生态环境材料论文_关于生态环境的论文

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生态环境材料论文

南京工业大学

生

态 环

境 材 料 论 文

班级: 生物工程一班 姓名: 樊罕

学号: J1309120139 _

生态环境材料论文

目录

0前言................................................................................................................................................3 1生态建材........................................................................................................................................3 1．1生态建材的概念.........................................................................................................................3 1．2生态建筑材料的特点.................................................................................................................3 1.3生态建材发展的基本原则............................................................................................................4 1．4生态建筑材料的分类.................................................................................................................4 2无机生态建筑材料.........................................................................................................................4 2．1水泥混凝土的生态环境化.........................................................................................................4 2．1．1高贝利特水泥...................................................................................................................5 2．1．2少熟料和无熟料水泥.......................................................................................................5 2．1．3低温再生水泥...................................................................................................................6 2．2生态陶瓷.....................................................................................................................................6 2．2．1抗菌陶瓷...........................................................................................................................6 2．2．2陶瓷透水砖.......................................................................................................................7 2.2.3 木材陶瓷...............................................................................................................................7 2．3生态玻璃.....................................................................................................................................7 2．3．1自洁玻璃...........................................................................................................................7 2.3．2泡沫玻璃.............................................................................................................................7 2.3.3 工业废渣微晶玻璃..............................................................................................................8 2.3.4 复合防火玻璃....................................................................................................................8 2.3.5 玻璃马赛克........................................................................................................................8 3结语................................................................................................................................................9

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浅谈生态建筑材料

樊罕(南京工业大学制药与生物工程学院)摘要:建筑对环境产生的负面影响,已经被越来越多的建筑师所关注。如何把生态学运用到建筑领域，造就“绿色建筑”成为建筑设计一大热点。开发采用清洁的生产技术，大量利用由固体废弃物所制造的利于环境保护和人体健康的绿色建材对于促进绿色建筑的发展至关重要。

关键字：生态材料 生态建筑 绿色建筑

0前言

21世纪是可持续发展的新世纪，而社会、经济的可持续发展要以自然为基础，与环境承受能力相协调。建筑对环境产生的负面影响主要包括能源消耗，有害气体排放和固体废弃物的产生。这些影响都和建筑用到的建筑材料有直接或间接的关系。因此，研究人类生存发展必不可少的材料及其运用和环境之间的关系已经引起广泛的关注。人们开始探索开发既具有良好性能和功能又有利于人类的健康而且对环境友好的材料及其制品，即生态建筑材材。

生态建材的研制与使用对于生态建筑设计有举足轻重的作用，生态建筑综合了建筑学、生态学和其他现代科学技术，把建筑筑造成一个小的生态系统，为人类创造一个健康舒适、安全无污染的生存环境。建材行业对资源和能耗的巨大消耗、对环境的巨大破坏使得建筑设计人员力图寻求最佳的建筑材料，以达到建筑和环境的和谐统一。1生态建材

1．1生态建材的概念

生态建材指在原料采取、产品制造、使用和废弃物的循环再利用等过程中，对环境负荷最小且有利于人类健康的材料。

1．2生态建筑材料的特点

生态建筑材料的概念来自于生态环境材料，所以其特征主要表现在:首先是节约资源和能源;其次是环境污染小，避免温室效应和破坏臭氧层;再次是容易回

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收和循环再利用。与传统的建筑材料相比，生态建筑材料具有以下几个显著的特点:(1)原材料的选取尽可能少用天然材料，多用废弃物。

（2)采用先进的生产工艺，减少材料生产过程中的能源消耗和污染。(3)在材料生产过程中不添加对人体和环境有害的物质。(4)材料的设计是以提高人的生活质量和改善环境为目的。(5)副产品容易回收和循环利用，环境负荷小。(6)具有地方特色，降低运输能耗。(7)包装材料尽量少。1.3生态建材发展的基本原则

生态建材要从材料的生产原料、生产过程、使用过程、使用工程和废料处理等五个方面来综合考虑其对环境的1．4生态建筑材料的分类

不同的研究者对生态建筑材料的分类不同。有研究者认为可分为:天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材;也有研究者认为在此基础上还应加上利用可再生能源的复合型建材;还有一些研究者认为根据生态建材的性能分为:节能型、利废环保型、安全舒适型、保健型和特殊环境型。

2无机生态建筑材料

2．1水泥混凝土的生态环境化

环境友好型生态混凝土是指与地球生态环境友好的混凝土，目前其生态化的技术途径主要有如下三种：

（1）降低制造时对环境的影响。这种技术途径主要通过固体废弃物的再生利用来实现，例如采用城市垃圾焚烧灰和下水道污泥、工业废弃物作原料生产水泥；又例如利用火山灰、高炉矿渣等工业副产品混合生产混凝土，这种方法不仅节约了能源，而且少占用土地。再生混凝土是将用过的混凝土粉碎作为骨料再生使用，生态环境材料论文

