简谈生态建材

1、简谈生态建材摘要： 生态建材也叫做绿色建材，是近20年来发展起来的一种概念。简单来说生态建材就是对环境友好的，不给环境带来太多负面影响的建筑材料,从循环的角度来理解生态建材的特性，它是从原料开采、制造、使用至废弃的整个生命周期中，对资源和能源消耗最少、生态环境影响最少、再生循环利用率最高，或可分解使用的具有优异使用性能的系列新型建筑材料。关键词：生态建材；研究方向；成果；开发与利用一、生态建材的特性: 生态建材应具有三大特性： （一）生态建材应具有先进性，它即可以拓展人类的生活领域，又能为人类开拓更广阔的活动空间。 （二）生态建材应具有环境协调性，它既能减少对环境的污染危害，从社会持久发展及进

2、步的观点出发，是人类的活动范畴和外部环境尽可能协调，又在其制造过程中最低限度的消耗物质与能源，使废弃物的产生和回收处理最小，产生的废弃物能被处理、回收和再生利用，并且这一过程不产生污染。 （三）生态建材应具有舒适性，它既能创造一个与大自然和谐的健康生活环境，又能使人类在更加美好、舒适的环境中生活。 二、研究生态建材的必要性 通常我们要将一种新的理念发展成一门学科或者是技术时，总是要考虑这样一个问题，那就是对这门学科的研究究竟有没有意义，能够对社会的发展有良好的影响的研究才是要优先深入的发展的研究。下面简单谈下对生态建材研究的意义。 生态建材追求的不仅是具有先进的使用性能，而且是从材料的制造、使

3、用、废弃直到再生的整个生命周期中必须具备与生态环境的协调性及舒适性。因此生态建材实质上就是赋予传统建材优异的环境协调性和舒适性的建筑材料，或者指那些直接具有净化和修复环境功能的新型建材。相比之下传统建材在很多方面都要差一些，对大气环境的污染严重，对自然资源消耗大，难以充分回收和再生利用，这些都是传统建材的不足。而在当今这个环保已经逐渐成为人类最重视的课题的情况下，使用生态建材的有异性也就显得愈加突出。传统建材的创新与生态环境的改善已刻不容缓。 三、生态建材的几种研究方向 1992年，日本东京大学山本良一教授首先提出生态材料的概念，并与1993年4月成立了“日本生态材料研究会”。在山本良一等的努

4、力下，1993年9月、1995年9月、1997年9月先后召开了3届国际生态材料大会，在大会上科学家们提出：生态材料是面向21世纪的材料，谁在生态材料领域领先，谁将在下一世纪的材料领域中取得主动权，谁在材料产业的生态环境化抢先一步，谁就占领市场。这一思想必将成为全人类的共识。 可以看出，生态建材还是一门很年轻的研究方向，但是当我们把目光投向生态建材的研究进程时，不难发现生态建材在过去的十几年里已经表现出了其蓬勃的发展活力，其引人瞩目的成果就是这一点证明。 (一)采用高新技术研制与开发生态建材 净化功能建材包括净化大气功能的净化材料、净化室内功能的除臭材料和净化细菌环境的抗菌材料。抗菌材料及制品大

5、多数为薄膜或制品表面上的涂料，以块体、粉体的形式使用。已经问世的产品有抗菌卫生陶瓷及抗菌面砖。 (二)采用传统工艺利用固体废弃物研制生态建材 利用废渣如粉煤灰、煤矸石、矿渣、炉渣、页岩等废弃料为基料，研制的空心砖、实心砖、砌块等产品取代黏土砖，已在工程中大量应用，可节省能耗20%，强度已达75100号，其成本稍高于黏土砖，但自重比黏土砖减少20%30%。利用60%的城市垃圾焚烧灰渣、下水道污泥、制铝工业废渣赤泥等为原料，使用40%的石灰石、黏土、铁粉等进行成分调整，经过一定的生产工艺可制成无公害与环境协调性生态水泥。 (三)采用新工艺利用固体废弃物开发生态建材 近年来，华南理工大学材料学院与广

