生态环境材料论文 (2)

广东石油化工学院

生态环境材料

课程论文

班级：物理学（师范）12-1

姓名苏耀杰

学号12124690125 考勤编号125

成绩

2013 年 6 月10 日

材料与环境的关系

1、前言

当今社会,人们目光的焦点已逐渐转向人与自然的关系问题上,环境与能源问题成为世界上每个国家能否继续生存和发展的关键。作为本世纪乃至今后人类社会三大支柱科学技术之一的材料科学,与能源、环境有着密切联系一方面,错误开发和使用危害环的材料导致了许多环境污染、破坏的现象,比如臭氧层的破坏是由于大量使用对臭氧层有致命破坏作用的氯氟烃、含氢氯氟烃、哈龙等作冰箱、空调的制冷剂及电子元件的洗涤剂、消防材料川所致人类为发展经济掠夺性地使用碳能源和严重地破坏森林,导致温室气体二氧化碳、甲烷、氮氧化物、卤化碳等急剧增多,引发全球变暖这一世界性问题川。另一方面,材料是解决许多环境及能源问题的关键新型膜材料用于治理废水,高吸水性材料可用于治理沙漠,绿色制冷材料开发,太阳能、地热等新能源利用材料……。可以说,材料又对世界环境及能源问题的解决极其关键。①

2、正文

在高楼林立的今天，我们都住在这钢铁的森林中，建筑材料的需求量急剧上升，但由于一部分的建筑材料的不合法生产和非法使用，导致了资源的浪费，更严重的是，随便堆放的建筑废料导致了严重的环境问题，在传统的钢筋、水泥、玻璃及陶瓷等建筑材料之后,各种新型建筑材料不断涌现。大力发展轻型、高强、节能、少污染的新型建筑材料对我国现代化建筑具有极重要的现

实意义。随着建筑材料的发展,环境问题愈来愈突，所以今天就建筑材料与环境问题做一个论述。

2.1传统建筑材料与环境

自1824年英国人发明了波特兰水泥, 1830年就出现了以水泥为胶凝材料的普通混凝土, 普通混凝土以其原材料资源丰富,价格低廉, 具有良好的可塑性,可满足任意规格、形状的设计要求, 具有较高的强度、耐久性而被世人所青睐, 广泛应用于工业与民用建筑、水利、地下工程、公路、铁路、桥梁、国防建设等工程。水泥混凝土作为最大宗人造材料, 极大地改善了人类的居住环境、工作环境和出行环境, 但同时也给环境造成了污染。据统计, 全世界水泥年产量达到11.5亿吨, 混凝土年使用量大约为70亿吨（数据出自2003年）,可以说混凝土是人类与自然界进行物质与能量交换活动中消费量较大的一种材料。然而长期以来人类只注意到了混凝土为人类带来了方便和有利的一面, 却忽略了混凝土给人类和地球带来负面影响的另一面,虽然混凝土的理论与技术不断趋于成熟,然而这些研究的目的大多是为了满足人类对混凝土材料性能的需求,而对于如何考虑自然环境的因素,使混凝土的生产和使用有利于环境的研究却很少,事实上, 它的生产与使用对于地球环境的恶化有着不可推卸的责任。②除了混凝土以外，还有很多的传统材料都对环境有一定的污染，比如：当你装修新房后,立即搬入或人造建材使用不当,甲醛等有害气体还未排尽,而严重超标,那么就会刺激人眼至红肿流泪,且危害肺部,严重影

响了你的健康。这只是建筑装修中造成空气污染的例证,其实建筑造成的污染是多方面的。还有关于建筑垃圾、废水污染、噪声污染、光污染及光化学污染等等。这些都是传统建筑材料对环境所产生的污染，这些污染严重影响了人们的日常生活，也对人的健康产生了很大的负面影响。