这样可以有效解决废弃物、骨料物质、石灰石资源、二氧化碳的排放等问题。它也是水泥混凝土生态化的一种主要技术

（2）降低使用时对环境的影响。这种技术途径不是通过生产混凝土自身来降低环境的负荷，而是通过使用方法来降低环境负荷。如通过提高混凝土的耐性来提高建筑物的寿命；或者通过加强设计和管理来提高建筑物的寿命，混凝土延长了寿命相当于节省了资源、能量。

（3）利用混凝土本身特性降低其对环境的影响。这种技术途径是利用其本身具有降低环境负荷的能力来降低周围环境负荷。例如多孔混凝土，它本身含有大量的连续小孔隙，单个孔隙和孔隙相连时其性质会很不同。通过控制不同孔隙的特征和孔隙量，可使混凝土有不同的性能，如良好的透水性、吸音性、蓄热性、吸附气体性能等等。利用混凝土的这些特征，已开发出许多新品种，例如具有排水性的铺装用制品；又如具有吸音性、能够吸收有害气体、具有调湿功能以及能储热的混凝土制品。

2．1．1高贝利特水泥

高贝利特水泥属于硅酸盐水泥系列，其生产工艺和原材料与硅酸盐水泥大致相同。硅酸盐水泥熟料煅烧过程中的热耗主要包括两个方面:一是碳酸钙的分解;二是高温矿物的生成，主要是阿利特的生成。传统硅酸盐水泥熟料的烧成温度一般为1450℃，其中贝利特的含量为20%～30%;而高贝利特水泥熟料中的贝利特含量为50%～55%，贝利特的烧成温度为1200～1250℃，所以生产高贝利特水泥可以节约大量的燃料，降低CO2、SO2以及NO2的排放。另外，高贝利特水泥原料中钙质原料的含量较低，可减少石灰石的用量，也可选用品质较低的石灰石。高贝利特水泥的3d、7d强度比通用硅酸盐水泥低，但28d强度基本持平，90d强度会超过通用硅酸盐水泥;高贝利特水泥比通用硅酸盐水泥的水化热低，干缩小，抗冻性及抗碳化性好。

2．1．2少熟料和无熟料水泥

少熟料和无熟料水泥是指在水泥中少使用或不使用硅酸盐水泥熟料的一类水泥。我国每年产生大量的工业废渣，如粉煤灰、矿渣、火山灰、硅灰、钢

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渣、煤矸石以及石灰石粉等。经过国内外学者的研究，采用混合材取代部分水泥熟料已经有了较完善的技术标准。在欧洲，掺混合材的水泥占水泥总产量的一半以上。在我国，掺混合材的水泥的应用也十分广泛。掺混合材不仅节约了能源，使废渣得到了二次利用，而且在某些方面可以改善水泥的性能。少熟料水泥中的混合材通常需要在水泥水化产生的Ca(OH)2的作用下进行二次水化反应，无熟料水泥通常需要添加碱组分来激发水化反应。无熟料水泥方面研究比较多的有碱矿渣水泥、石膏矿渣水泥、钢渣矿渣水泥以及砌筑水泥等。

2．1．3低温再生水泥

我国正大力发展基础建设，这必然会导致建筑垃圾的大量产生，保守估计，我国每年废弃的混凝土要达到近亿吨。国内外学者对废弃混凝土利用途径的研究主要集中在制备再生水泥和再生骨料。低温再生水泥是从废弃混凝土中分离出水泥石粉末，在650～700℃下煅烧所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行业的能耗，而且高效地利用了废弃混凝土。胡曙光等研究发现不同温度下煅烧得到的胶凝材料对水泥水化的影响不同，其中在650℃下煅烧得到的胶凝材料可以加快水泥的水化和改善水泥的凝结硬化性能。

2．2生态陶瓷

2．2．1抗菌陶瓷

微生物可以降解有机物，但是微生物的存在也对人类的生存造成了威胁。1996年，在日本全国范围内爆发的病原性大肠杆菌感染事件，2003年我国发生的非典和近年来的禽流感，这些事件的发生使得抗菌材料越来越受到人们的重视。抗菌陶瓷是陶瓷产品在原有的基础上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根据抗菌剂的种类可以分为3种:金属离子掺杂型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其他抗菌陶瓷。抗菌陶瓷的生产方法有两种:一种是在干燥胚体的表面添加抗菌剂;另一种是在陶瓷所施加的釉中添加抗菌剂。金属离子抗菌剂主要是Ag+和Cu2+，其作用机理是这些金属离子可以固结生物体中的蛋白质。我国有很多学者对TiO2光催化抗菌陶瓷进行了研究，TiO2是一种典型的半导体氧化物，光照射使TiO2表面产生空穴，这种空穴与表面吸附水或OH－发生反应生成•OH。•OH可以氧化大部分的有机物和部分无机物，生成对环境无害

