生态建材及其发展研究

文章编号:1009 6825(2009)18 0153 03

生态建材及其发展研究

收稿日期:2009 02 04

作者简介:张竹慧(1977 ),女,西安建筑科技大学硕士研究生,讲师,武警工程学院,陕西西安 710086

张竹慧

摘 要:介绍了生态建材的概念,阐述了生态建材的分类和发展现状,从开展标准评价体系、建立技术平台方面探讨了生态建材的研究与开发,以促进生态建材的发展,实现我国建材工业的节能、节地和利废。关键词:生态建材,分类,发展现状,研究与开发中图分类号:T U 502

文献标识码:A

建筑材料是地球上产量最大、使用最多、资源和环境负荷最严重的材料。现代社会,环保已经成为全人类共同关注的话题,坚持建筑材料的发展与环境友好相处是现代建筑材料刻不容缓的使命。

1 生态建材

1.1 生态建材的定义

生态建材又称绿色节能建材、环保建材和健康建材等(是生态环境材料的重要组成部分)。生态建材是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑

材料[1]

。严格地说,绿色建材是一个系统工程概念,是从材料的设计、制备、应用直至废弃物的处理,即材料的全过程都应与生态环境相协调。

1.2 生态建材的基本特征

1)其生产和使用过程中资源、能源消耗低,有利于自然生态保护或污染治理;2)可实现废弃物资源化,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物;3)采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术;4)在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物,不得用铅、镉、铬等重金属及其化合物的颜料和添加剂;5)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,还应有益于人体健康,产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等;6)产品可循环或回收再利用;无污染生态环境的废弃物;7)具有良好的物理化学性能,能满足各种建设施工的要求。

2 生态建材分类及发展现状

3.3 免振自密实混凝土质量标准

免振自密实混凝土的质量检验包括混凝土拌合物工作性检验和硬化后混凝土的质量检验。免振自密实混凝土拌合物的工作性验收指标应符合表1。

3.4 硬化混凝土质量检验

1)试块制作方法:强度、抗渗、收缩、抗冻等试块制作所用试模与普通混凝土相同;试块制作过程中,不得使用振动台和插捣方法成型,分两次装入,中间间隔30s,每层装入试模高度的1/2,装满后抹平静置24h,转入标养室养护到28d 龄期即可。2)硬化混凝土的长期性能和耐久性应按GBJ 82 1985普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法进行检验。

4 免振自密实混凝土施工中具有的优点

1)免振自密实混凝土由于免振,可节省劳动力和电力,提高施工效率。2)免振自密实混凝土能改善工作环境,免除振捣所产生的噪声给环境及劳动工人造成的危害。3)免振自密实混凝土增加了结构设计的自由度,可用于浇筑成型形状复杂、薄壁和配筋密集的结构。4)免振自密实混凝土有效解决传统混凝土施工中漏振、过振,避免了振捣对模板冲击移位的问题。5)免振自密实混凝土大量利用工业废料做掺合料,降低混凝土水化热,提高

混凝土耐久性。6)免振自密实混凝土降低工程总体造价,从提高施工速度,减少操作工人,延长模板使用寿命,结构设计优化等方面降低工程成本。

5 免振自密实混凝土与相同强度的普通混凝土相比的缺陷

1)免振自密实混凝土自干燥引起的自收缩;2)免振自密实混凝土脆性;3)免振自密实混凝土其弹性模量稍低,收缩和徐变稍大;4)免振自密实混凝土凝结时间较长,早期强度低,冬季施工时要采取相应措施;5)免振自密实混凝土对原材料和配合比很敏感,对模板工程、钢筋工程、支撑工程等都具有新的要求。

6 结语

免振自密实混凝土的试验与应用,对传统混凝土的技术性能有了重大的突破,对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方面都具有重大的意义。可以预计,免振自密实混凝土在工程上的应用领域将迅速扩大,并取得更大、更多的技术经济效益。参考文献:

[1] 冯 敏,侯景鹏.自密实混凝土技术及应用[J].山西建筑,

2008,34(18):167 168.

Avoid librate self compacting concrete experiment and application

LIU Qian

Abstract:T he paper detailed introduces self compacting concrete character i stics and influence factor,passes ex periment to make sur e the match ratio parameter,obt ained the good result in actual engineering appliedly ,and with common co ncrete mer it and shor tcoming compar i son,points out avoid librate self compact ing concrete finally hav e got the extensive and applied foregr ound.Key words:self compacting concr ete,ex periment,application,function

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第35卷第18期2009年6月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTURE

Vol.35No.18Jun. 2009

2.1 再生型生态建材

建筑材料的可循环再生利用包括建筑废料及工业废料的利用,它是建筑材料发展的重要方向。大量无毒的废料用于制造建筑产品,既节约了生产建筑产品所需的大量原生性物质资源,又回收了固定废弃物,节约了堆场面积,而且许多废弃物对建筑材料的性能有明显的改性作用,得到了实际的技术经济效果。

2.2 功能型生态建材

随着居住理念的改变,人们对建筑功能的要求日趋多样性。建材作为建筑的基本元素,除具备基本性能之外,绿色环保、节能省耗、自调节等多样性功能将日益受到重视。

环保型建材首先要保证其在使用过程中是无害的,并在此基础上实现其净化及改善环境的功能。如抗菌材料,净化空气材料,产生负离子材料和防噪声、防辐射材料[3]。

节能型建材即保温隔热型建材。墙体保温材料种类较多,分为单一材料和复合材料。如加气混凝土砌块、保温砂浆、聚氨酯泡沫塑料(P UF)、聚苯乙烯泡沫板(PSF)、外保温聚苯板复合墙体、膨胀珍珠岩等。门窗节能材料以玻璃和铝塑材料为主,如中空玻璃、塑铝窗、玻璃钢、真空玻璃等。日本开发了太阳能电池建材一体的瓦片和外墙,欧美出现了隔热保温涂料、光电化学电池玻璃窗等。

