绿色建材的应用及其发展趋势.doc

绿色建材的应用及其发展趋势 工程管理C083 李明凯 08729220世纪后半期,人居环境与可持续发展已经成为全世界关注的焦点。“绿色”标识已成为建材产品进入重大建设工程的入场券。但在我国,人们至今对绿色建材的认识还存在着一些误区,也没有建立起对绿色建材专业化、规范化的评价指标和体系。综合了各方面的观点,并总结了绿色建材领域当前研究的现状,指出了今后发展的趋势和方向以应该加强研究和发展的工作。1. 绿色建材的概念绿色材料的概念是在1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出。1992年国际学术界给绿色材料定义为：在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。我国在1999年召开的首届全国绿色建材发展与应用研讨会上明确提出了绿色建材(Green BuildingMaterials)的定义。绿色建材是指:采用清洁生产技术,不用或少用天然资源和能源,大量使用工农业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,达到使用周期后可回收利用,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。2绿色建材常见的分类2.1基本型。满足使用性能要求和对人体无害的材料，这是建材的最基本的要求。在其生产及配制程中不得超标使用对人体有害的化学物质，产品中也不能含有过量的有害物质如甲醛、氨气、VOC 等。2.2节能型。采用低能耗的制造工艺，如采用免烧低温合成以及降低热损失，提高热效率，充分利用原料等新工艺新技术和新设备，产品能够大幅度节约能源。如节能20%以上的保温材料等。2.3循环型。制造和使用过程中利用新工艺新技术，大量使用尾矿废渣污泥垃圾等废弃物以达到循环利用的目的。如日本用下水道污泥制造生态水泥、用垃圾焚烧渣灰生产陶质绿色建材等，产品可循环或回收利用率达90%以上，真正做到变废为宝，降低了对环境的污染。2.4健康型。产品的设计是以改善生活环境提高生活质量为宗旨，产品为对人体健康有利的非接触性物质，具有抗菌防霉除臭隔热调温调湿消磁防射线抗静电产生负离子等功能。3. 常见的绿色建材在土木工程中的应用本文按照土木工程材料功能分类，从结构材料和功能材料两方面来介绍绿色建材在其领域的应用。3.1. 结构材料传统的结构用建筑材料有木材、石材、粘土砖、钢材和混凝土，现代结构用材料主要是钢材和混凝土。木材、石材，这两种材料是自然界提供给人类最直接的建筑材料，不经加工或通过简单的加工就可用于建筑。木材和石材消耗自然资源，由于木材是可再生的永续的材料，如果自然界木材的生长量与人类的消耗量相平衡，那么木材是最绿色的建筑材料。石材虽然消耗了矿山资源，但由于它的耐久性较好，生产能耗低，重复利用率高，可以说它也具有绿色建筑材料的特征。钢材，表2为几种建筑材料生产过程中的环境性能比较，可以看出，耗能和环境污染物排放上钢材是最多的。材料种类强度N/mm2燃料能耗GJ/m3S02排放量kg/m3C02排放量kg/m3粉尘排放量kg/m3钢材240236145320玻璃305632粘土砖7511189灰砂砖7549049木材142428混凝土1356310l20表2几种材料生产过程中的环境性能比较由于钢材的不可替代性，因此“绿色钢材”主要发展方向是在生产过程中如何提高钢材的绿色指标上下功夫，研究发展新技术、新生产工艺，努力降低生产能耗，减少污染物排放，对生产过程中产生的废弃物资源化，加快钢材的绿色化进程。混凝土，由水泥和集料组成，是复合材料，它的生产能耗主要是由水泥生产造成的。而传统的水泥生产需要消耗大量的资源与能量，并且对环境的污染较大，所以水泥生产工艺的改善是绿色混凝土发展的重要方向。目前水泥绿色生产工艺主要采用新型干法生产工艺取代落后的立窑等工艺。现今土木工程使用的绿色混凝土主要有低碱性混凝土，多孔混凝土，植被混凝土，护坡植被混凝土，透水性混凝土，吸收分解NOx的光催化混凝土，生态净水混凝土等。其中应用较为广泛的是多孔混凝土。3.2 功能材料目前国内外各种功能材料迅速发展，材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。