綠色環(huán)保建筑材料在工程中應(yīng)用

前言：想要寫(xiě)出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了綠色環(huán)保建筑材料在工程中應(yīng)用范文，希望能給你帶來(lái)靈感和參考，敬請(qǐng)閱讀。

摘要:隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，對(duì)資源的充分利用已經(jīng)涉及到各行各業(yè)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的理念也越來(lái)越深入人心。綠色環(huán)保理念的提出，適應(yīng)人們對(duì)美好生活的期盼和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的趨勢(shì)。因此，推進(jìn)綠色環(huán)保建筑材料在工程中的應(yīng)用成為當(dāng)前建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。將以綠色環(huán)保建筑材料為切入點(diǎn)，具體闡述綠色環(huán)保建筑材料的分類(lèi)特點(diǎn)，及其在工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:綠色環(huán)保;建筑材料;節(jié)能

為響應(yīng)國(guó)家綠色環(huán)保的號(hào)召，建筑材料行業(yè)紛紛加快技術(shù)研發(fā)，采用對(duì)環(huán)境友好的原材料，依靠高科技手段，把生產(chǎn)重點(diǎn)從傳統(tǒng)的產(chǎn)品產(chǎn)量移向現(xiàn)在的清潔生產(chǎn)質(zhì)量。傳統(tǒng)的建筑材料通常使用不可再生資源，比如礦石、煤炭、石油等，對(duì)環(huán)境造成了無(wú)法修復(fù)的破壞。相比之下，綠色環(huán)保的建筑材料使用的原材料通常是居民生活垃圾、城市廢棄物等材料，這樣不僅不可減少對(duì)不可再生資源的使用，有利于生態(tài)保護(hù)，還可以降低生產(chǎn)廠家的采購(gòu)成本。綠色環(huán)保的建筑材料有著無(wú)污染、能耗低、功能多的特點(diǎn)，包括生態(tài)水泥、環(huán)保再生混凝土、節(jié)能光電幕墻等，可廣泛應(yīng)用于各種建筑工程中，受到廣大消費(fèi)者的青睞，有利于建材行業(yè)發(fā)展，契合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1綠色環(huán)保建筑材料的特點(diǎn)

依賴(lài)于科技的進(jìn)步和清潔生產(chǎn)過(guò)程，綠色環(huán)保建筑材料有著無(wú)污染、能耗低、功能多的特點(diǎn)。

1.1無(wú)污染

綠色環(huán)保建筑材料在研發(fā)過(guò)程中秉承著環(huán)保節(jié)能的理念，在生產(chǎn)中使用居民生活垃圾和城市廢棄物等作為原材料。在應(yīng)用于建筑工程過(guò)程中，注重對(duì)項(xiàng)目周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)的維護(hù)。既減輕了對(duì)環(huán)境的污染，也減少了對(duì)業(yè)主身體健康的威脅。

1.2能耗低

綠色環(huán)保建筑材料在原料上使用的多數(shù)是生活和工業(yè)廢棄垃圾，屬于對(duì)資源的循環(huán)利用，有效降低了工程項(xiàng)目對(duì)不可再生資源的消耗，降低了施工成本。且綠色環(huán)保建筑材料采用的都是更加現(xiàn)代化的高科技手段，相同的工程量，綠色環(huán)保建筑材料的消耗量要低于傳統(tǒng)建筑材料的消耗量。

1.3功能多

綠色環(huán)保建筑材料是多種工藝融合在一起的生產(chǎn)材料，不僅兼具傳統(tǒng)建筑材料的優(yōu)勢(shì)，在安全性、實(shí)用性、耐用型、經(jīng)濟(jì)性等方面都要優(yōu)于傳統(tǒng)材料，還能夠降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化建筑施工的質(zhì)量，提升建筑的使用年限，提升業(yè)主居住的安全感和幸福感。

2綠色環(huán)保建筑材料的種類(lèi)