生态环境材料论文的CO2和H2O。其他抗菌陶瓷主要是通过多种抗菌剂复合使用，产生良好的抗菌效果。

2．2．2陶瓷透水砖

在城市化进程中，水泥混凝土和沥青路面越来越多，这些路面由于透水性差带来了很多问题，如雨天排水不及时易引发事故、雨水进入地下水的渠道受阻使得地下水水位下降。陶瓷透水砖是以工业废料、建筑垃圾及生活垃圾为原料，经过粉碎、压制成型、低温烧成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料，将其应用于城市路面不仅可以缓解城市排水系统的压力，而且可以吸收车辆噪声。吕淑珍等以萤石尾矿和珍珠岩废矿粉为原料制得陶瓷透水砖，该产品完全达到了透水砖的技术指标。

2.2.3 木材陶瓷

木材陶瓷是一种采用木材（或其他木质材料）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。它并不是真正意义上的陶瓷产品，但它的许多特性与多孔功能陶瓷相似。木材陶瓷的断裂韧性很低，与冰相似。木材陶瓷的摩擦因数几乎不受磨材料的种类、粗糙度、润滑剂和滑动速度的影响。它也可作电屏蔽材料，同时它的远红外放射率和反射辉度与黑体相似，由于人体多靠远红外线获取热量，因此，木材陶瓷具有发展成房暖材料的巨大潜力

2．3生态玻璃

2．3．1自洁玻璃

自洁玻璃是指表面具有纳米级光催化剂TiO2薄膜，在光照作用下能自发地分解表面大部分有机污染物和部分无机污染物的玻璃。自洁玻璃表面具有超亲水性、亲油性和光催化性。在阳光作用下，TiO2半导体以其特有的强氧化性使污染物分解成相应的无害物质，不会污染环境。

2.3．2泡沫玻璃

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泡沫玻璃是一种以废玻璃或其他各种富含玻璃相的物质为主要原料，经过粉碎磨细、添加发泡剂等材料，均匀混合形成配合料，再将其放置在特定模具中，经熔融、发泡、退火等工艺加工而成的气孔占体积80%～90%的隔热、隔声材料。与其他无机隔热材料相比，泡沫玻璃具有导热系数小、不燃、不吸水、可锯可钉、强度高等优点。很多学者对泡沫玻璃这种生态材料进行了研究，方荣利等利用粉煤灰研制泡沫玻璃，通过试验得到了各原料的配合比，制得的泡沫玻璃质轻、高强、保温性能好，为粉煤灰的利用开辟了新途径;涂欣等以废玻璃、脱镁硼泥为主要原料，探索了制作泡沫玻璃的最优配合比，并对发泡剂、助溶剂等添加剂的掺量进行了优化，在优化条件下可制得气孔分布均匀的泡沫玻璃。

2.3.3 工业废渣微晶玻璃

工业废渣微晶玻璃是采用工业废渣或尾砂等作为原料制造的矿渣微晶玻璃和灰渣微晶玻璃等，它不仅因为性能优异、使用广泛、价格便宜而引起人们的重视，而且更为重要的是对于综合利用固体废弃物、合理使用天然资源及综合治理环境污染等方面具有重大的意义。

2.3.4 复合防火玻璃

复合防火玻璃是由两层以上的平板玻璃间含有透明阻燃胶黏层而制成的一种夹层玻璃，具有优良的防火性能，有一定的抗冲击强度，存放稳定性好，适用环境、温度范围广，可按用户提出的规格和要求加工，因而被广泛应用。

2.3.5 玻璃马赛克

玻璃马赛克一般采用熔融法和烧结法制造，以石英砂、石灰石、白云石、长石、纯碱、着色剂和乳化剂等为主要原料，经高温熔化后，链板延压法成型、退火而成。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、价格便宜因而被广泛应用于建筑物内外墙装饰。

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3结语

我国人口众多，人均资源严重不足，可持续发展已经成为社会发展的方向，发展生态建筑材料得到了广大建材研究人员的认可。发达国家在生态建筑和生态材料方面的研究比我国起步早，有很多经验值得我们学习。我们可以避免发达国家在生态建筑材料研究方面走过的弯路，减少资源浪费和环境污染。另外，不同国家生态建筑材料的标准不同，我们应根据中国国情及资源特点发展中国特色的生态建筑材料。

参考文献：

1.吴清仁，吴善淦 《生态建材与环保》[M].化学工业出版社 2.邹惟前 邱昌兰《太阳能房与生态建材》[M]化学工业出版社 3.崔源声 邢世俊《绿色建材与家居装修》[M]中国建材工业出版社 4.张玉祥《绿色建材产品手册》[M]化学工业出版社 5李爱民等.建筑材料的可持续发展[J].中国建材科技.2005(5)