6、州市某环境卫生研究所、G轻质陶粒制品厂合作，在广州市政府有关部门的支持和广州市建设科技发展基金的资助下，实行“产、学、研”联合攻关，利用城市污水处理厂生物污泥在现有引进丹麦某公司的技术和设备的陶粒生产线上，进行了各种配方试烧试验，结果表明利用生物污泥烧制陶粒是可行的，在该陶粒生产线上通过了工业生产试验，生产出来的陶粒符合国家标准要求。 四、生态建材的研究成果 目前生态建材的开发方向还维持在三个大的方向上，那就是对传统建材的生态化改进，利用高科技来开发新型的生态建材，以及所谓的“废物利用”，即利用固体废弃物研制生态建材。 (一)传统建材的生态环境化 建筑材料是最古老、用量最大的材料，也是不断开发

7、、研究及革新的材料。在漫长的建筑材料发展史中，大体经历了秦砖汉瓦时代、金属和水泥时代和新型建筑材料时代，与之相对应的，建筑材料的种类也从最早的木质、黏土烧制一直到今天的钢材、水泥、陶瓷、玻璃、装饰材料和石材种类繁多的时代。然而，即使建筑材料发展到了今天这个地步，我们仍然看到了其中的不足，传统的建筑材料对资源、能源的消耗以及对环境的破坏都是很严重的。为了解决建筑材料的可持续发展的关键性问题，自然而然的就是传统建材的生态环境化成为了今后发展生态建材所必须研究的重要课题。 1、建筑涂料的生态环境化 建筑物进行装修或装饰时一般都要采用建筑涂料，其作用是一方面作为装饰，另一方面保护建筑物。目前，室内装修

8、所使用的建筑涂料其主要成分多为树脂类有机高分子化合物，在喷涂时，需用有机稀释剂调成合适黏度才能方便施工。这些有机稀释剂挥发性强，大量弥散于空气中，是引起人体中毒和人居环境恶化的罪魁祸首。建筑涂料生态化发展的方向：（1）向水性化、生态化发展（2）向功能化发展（3）向高性能、高档次发展（4）提高涂料配制技术 2、水泥混凝土的生态环境化 水泥混凝土使各种建筑物。构筑物的重要建设物资，其特点是用量很大，而且所建造的建筑物、构筑物大多与自然直接融合在一起，再生产混凝土时要消耗大量的能源，这显然不符合环境保护措施。因此要设法在生产、使用中降低能耗，水泥混凝土生态化能起到这样的作用，并向着环境友好型、生物对

9、应型生态混凝土的方向发展,主要有环境友好型混凝土及生物对应型生态混凝土 3、建筑玻璃的生态环境化 窗户是建筑的重要组成部分，但玻璃是建筑节能的薄弱环节。随着窗户面积的不断扩大，建筑能耗不断增加，因此，窗户玻璃多功能与生态化具有非常重要的意义。节能效果较好的建筑窗户玻璃主要有（1）中空绝热隔音玻璃（2）节能玻璃百叶窗（3）节能纺织物窗帘（4）主动型节能玻璃幕墙与透明热反射膜 （二）、生态建材的开发与利用 1、生态水泥的开发与应用 生态水泥的概念包括3个因素：一是依靠科技进步，充分合理利用资源，大力节省能源；二是其生产和使用过程中尽量减少或杜绝废气、废渣、废水和有害有毒物质排放对环境的影响，维护生

10、态平衡；三是大量消纳本行业和/或其他行业难以处理的废弃物及城市垃圾，大力发展以满足经济和社会对生态水泥的需求，并报出满足后代需求的潜力，从而支持经济和社会的可持续发展。可持续发展的生态水泥工业主要为节约资源、节土、节能、节水。 2、木材陶瓷的开发与应用 木材陶瓷是一种用木材在热固性树脂中浸渍后，真空碳化而成的新型多孔质碳素材料，其中的木质材料在烧结后生成软质无定形碳，树脂生成硬质玻璃碳。它的许多特性于多孔功能陶瓷相似，很适于做为绿色建材来使用。 3、生态玻璃的开发与应用 玻璃马赛克的开发与应用 玻璃马赛克不仅具有色调柔和、朴实、典雅、不变色、物理化学性能良好、不积灰、坚硬耐久、表面光滑、因雨水