目前，建筑市場(chǎng)上越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家開(kāi)始加大對(duì)綠色環(huán)保建筑材料的研究投入，節(jié)能環(huán)保材料的種類(lèi)也比較多，在建筑施工中也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。下面將對(duì)常見(jiàn)的節(jié)能環(huán)保建筑材料進(jìn)行探討。

2.1生態(tài)水泥

隨著城市的發(fā)展，人們生活水平得到提高，城市中形成了許多廢棄物，包括:工業(yè)廢棄物、城市建筑垃圾、污水污泥等。對(duì)這些廢棄物處理的傳統(tǒng)的方式是進(jìn)行填埋或者焚燒，然而這些處理手段并不能完全消除對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。要想再深一步減少對(duì)環(huán)境造成的污染，最好的方式是對(duì)這些固體廢棄物進(jìn)行再次加工利用。生態(tài)水泥和傳統(tǒng)的水泥的生產(chǎn)原料不同，采用城市固體廢棄物為原料。城市固體廢棄物包含的內(nèi)容十分多，可作為水泥代用原料的有造紙焚燒灰、高爐礦渣、粉煤灰、廢石膏、高爐礦渣以及下水道污泥等，可作為水泥代用燃料的有廢油、舊輪胎、廢塑料、廢橡膠、活性炭污泥等。國(guó)內(nèi)成功利用城市固體廢棄物作為水泥原料生產(chǎn)生態(tài)水泥的研究生產(chǎn)機(jī)構(gòu)很多，比如:金隅集團(tuán)、北京水泥廠用水泥窯余熱干化污泥的技術(shù)生產(chǎn)水泥，上海水泥廠利用污泥替代黏土，同濟(jì)大學(xué)利用污泥煅燒水泥熟料等。城市固體廢棄物焚燒后產(chǎn)生的燒卻灰，主要的化學(xué)成分與普通水泥原料石灰石、硅砂等含有的成分相同，比如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。生態(tài)水泥的制備工藝與普通水泥基本相同，經(jīng)過(guò)粉碎、處理、配料、燒成等工序燒制而成。0.5t城市固體廢棄物燒結(jié)灰，加上0.3t下水道污泥，再加上0.3t用來(lái)調(diào)整化學(xué)成分的天然原料。經(jīng)過(guò)生料制備和燒成工序后可以得到0.85t的熟料，最后在制成工序摻入0.15t石膏，粉磨后即成1t的生態(tài)水泥［1］。由于生態(tài)水泥在制備過(guò)程中，所采用的原材料成本更低，產(chǎn)生的CO2含量更低，但是其性能與傳統(tǒng)水泥能保持一致，大大降低城市垃圾給環(huán)境造成的影響，進(jìn)一步有效控制環(huán)境破壞程度，更加符合可持續(xù)發(fā)展的需求。

2.2環(huán)保再生混凝土

目前，建筑施工過(guò)程中的剩余混凝土和拆除廢舊建筑物的廢棄混凝土數(shù)量巨大，其中在拆除廢舊建筑物的過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄混凝土高達(dá)40%左右。而在城市發(fā)展和鄉(xiāng)村改造建設(shè)中，比如道路施工、地鐵建設(shè)，對(duì)混凝土的需求量在持續(xù)增長(zhǎng)。這些廢棄混凝土如果不加以解決利用，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，對(duì)資源造成嚴(yán)重的浪費(fèi)。環(huán)保再生混凝土便用這些廢棄混凝土代替石灰石成為生產(chǎn)骨料。在生產(chǎn)過(guò)程中，先把廢棄混凝土經(jīng)過(guò)清洗和破碎。目前，廢棄混凝土的破碎技術(shù)比較成熟，針對(duì)破碎原料粒徑的不同，破碎類(lèi)型也不同，分為3種(見(jiàn)表1)。在處理廢棄混凝土的過(guò)程中，篩除淘汰了廢棄混凝土中所包含的軟質(zhì)顆粒，改善了顆粒不規(guī)則的情況，但產(chǎn)生的棱角效應(yīng)、粗糙度增加和固定性增強(qiáng)的效應(yīng)則被保留，更加優(yōu)化了粗骨料的質(zhì)量。由于廢棄混凝土中獲取的骨料經(jīng)過(guò)了反復(fù)的篩析處理，再生粗骨料自身的強(qiáng)度得到了進(jìn)一步提升，比原混凝土具有更多的優(yōu)良特性，比如吸水率提高、表面微孔多、水硬性等。把經(jīng)過(guò)處理所得的砂漿集料重新加入混凝土之中，進(jìn)行均勻的攪拌，會(huì)產(chǎn)生全新的結(jié)晶共生水泥漿，進(jìn)一步增加了混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)了砂漿集料與水泥石的粘結(jié)力。環(huán)保再生混凝土技術(shù)大大降低了能源耗量，減少了資源浪費(fèi)。

