土木工程新材料绿色材料精品文稿.ppt
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1、土木工程新材料绿色材料土木工程新材料绿色材料第1页,本讲稿共36页引言引言 环保、生态、绿色、健康环保、生态、绿色、健康”已成为已成为2121世纪人们生活的世纪人们生活的主题概念。其中主题概念。其中“绿色绿色”成为人们现代生活的主要成为人们现代生活的主要追求。绿色食品、绿色消费、绿色照明、绿色建材、追求。绿色食品、绿色消费、绿色照明、绿色建材、绿色家装等新名词的出现绿色家装等新名词的出现,使使2121世纪即将成为一个世纪即将成为一个“绿色绿色”时代。但这里所讲的时代。但这里所讲的“绿色绿色”并非一般并非一般意义上的立体绿化、屋顶花园或是一种颜色意义上的立体绿化、屋顶花园或是一种颜色,而是而是一
2、种无害标志、环保标志。人们要居住绿色建筑物一种无害标志、环保标志。人们要居住绿色建筑物,就就必须使用绿色建材。必须使用绿色建材。第2页,本讲稿共36页绿色建材的涵义绿色建材的涵义 19921992年年,国际学术界将绿色材料定义为国际学术界将绿色材料定义为:绿色材料是指绿色材料是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中理等环节中,对地球环境负荷为最小和有利于人类对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料健康的材料,也称之为也称之为“环境调和材料环境调和材料”。绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。它绿色建材又称生态建材、环保建
3、材和健康建材等。它是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。第3页,本讲稿共36页硅藻星涂料硅藻星涂料绿色建材产品绿色建材产品空气净化玻纤蓬松过滤毡空气净化玻纤蓬松过滤毡净化室内空气瓷砖净化室内空气瓷砖第4页,本讲稿共36页与传统的建材相比,绿色建材具有以下特征:1)其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。第5页,本讲稿共36页(
4、2)采用低能耗制造工艺和无环境污染的生产技术。第6页,本讲稿共36页(3)在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物(氟化物、氯化物、溴化物、碘化物以及某些卤素互化物)溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物;不得使用铅、镉、铬等各种金属及其化合物的颜料和添加剂。第7页,本讲稿共36页(4)产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品应有益于人体健康,具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。第8页,本讲稿共36页(5)产品可循环或回收再利用,无污染环境的废弃物第9页,本讲稿共36页发展绿色建材的必要性发展绿色建材的必要
5、性有些建筑材料对人体健康和环境保护非常不利有些建筑材料对人体健康和环境保护非常不利,这些这些“有害建材有害建材”主要源于主要源于5 5种有害物质种有害物质:氡、甲醛、苯、氡、甲醛、苯、酯、三氯乙烯。酯、三氯乙烯。(1 1)氡)氡 主要是由混凝土、碳化砖、砖头、水泥、石膏板、主要是由混凝土、碳化砖、砖头、水泥、石膏板、花岗岩及供水系统所含有的放射性元素铀衰变后花岗岩及供水系统所含有的放射性元素铀衰变后释放出来的释放出来的,通过呼吸道进入肺部通过呼吸道进入肺部,释放出一定的能量释放出一定的能量,会逐步破坏肺部组织会逐步破坏肺部组织,引起肺癌及各种怪病。引起肺癌及各种怪病。第10页,本讲稿共36页(
6、2)甲醛主要来自保温材料、地板胶、涂料、塑料贴面板等,是一种致癌物质。苯来自于合成纤维、塑料、橡胶等,它可以抑制人体的造血功能。第11页,本讲稿共36页(3)酯和三氯乙烯均来自于油漆、干洗剂、粘结剂等,它们刺激人体的某一黏膜,可引起结膜炎、咽喉炎等疾病。因此,要想创造绿色环境,应使用绿色建材、绿色装饰材料,以利于保护自然环境和人体健康。第12页,本讲稿共36页国内外绿色建材的现状国内外绿色建材的现状 近年来近年来,欧、美、日等工业发达国家对绿色建材欧、美、日等工业发达国家对绿色建材的发展非常重视。的发展非常重视。(1)(1)德国的环境标志计划始于德国的环境标志计划始于19771977年年,是世