我国高技术（863）计划、国家重大基础研究（973）计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例），并取得了大量研究成果。除了利用材料的某些特殊功能外，如防水、装饰、保温等，具有新的功能的材料也不断涌现，主要包括储氢材料、梯度功能材料、智能材料、功能陶瓷材料、超导材料、信息材料、光学功能材料、功能复合材料、分离材料、生物医用等。4.绿色建材在国内的发展几十年来我国建材工业走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路，是一个环境污染严重，生态破坏较大的行业。近年来，绿色建材在国内得到了一定发展，但从整体看，发展还不够平衡，在推广应用上还未能得到广大消费者的足够重视。因此，出现了发达地区与发展地区在开发，应用上的差距。如今，我国绿色建材评价体系主要以单因子评价体系为主，主要通过对产品对人体和环境的影响为参考指标，判断其是否满足要求。我国涉及绿色建材的评价体系主要有以下几种。4.1中国环境标志产品认证。1994年5月17日中国环境标志产品认证委员会在国家环保局和技术监督局等政府部门的帮助和支持下成立。同年，国家环保总局在6类18种产品中首先实行环境标志，并以青山、绿水、红日及十个蓝环共同组成的图案作为我国的环境标志。中国环境标志产品认证委员会常设机构认证委员会秘书处是经国家产品认证机构认可委员会认可的，代表国家对绿色产品进行权威认证，并授予产品环境标志的唯一机构。2003年，国家环保总局将环境认证资源进行整合，中国环境标志产品认证委员会秘书处与环认委、环注委、中国环科院环境管理体系认证中心共同组成中环联合认证中心（国家环保总局环境认证中心）。至2004年，其认证范围已经扩大到56种，其中建材产品10种，包括无石棉建筑制品、化学石膏制品、人造板及其制品、建筑用塑料管材、水性涂料、塑料门窗、卫生陶瓷、建筑砌块、壁纸和轻质墙体板材。4.2防火环保标志防火环保标志是中国第一个以建材防火与环保结合起来的一个标志。国家防火建筑材料质量监督检验中心和国家建筑材料测试中心共同向社会推出“建材防火环保标志”。该标志的内涵是按照两个中心共同确定的检验标准，由两个国家级检验机构不定期地进行高频次的抽查和检验，以确保产品质量的稳定性和公信力。此标志的使用，既能证明企业生产的产品能够符合国家的有关环保要求，属于环保产品；又能够区分和明示产品的防火安全性能等级，有利于设计和使用单位的正确选用，提高建筑物的安全性，符合消防法和质量法有关强制性条款的要求。以上是两种比较权威的认证体系，另外，中国建筑材料科学研究院环保所于1992年在我国率先开辟了环境建材研究方向，为传统建材行业向绿色环保保健方向发展作出了创造性的研究，如中国建筑材料科学研究院研制的稀土激活保健抗菌功能材料和保健抗菌釉面砖，已在国家建材局进行了技术鉴定，目前这一产品已投入生产；最近，中国建筑材料科学研究院与北新建材集团联合研制了空气净化功能涂料及矿棉吸声板，通过了北京市科委的鉴定和ISO9002及ISO14001认证,已投放市场。如今大力推广的利用工业废渣生产新型墙体材料, 如利用煤渣、炉渣、煤矸石、粉煤灰等制作砖或砌块; 粉煤灰用于加气混凝土、轻质墙板的生产; 磷石膏、氟石膏、脱硫石膏可作为原料制造石膏板、石膏砌块。总之, 利用工业废渣生产新型墙体材料, 不仅减少了污染、节约了资源, 而且取得了很好的经济效益。更重要的是, 走了一条可持续发展的正确路线。近年来, 节能和环保的各种新材料不断问世, 如透明隔热材料、轻质高强材料、高保温玻璃等, 推动了生态建筑的发展。这些新型材料虽然能积极应付自然环境的挑战, 但应用时一定要从实用出发, 以实际效果为检验标准。为了我国经济和社会的可持续发展, 建筑材料必须寻求新的健康的发展道路, 从产品设计、原材料替代、工艺改造入手, 提高技术水平、提高资源和能源的综合利用率。开发使用节能、节土、利废、环保、对人类生存环境友好的绿色节能建材产品是传统建材的发展方向。参考文献：【1】陈志源，李启令：土木工程材料，武汉理工大学出版社【2】林炳怀：绿色建材及其可持续发展J，产业透视，2003，12【3】施惠生，姚玉梅：绿色建材及发展趋势J，建材技术于应用，2007，10【4】姚雷，贾开武，李晓芝：节约型社会与绿色建筑材料，山西建筑，2008，3【5】马晓霞：绿色建材的发展研究，应用科学，2008，2【6】 孙林，刘巍：建筑材料的未来发展趋势，山西建筑，2005，6