2.3節(jié)能光電幕墻

玻璃幕墻通常應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中，但傳統(tǒng)的玻璃幕墻在實(shí)際的辦公、居家使用中，存在一些弊端。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的一些大型城市的建筑能耗約為城市總能耗的25%［2］。雖然在性能上實(shí)現(xiàn)了夏季吸熱冬季散熱，但是帶來(lái)了極大的能源消耗。光電幕墻是一種新型的節(jié)能幕墻，是利用光電轉(zhuǎn)換的原理，通過(guò)安裝光電池和光電板，把吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為日常所需的電能。在使用光電池過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生任何噪音和污染，且使用壽命長(zhǎng)。光電板屬于膜片型光電池，它的外觀看起來(lái)更像是帶有顏色的玻璃，外表美觀。一部分陽(yáng)光通過(guò)光電板照入室內(nèi)，保證了室內(nèi)的采光，另一部分陽(yáng)光通過(guò)光電轉(zhuǎn)化原理，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能通過(guò)光電板轉(zhuǎn)化的電能為直流電，光電池先把這些直流電保存，隨后再利用變電裝置把直流電轉(zhuǎn)化為交流電，供業(yè)主日常使用。在安裝光電板時(shí)，通常與建筑外觀有一定的傾斜比例，這樣不僅可以起到遮陽(yáng)的效果，還更有利于收集利用太陽(yáng)能。光電幕墻不僅具備了傳統(tǒng)玻璃幕墻的采光、隔音、保暖和裝飾性能，還兼具了發(fā)電的功能，降低了居住成本。而且光電幕墻的發(fā)電過(guò)程不會(huì)形成任何的噪音和有害物質(zhì)，體現(xiàn)了目前工業(yè)發(fā)展的環(huán)保節(jié)能趨勢(shì)。

3綠色環(huán)保建筑材料的應(yīng)用

3.1生態(tài)水泥的用途

生態(tài)水泥一般分為2種，一種是普通型生態(tài)水泥，另一種是快硬型生態(tài)水泥［3］，化學(xué)成分比例(見(jiàn)表2)。普通型生態(tài)水泥在制備初期，可以通過(guò)控制原料中氯和堿的比例，在燒結(jié)過(guò)程中，氯被灰固結(jié)，最終降低生態(tài)水泥產(chǎn)品的含氯量，約0.1%。由于含氯量較低，普通型生態(tài)水泥應(yīng)用范圍較廣，可以用于一切混凝土中。快硬型生態(tài)水泥在加水后熟料中的氯鋁酸鈣立即水化形成鈣礬石(3CaO·Al2O3·CaSO4·32H20)，同時(shí)硅酸三鈣立即水化成為水化硅酸鈣(C－S－H)，早期強(qiáng)度高，比傳統(tǒng)水泥的凝固時(shí)間短，屬于快硬水泥。在施工過(guò)程中，可以添加緩凝劑，或者與普通水泥混用來(lái)延長(zhǎng)凝固時(shí)間。另外，由于快硬型生態(tài)水泥含氯量較高，約1%，一般用與耐氯混凝土構(gòu)件和素混凝土中，還可以用于濕地沼澤等軟弱地基中，作為地基加固加固劑使用。