7、界最早是世界最早的环境标志计划。德国开发的的环境标志计划。德国开发的“蓝天使蓝天使”标志的建标志的建材产品材产品,侧重于对环境危害大的产品入手侧重于对环境危害大的产品入手,取得了很取得了很好的环境效益。好的环境效益。如推出了一种无毒、无味、对如推出了一种无毒、无味、对 人体无害的水性建人体无害的水性建筑涂料筑涂料,在获得在获得“蓝天使蓝天使”标志后标志后,很快就占据了很快就占据了市场市场,使传统的溶剂型建筑涂料逐渐被淘汰使传统的溶剂型建筑涂料逐渐被淘汰,其环境其环境效益相当明显效益相当明显,仅原西德每年少排放有机溶剂仅原西德每年少排放有机溶剂40 000 t40 000 t。第13页,本讲稿共
8、36页(2)(2)北欧各国如丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞北欧各国如丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典等国于典等国于19891989年实施了统一的北欧环境标志。年实施了统一的北欧环境标志。为了促进绿色建材的发展为了促进绿色建材的发展,丹麦推出了丹麦推出了“健康健康建材建材”(HMB)(HMB)标准标准,规定所出售的建材产品除在规定所出售的建材产品除在使用说明书上标出产品质量标准以外使用说明书上标出产品质量标准以外,还必须标还必须标出健康指标。瑞典已正式实施新的建筑法规出健康指标。瑞典已正式实施新的建筑法规,规定用于室内的建筑材料必须实行安全标规定用于室内的建筑材料必须实行安全标签制。瑞典的地面材料业很发
9、达签制。瑞典的地面材料业很发达,每年都有每年都有大量出口大量出口,出口厂家已自觉地在产品说明书上标出口厂家已自觉地在产品说明书上标出产品在出产品在4 4周和周和2626周周TVOC,TVOC,以及室内有机化合以及室内有机化合物空气浓度指导限值。物空气浓度指导限值。第14页,本讲稿共36页(3)(3)英国是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。早在英国是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。早在19911991年年,英国建筑研究院英国建筑研究院(BRE)(BRE)曾对建筑材料及家具等室内用品对室曾对建筑材料及家具等室内用品对室内空气质量产生的有害影响进行了研究内空气质量产生的有害影响进行了研究,对室
10、内空气质量的控制、对室内空气质量的控制、防治提出了提议防治提出了提议,并着手研究开发了一些绿色建筑材料。并着手研究开发了一些绿色建筑材料。(4)(4)加拿大是积极推动和发展绿色建材的北美国家。加拿大的加拿大是积极推动和发展绿色建材的北美国家。加拿大的EcologicEcologic环境标志计划即环境标志计划即“环境选择环境选择”始于始于19981998年年,规定材料有规定材料有机物散发总量机物散发总量(TVOC),(TVOC),水基涂料的水基涂料的TVOCTVOC指标为指标为250 g/L,250 g/L,是针对是针对高光泽磁漆规定的高光泽磁漆规定的,现在多数水基涂料的现在多数水基涂料的TVO
11、CTVOC在在100 150 g/L100 150 g/L范范围内。此外围内。此外,水基涂料不得使用含芳香族、甲醛、汞等物质。水基涂料不得使用含芳香族、甲醛、汞等物质。第15页,本讲稿共36页(5)美国是较早提出环境标志的国家,但均由地方组织实施,至今还没有国家统一的标志。美国环保局(EPA)正在开展应用于住宅室内空气质量控制的研究计划,一些州已开始实施有关材料的环境标志计划。美国的建筑涂料已过渡到以水基涂料为主。美国有关单位制定出地毯标志计划,规定4-PC的最大散发量为0.1mg/m2h,甲醛为0.05mg/m2h,苯乙烯为0.4 mg/m2h。第16页,本讲稿共36页(6)我国于20世纪9
12、0年代起开始对绿色建材进行了较为广泛的研究,并开始进行材料的绿色环保认证,取得了一定的效果。但由于生产力水平、科研水平等方面的原因,无论是在绿色产品的品质或绿色建材的严格认证和管理等方面,都相对落后于世界先进水平。第17页,本讲稿共36页土木工程绿色建筑材料种类土木工程绿色建筑材料种类 1 1 现代绿色混凝土材料现代绿色混凝土材料 混凝土是现代建筑的主要建筑用混凝土是现代建筑的主要建筑用材,所以发展绿色混凝土材料对于绿材,所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。色建筑至关重要。高性能混凝土材料。高性能混凝土高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土,其大是一种新型的高技术的混