11、自洁而历久常新等诸多优点，而且它与水泥黏结性能好，施工方便。 泡沫玻璃的开发与利用 泡沫玻璃又称多孔玻璃，它是由玻璃原料、发泡剂和外掺剂经高温焙烧制成的玻璃材料。其内部充满无数微小开口或闭口的气孔，占总体积的80%90%。泡沫玻璃是一种典型的无机材料，具有轻质、隔热、吸声、不燃、不吸水、不蚀损、不腐烂、机械强度高、耐冷热冲击、导热系数小、耐昆虫及细菌的腐蚀、抗风化性和稳定性等优异特性，并能耐大多数有机酸、无机酸、氢氧化物的腐蚀。泡沫玻璃可广泛应用于轻工、石油、化工、建筑等各部门的保温、隔热、隔音工程。 4、陶瓷耐热涂层的开发与应用 为提高材料的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性等性能，人们尝试开发在机械

12、性能良好的金属材料表面涂覆一层耐热性能优异的陶瓷耐热涂层材料的复合技术。目前这项技术主要应用在燃煤锅炉传热管陶瓷耐热涂层、加压沸腾层锅炉传热管陶瓷耐热涂层和在飞机发动机内的应用。 （三）、利用固体废弃物研制生态建材 固体废弃物是指从资源中获得的原材料经过产品生产、产品使用或消费、再生循环利用过程后排出的固态物质，如生活垃圾、工业垃圾、农产品废弃物和医院垃圾等，如果裸露堆放或简单填埋，不仅占用大量土地，而且污染周围环境和地下水源。然而，固体废弃物也是一种潜在的资源，既可实现能源化利用，又可实现再生资源回收利用。固体废弃物可再生，资源回收利用方法，是目前较好的固体废弃物减量化、无害化、资源化的处置

13、方法。 1、利用城市污水处理厂生物污泥烧制超轻质陶粒 这项技术是利用城市污水处理厂未经过消化处理的新鲜生化污泥替代部分黏土烧制出合格超轻质陶粒。它既减少了污水处理厂生物污泥对生态环境的污染，又节省了黏土资源，保护了农田，并且不产生环境的二次污染问题。 2、利用城市污水处理厂生物污泥烧制生态水泥熟料 在水泥旋窑中使用生物污泥作为原料以及燃料的代替物，既可以提供一种工艺技术来解决垃圾填埋和焚烧不当引起的环境污染问题，又能缓解其所替代的原燃料的资源匮乏，同时还可以完全避免在热焚烧炉中所产生的二次污染排放。 3、.利用冶炼锌铅废渣配料烧制水泥生态熟料 这项技术利用冶炼锌铅废渣配料替代煅烧水泥熟料过程中

14、部分硅质和铁质原料，解决了铅冶炼过程中产生的湿废渣的出路问题，改善了生态环境，具有明显的社会、经济和环境效益。 4、利用工业废渣制造生态混凝土 被视为废料的粉煤灰可加工成生产卵石的原料，作为沙和部分水泥的替代物。还可通过提高水化率、大量掺入粉煤灰、大量掺入高活性混合材料等，提高混凝土的耐久性能，显著降低单位混凝土的水泥消耗量，从而达到节约能源、降低资源消耗和减少环境污染的效果。利用生态混凝土可以进行污水处理，可有效解决水污染日益严重的问题。 五.生态建材未来发展趋势展望 人类在21世纪面对人口、资源、环境各方面的压力，急需寻找有效地建筑材料来协调资源与环境的关系，使其既不浪费资源又能保护环境。此外，未来人类的生存空间也要扩展，这使得人们在寻找上天、入海、入地的建筑材料。