3.2再生混凝土的應(yīng)用

廢舊混凝土經(jīng)過(guò)破碎后作為粗骨料或者細(xì)骨料與其他材料混合后制成再生混凝土，作為建筑工程材料應(yīng)用比較廣泛。通常應(yīng)用于工程中的再生混凝土包括再生混凝土小型砌塊、再生混凝土磚、再生混凝土碎渣等。再生混凝土小型砌塊可以應(yīng)用于項(xiàng)目邊界圍墻、建筑非承重墻體處。項(xiàng)目邊界圍墻的作用為圍護(hù)項(xiàng)目、分隔區(qū)域和保護(hù)隱私。通常，圍墻的上部采用金屬隔墻，材料為型鋼或者鑄鐵，下部采用小型砌塊筑成。也有少數(shù)的項(xiàng)目邊界圍墻全部由小型砌塊筑成。但是總體來(lái)說(shuō)項(xiàng)目邊界圍墻的整體高度都較低，使用再生混凝土小型砌塊代替原生混凝土砌塊將不會(huì)影響到圍墻的圍護(hù)、分隔及保護(hù)隱私的作用。建筑非承重墻體的作用主要是分隔室內(nèi)格局，不具備承重荷載的作用，對(duì)建筑的整體安全性能不構(gòu)成威脅。再生混凝土小型砌塊代替自然資源加工的混凝土砌塊構(gòu)筑建筑非承重墻體處，可以起到基本的分隔和圍護(hù)作用，對(duì)建筑的整體隔音、保溫防水性能基本沒(méi)有影響。再生混凝土還可以制成空心磚和實(shí)心磚。城市的人行道基本上以行人為主，少數(shù)時(shí)候會(huì)有自行車(chē)行駛，不會(huì)有汽車(chē)行駛，因此人行道的荷載較低，可以使用再生混凝土空心磚鋪設(shè)。另外，再生粗骨料的吸水率(3.3)比天然粗骨料的吸水率(1.4)高2.34倍［4］，制成的再生混凝土空心磚透水性好，鋪設(shè)在人行道還可以加速地面水滲入到地表中，緩解特大降水給城市道路帶來(lái)的壓力，有利于建設(shè)“海綿城市”。再生混凝土還可以制實(shí)心磚，替代模板作為磚胎膜。磚胎膜是指用混凝土磚砌筑成的模板，用于定型澆鑄的混凝土。磚胎膜主要用于地下部位，比如底板側(cè)壁或者地下井坑等。地下部位的磚胎膜都要做防水處理，這種防水方式為外防水，需要在墊層上做防水層并將防水層先附著在混凝土墻的側(cè)壁上［5］。如果采用木板作為模板，木質(zhì)的伸縮性能可能會(huì)引起防水層開(kāi)裂，進(jìn)而導(dǎo)致澆筑完成的混凝土側(cè)壁防水層開(kāi)裂，極大影響了地下建筑的防水防潮作用。而且，磚胎膜只是作為模板，不作任何荷載承重作用，因此再生混凝土完全還可以制成實(shí)心磚代替原生材料作為磚胎膜使用。廢舊混凝土經(jīng)過(guò)打碎后產(chǎn)生不同粒徑的混凝土碎渣，這些再生混凝土碎渣可以有效應(yīng)用到建筑基礎(chǔ)及道路面層中。建筑基礎(chǔ)中的一個(gè)重要工程就是碎石墊層，通常是由不同粒徑的級(jí)配碎石和素土組成。一般來(lái)說(shuō)，級(jí)配碎石是通過(guò)對(duì)礦山資源的開(kāi)采加工制成。由于建筑工程對(duì)級(jí)配碎石的需求量大，無(wú)疑加重了不可再生資源的消耗程度。廢舊混凝土經(jīng)過(guò)加工破碎得到的不同粒徑粗骨料，其表面密度(2655kg/m3)與天然粗骨料的表面密度(2670kg/m3)大致相同，可以替代同級(jí)別天然級(jí)配碎石使用。另外，再生混凝土碎渣還可以用于道路建設(shè)中。