13、凝土,其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上,幅度的提高常规混凝土性能的基础上,具有优良的耐久性、适用性、工作性、具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。高性能混凝土除采用优理性等性能。高性能混凝土除采用优质水泥、水、集料外,还必须采用低质水泥、水、集料外,还必须采用低水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂,采用现代混凝土技术,高效外加剂,采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在妥善的质量控制选用优质原材料,在妥善的质量控制下制成。下制成。第18页,本讲稿共36页 利用废弃混凝土生产的绿色混凝
14、土。利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。现在大量的研究表明现在大量的研究表明,废弃混凝土可用废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料,也可取代部分作再生混凝土的骨料,也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为后得到的骨料称为“再生骨料再生骨料”,将,将再生骨料作为部分或全部骨料配置的再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为混凝土成为“再生混凝土再生混凝土”。实验表。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求要求,其它力学性能指标和耐久性指标与其它力学性能指标和
15、耐久性指标与普通混凝土基本接近(抗压强度、弹性普通混凝土基本接近(抗压强度、弹性模量有所降低),用水量比普通混凝土模量有所降低),用水量比普通混凝土多多第19页,本讲稿共36页加气混凝土。加气混凝土(其中一类)是以石英沙为基础,以水泥和石灰为胶凝材料,以石膏为硬化剂,铝粉为发泡剂,经高温高压养护后形成的多孔状材料。第20页,本讲稿共36页合成纤维混凝土。合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度,防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹,减少表面裂缝和开裂宽度,增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。第21页,本讲稿共36页 多孔预制块植栽混凝土。
16、植栽混凝土有连续的多孔预制块植栽混凝土。植栽混凝土有连续的空隙,在空隙部分,使用特殊的工艺技术填充无空隙,在空隙部分,使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料,施工后,机培养土、肥料和种子等混合生长基料,施工后,种子发芽和生长所需要的水分,除靠保存在生长种子发芽和生长所需要的水分,除靠保存在生长基料中的雨水外,还可吸收植栽混凝土下面的基基料中的雨水外,还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分,不需要另外浇水,这样既实层培养土中的水分,不需要另外浇水,这样既实现了绿化,有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。现了绿化,有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。植栽混凝土还具有相当好的透水性能,
17、雨水可向植栽混凝土还具有相当好的透水性能,雨水可向地下渗透,这样有可以补充地下水资源,有可以地下渗透,这样有可以补充地下水资源,有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。减少城市市政雨水管道的排水压力。第22页,本讲稿共36页 2 2 木材木材 木材成为现代绿色建材的亮点,其随着技术的进步出现了许多木材成为现代绿色建材的亮点,其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。新的使用形式。彩色木材:利用先进的染色技术,使原生树木中所没有的色彩彩色木材:利用先进的染色技术,使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中,形成彩色木材。它又可分为两种,一种先天渗透在木材组织中,形成彩色木材。它又可分为两种,一种先天着
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