋建筑材料分會理事、中國土木工程學(xué)會再生混凝土專業(yè)委員會副主任委員、全國水泥制品標(biāo)準(zhǔn)化委員會委員、全國墻體屋面及道路用建筑材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員等。長期從事新型建筑材料、混凝土及其耐久性、特種工程與功能材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。
近年來承擔(dān)40多項省部級以上科研課題，其中主持完成了包括國家重點科技攻關(guān)課題、“863計劃”課題在內(nèi)的科研課題10多項，主編標(biāo)準(zhǔn)5項。取得省部級鑒定成果17項；獲國家科技進步獎1項，省部級科技進步獎5項；獲發(fā)明專利1項，實用新型專利1項。發(fā)表論文近百篇，參與編寫專著和詞典7部。目前正在主持國家“十一五”科技支撐計劃課題1項、子課題2項。
在從事科研開發(fā)工作的同時，為國內(nèi)多項重大工程（如山西引黃工程）和近百家企業(yè)提供了技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)。