3.3節(jié)能光電幕墻的應(yīng)用

節(jié)能光電幕墻是將光電與建筑結(jié)合的一種光伏技術(shù)，除了兼有傳統(tǒng)玻璃幕墻的保溫、隔音、采光和美觀作用外，還能夠把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供日常使用，不僅能夠節(jié)約資源，還可以降低業(yè)主的生活成本。節(jié)能光電幕墻通常安裝于建筑物受太陽(yáng)照射時(shí)間較長(zhǎng)的位置，以保證光電轉(zhuǎn)化性能最大化。在安裝光電幕墻中，單晶硅太陽(yáng)能、多晶硅太陽(yáng)能和非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池可以搭配使用，要考慮到太陽(yáng)的入射角度，一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)入射角度越小越好。光電幕墻建筑一體化技術(shù)，不僅節(jié)約了用地，基建等費(fèi)用，還省去了玻璃幕墻所需的建筑裝飾材料。采用簡(jiǎn)單回收法對(duì)光電幕墻建筑一體化進(jìn)行估算后可以看出，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，采用高效、低價(jià)的光伏技術(shù)，加上公共電網(wǎng)價(jià)格上漲的因素，光電幕墻的簡(jiǎn)單回收期預(yù)計(jì)在10～20年［6］。由于光電幕墻是依靠光能轉(zhuǎn)化電能的技術(shù)，不同地理位置，不同的太陽(yáng)光照時(shí)長(zhǎng)將會(huì)是影響光電幕墻發(fā)揮作用的關(guān)鍵。而恰好昆明靠近北回歸線，地處低緯度，海拔較高，日照時(shí)間相對(duì)比同緯度的其他城市要長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，昆明夏至晴天時(shí)的日照時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14h，冬至雖然白晝時(shí)間較短，但是晴天時(shí)的日照時(shí)間也有10h［7］。另外加上昆明晴天多，雨天少，使用節(jié)能光電幕墻將會(huì)更加節(jié)省能源，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

4綠色環(huán)保建筑材料的重要性

現(xiàn)今環(huán)保理念深入人心，不論是生產(chǎn)企業(yè)還是消費(fèi)者，都越來(lái)越重視所使用材料的環(huán)保性，綠色環(huán)保建筑材料應(yīng)運(yùn)而生。不論是從國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，還是建材行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，抑或是消費(fèi)者自身的身體健康，綠色環(huán)保建筑材料都發(fā)揮了重要作用。

4.1符合國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略

近年來(lái)，全球共同關(guān)注著生態(tài)環(huán)境和能源短缺問(wèn)題。不可再生資源有限，能源問(wèn)題已經(jīng)成為了影響國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重要因素之一，節(jié)能減排、碳達(dá)峰碳中和成為國(guó)家重要發(fā)展戰(zhàn)略。在建筑工程施工中使用綠色環(huán)保的建筑材料與我國(guó)建筑綠色的理念相呼應(yīng)，也是滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的需要。

4.2利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

從建材行業(yè)的發(fā)展來(lái)講，由于獲取原材料的途徑相對(duì)較多，生產(chǎn)過(guò)程中消耗的能源相對(duì)較少，可以大大降低生產(chǎn)成本。不斷加大對(duì)綠色環(huán)保建筑材料的開(kāi)發(fā)利用，提升科技品牌，促進(jìn)行業(yè)不斷進(jìn)步，從而促使整個(gè)行業(yè)進(jìn)入良性循環(huán)。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色環(huán)保建筑材料兼具傳統(tǒng)建筑材料的特點(diǎn)以外，還有著無(wú)污染、能耗低、功能多的特點(diǎn)，生態(tài)水泥、環(huán)保再生混凝土、節(jié)能光電幕墻在建筑施工中得到了普遍的應(yīng)用。新技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了業(yè)主的居住滿(mǎn)意度，還符合國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略。相信在未來(lái)，綠色環(huán)保建筑材料將會(huì)有更廣闊的發(fā)展前景。

作者:薛晗 單位:云南省建筑材料科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司