谈建筑材料的耐久性与环境协调性

1、谈建筑材料的耐久性与环境协调性    2012-04-11     论文导读:土木工程材料的发展方向要求除具有良好的使用性能外，还必须具有良好的环境协调性能，即具有好的耐久性、低的环境负荷值和高的可循环再生率，强调环保绿色建筑。材料的耐久性材料在长期使用的过程中，能保持其原有性能不变，并不被破坏的性能，统称为耐久性.    土木工程材料的发展方向要求除具有良好的使用性能外，还必须具有良好的环境协调性能，即具有好的耐久性、低的环境负荷值和高的可循环再生率，强调环保绿色建筑。材料

2、的耐久性材料在长期使用的过程中，能保持其原有性能不变，并不被破坏的性能，统称为耐久性，它是一种复杂的、综合的性质。材料在使用过程中，除受到各种外力作用外，还要受到环境中自然因素的破坏作用，这种破坏作用可分为物理作用、化学作用和生物作用。物理作用主要有干湿交替、温度变化、冻融循环等。这些变化会使材料体积产生膨胀或收缩，或导致内部裂缝的扩展，长久作用后会使材料产生破坏。化学作用主要是指材料受到酸、碱、盐等物质水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成成分发生化学变化，从而引起材料的破坏，如钢材的锈蚀等。生物作用主要是指材料受到虫蛀或菌类的腐朽作用而产生的破坏。如木料等有机质材料常会受到这种破坏作用的

3、影响。影响耐久性的因素耐久性是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即保证其经久耐用的能力。耐久性越好，材料的使用寿命越长。影响材料耐久性的主要因素可归纳为内在因素和外在因素：内在因素是造成材料耐久性下降的根本原因。内在因素主要包括材料的化学成分或组成性质、结构和构造性质。当材料的成分或组成易溶于水或其他液体，或易与其他物质产生化学反应时，材料的耐久性、耐蚀性等较差；无机矿物质脆性材料在温度剧变时，耐急冷急热性较差；晶体材料较同组成的非晶体材料的化学稳定性高；含不饱和键(双键或三键)的有机材料，抗老化性较差；构造为开口贯通且空隙率较大的材料，耐久性通常较差；密实性较大的材料，耐久性

4、通常较好。外在因素主要包括机械作用、物理作用、化学作用、生物作用及大气作用等。机械作用包括冲击、疲劳荷载，以及各种气体、液体和固体引起的磨耗等。物理作用包括光、热、电、干湿变化、温度变化、冻融变化等，可使材料的结构发生变化，长期或反复作用会使材料逐渐破坏。化学作用包括各种酸、碱、盐及其水溶液和各种腐蚀性气体对材料产生侵蚀作用，使材料产生质的变化而被破坏。生物作用包括菌类、昆虫对材料产生腐朽、虫蛀等破坏。大气作用是指在阳光、空气及辐射作用下，沥青与高分子材料会逐渐老化、变形而被破坏。材料在长期使用过程中的破坏是多方面因素共同作用的结果。耐久性是一种综合性质，它包括抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗老化性

5、、耐热性、耐磨性等。不同材料的耐久性内容也有所不同。如无机矿物材料(混凝土、石材等)要考虑抗冻、抗有害气体等作用；金属材料主要考虑其化学腐蚀作用；木材主要考虑生物作用带来的损坏。另外，不同工程环境对材料的耐久性也有不同的要求。如寒冷地区室外工程的混凝土应考虑其抗冻性；处于有压力水作用下的水工工程及地下工程所用的混凝土应有抗渗要求。要根据材料所处的结构部位和使用环境等因素，综合考虑其耐久性，并根据各种材料的耐久性特点，合理地选用。实际工程中，材料所受到的外界破坏因素往往由两种以上的因素同时作用。金属材料常由化学和电化学作用引起腐蚀而破坏；无机非金属材料常由化学作用、干湿、冻融、温差、溶解、摩擦等

6、作用而破坏；有机材料常由生物作用、溶解、化学腐蚀、光、电、热等作用而破坏。为了提高材料的耐久性，应根据材料的特点及所处的使用环境条件采取相应措施，以利于延长建筑物或构筑物的使用寿命和减少维修费用，使之坚固稳定，经久耐用。对材料耐久性的判断是在使用条件下进行长期观察和测定，但这需要很长的时间，通常根据使用条件与要求，在实验室进行快速实验，并据此对材料的耐久性做出评价。材料的环境协调性土木工程材料的环境协调问题日益受到重视。所谓环境协调性，是指材料对资源和能源消耗少，对环境污染小，可循环再生利用率高，而且要求从材料制造、使用、废弃直至再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。1994

7、年设立中国环境标志产品认证委员会，土木工程材料中首先对涂料实行环境标志，制定环境标志的评定标准。为了保障入民群众的身体健康和入身安全，国家制定了建筑材料放射性核素限量以及关于室内装饰装修材料有害物质限量等10项国家标准，并于2002年正式实施。环境保护是我国的一项基本国策，目前，在充分认识到经济与环境协调发展的重要性之后，各级政府部门在可持续发展战略的指引下，普遍开始重视环境保护工作。环境保护产业这一新兴的经济门类，近年来，在全球范围内得到了蓬勃发展，成为最具生机活力的产业部门之一。根据中国跨世纪绿色工程计划，预计到世纪末环保投资将达1880亿元，20012010年环保投入将达16000亿元，

8、年平均达1600亿元。因此，2000年以后将是我国环境协调性产品的大发展时期，随着环保政策应运而生的环保产业和环境协调性产品势必成为这一时期的朝阳产业和国际市场畅销商品，在众多领域将有可观的市场需求。传统材料科学在产品的设计和使用方面，重在改善与提高材料的潜在性能，而几乎未考虑开发工作对环境、资源、生态平衡所造成的威胁，因此一定程度上也给材料的再生循环利用增加了难度。自1998年起，在国家高技术研究计划的支持下，对于我国钢铁，水泥，铝，陶瓷，建筑涂料等几种典型材料的环境协调评价研究正式启动，目前已取得重要进展；探索了符合我国国情的材料环境负荷指标表征和计算方法：对典型材料进行了基础数据调研，汇总计算和MLCA评价；初步建立起我国MLCA数据库，并开发了材料环境协调性评估软件，主要介绍该项计划所取得的主要成就，并对今后国内MLCA研究提出了建