自调节型建材指能够利用材料自身的性能自动调节室内温度和湿度来提高室内热舒适的建筑材料。调温材料是利用相变材料在相变点附近低于相变点吸热,高于相变点放热的性质,将能量储存起来,达到节能调温的目的。湿度是衡量热舒适的另一个重要指标。调湿材料主要有木纤维、天然吸湿性材料(如石膏)、天然多孔矿物材料(如硅藻土、蛭石、海泡石等)和其他非晶多孔材料等。

2.3 经济型生态建材

目前,我国大力推广轻型房屋体系,质轻且保温性能良好的绿色材料得到广泛应用,如断桥式异型轻质节能保温砌块、板材等。轻质材料密度小,隔热性能好,不会造成建筑结构变形。由于其自重轻使得材料生产工厂化程度高,建造速度快,可以实现清洁施工,从全寿命周期角度来看具有很高的经济效益。

高性能材料的特点是具备更为优越的多种材料性能,使用时间更长,功能更为强大,材料综合经济效益高。混凝土及水泥是目前最主要的建筑材料,在今后一段时间里,混凝土材料发展的目标是生态高性能混凝土。高贝利特水泥是很好的节能和节约资源型高性能生态水泥,这种水泥具有良好的强度、高耐久性和抗化学侵蚀能力,使用范围广,经济和社会效益显著[4]。

3 生态建材的研究与开发

3.1 生态建材标准评价体系

有关生态建材评价方面,国外多是建立一套环境标志来评价。如德国于1977年率先发布了世界上第1种环境标志蓝天使标志,考虑的因素包括建材污染物散发、废料产生、再次循环使用、噪声和有害物质等。加拿大的Ecologo环境标志计划对建材产品制定了!住宅室内空气质量标准∀,规定了涂料、板材、胶粘剂等产品中T V OC、甲醛、苯含量。日本1993年科技厅制定并实施了!环境调和材料研究计划∀。美国虽未见对环境建材作出全国统一要求,但各州市对建材的污染物已有严格的限制。另外丹麦、瑞典、新西兰、葡萄牙、韩国、印度等多个国家都设立了自己的环境标志制度。

我国在1993年国家环保总局正式颁布了中国的环境标志方案,涂料、建筑胶粘剂、人造板等一批建材产品陆续制定了相关的认证标准。目前国际通用的环境认证采用ISO14000体系认证,侧重评价材料的环境荷特性,该体系是保证整个生命周期产生最低的环境负荷的有效评价方法,但在评价产品使用性和环境性上还存在不足。我国在2002年7月1日开始实施国家质量监督检验检疫总局颁发的!室内装饰装修材料有害物质限量∀10项国家强制标准和建设部发布的#民用建筑工程室内环境污染控制的规范∃国家标准。这是国家对建材产品进入市场制定的最低环境质量标准,是为建材环保设立的最低门槛。国家科研管理部门已将生态建材列入国家科技发展计划。

由ISO和SET AC(国际环境毒理学和化学学会)提出的生命周期评价方法(L ifb Cyele Assessment),简称LCA,包括了材料从自然资源,经过加工成为材料,供人类使用之后,又回到自然这样一个封闭的流动过程。它是对产品、包装材料、一次性使用物品等材料全寿命周期中的资源、能源、环境排放物、废物再生利用等进行的量化处理,并以此来评判产品的环境协调性的方法[6]。将环境意识引入材料科学中的关键问题是开发出与材料特性密切相关的LCA数据库和L CA评价的标准化方法。

3.2 建立生态建材技术平台、开发生态建材新产品

具体来讲,目前生态建材的研究与开发可从以下几个方面入手:1)生态建材的性能表征与环境协调性(LCA)评价理论及技术研究;2)生态环境建材材料设计规范、标准、评估体系及施工规程的综合研究;3)生态负荷小且具有特种功能的新型混凝土材料、高性能水泥材料理论基础的研究;4)新型太阳能转化材料的开发及应用;5)新型高效节能保温绝热技术和材料的研究、生产技术及配套施工技术;6)纳米材料在新型建材中的应用机理及应用研究;7)膜技术及其在生态建材中的应用研究;8)新型高效环保吸附、过滤材料及其产业化;9)城市生态无形污染(电磁辐射、噪声等)防治新材料及杀菌、除臭、保健型新型建筑材料的研究和开发等;10)工业、建筑及城市生活废弃物再生利用的新材料及新技术;11)低能耗、无污染天然质生态建材新产品开发。

4 结语

生态建材是改善生态环境和生活环境的重要建筑材料,发展生态建材是促进我国建材工业节能、节地、利废的重要途径。

在注重环保、建设节约型社会的今天,发展生态建材满足可持续发展的需要,做到了发展与环境的统一,现代与长远的结合。发展生态建材的一个重要问题是思想意识问题,即大众、科研设计人员及政府决策人员都应当重视生态建材的发展,大力研究开发和生产应用生态建材产品。

参考文献:

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京:化学工业出版社,2003:22 35.

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[3] 冀志江,王 静,金宗哲,等.健康建材与健康住宅[J].新材

料新装饰,2004(11):55 57.

[4] 徐永模.绿色建材的发展[J].中国建材,2005(6):18 21.

[5] 王 正,郭文静.新型建筑材料的开发利用[J].世界竹藤通

讯,2003(3):17 19.

[6] 彭亦博,张 雄.绿色生态环保建筑材料的L CA评价方法

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[7] 张明清.我国绿色建材发展现状及对策分析[J].山西建筑,

2008,34(15):151 152.

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第35卷第18期

2009年6月

山西建筑