传统建筑材料在生产过程中会产生大量的污染性气体对大气的污染十分严重。据报道分析：水泥作为混凝土组成中的胶凝材料, 占混凝土质量的1/5, 其生产原料主要是粘土质和石灰质两大类, 生产过程可概括为“两磨一烧”在煅烧过程中,石灰石分解生成生石灰, 排放出具有温室效应的二氧化碳气体。以中国的现实情况为例, 平均每生产1t水泥熟料, 要消耗1. 2t 石灰石资源, 向大气中排放约1000kg 左右的二氧化碳,同时水泥烧成反应所需能量是通过煤炭燃烧获得的,因此, 向大气排放约2kg 的二氧化硫,4kg 的二氧化氮和一氧化氮, 还要向大气排放130kg 的粉尘与烟尘。生产原料消耗的大量石灰石与粘土均属天然的矿物质资源,为此, 要开采山体、毁坏农田, 破坏自然景观,减少植被, 进而造成水土流失, 环境恶化。随着水泥产量提高,无论从资源、能源、环境负荷哪一方面都不堪重负,难以支撑, 不可能实现可持续发展。

上面所说的由于传统以其原材料资源丰富,价格低廉, 具有良好的可塑性,可满足任意规格、形状的设计要求, 具有较高的强度、耐久性、极大地改善了人类的居住环境、工作环境和出行环

境等，让传统的建筑材料即使会产生环境污染，但是也不会退出历史的舞台。

2.2如何解决传统建筑材料与环境

加强环保意识,提倡绿色建材、绿色建筑。

建筑材料受环境的影响巨大,同时又反作用与环境,最终影响到人类的生产、生活,甚至是我们的生存。我们只有一个地球,保护、珍惜我们赖以生存的环境是每个人的职责和使命。我们应该依靠科学技术发展生产的同时,强化环境的全方位保护,使绿色建材、绿色建筑、生态建筑成为现实。首先,变废为宝,加大对建筑废渣的再利用是当务之急。据实践证明,工业固体废渣是用作建筑材料与原材料的最佳来源。我们应该大力对建筑工程环保科研加大投入,对有利于建材工业的三废处理、资源再利用回收,大力提倡和增大投入力度。同时应大力推广应用塑料门窗、塑料管道、新型防水材料、新型墙体材料等具有十分明显的节能和环保效果的新型建材再次,应当加强节能建材的检测、生产、销售和应用立法,完善法律法规,从法律制度的高度推进环保建材的发展。加强人们建筑环保的意识,提高使用新型环保建材的自觉性和主动性,珍爱我们生活的环境,我们任重道远。

环保型建筑材料与生态环境的改善

环保型建筑材料的使用可以极大地改善建筑材料在生产和使用过程中所产生的污染。现在以环保混凝土为例说明：环保型混凝土是指能减少给地球环境造成的负荷,同时又能与自然生态系

统协调共生, 为人类构造更加舒适环境的混凝土材料。针对传统混凝土所带来的缺陷,需开发研制出新型的混凝土。首先在生产环节中,为了减少由于煅烧水泥而产生的CO2 排放量,减少烧水泥消耗的自然资源, 混凝土尽量采用免烧水泥和大量使用工业废料作为混合材料, 其中主要的工业废料有火力发电厂燃煤排放出来的粉煤灰,既解决了粉煤灰堆放问题又解决了水泥原材料问题,粉煤灰作为混凝土中的混合材料已有几十年的历史,其应用已有比较成熟的经验, 目前我国大多数粉煤灰都得到了有效利用。另外炼铁高炉中的废渣——磨细的粒化高炉矿渣也是混凝土中的重要混合材料,细度越高, 其活性发挥得充分, 现在高炉矿渣已成为建材行业宝贵的原材料。为了避免过分依赖天然的砂、石资源, 可利用废弃混凝土经过加工和分离等措施作为再生骨料;利用各种工业废料、城市垃圾、下水道污泥等作为人造骨料的原材料,国外已有较多成熟的经验和例子, 相信在不久的将来, 砂、石资源短缺会从根本上得以解决。其次,在施工中采用具有大流动性的混凝土, 这类混凝土具有很强的填充模板并自我密实的能力,可以不施加振动或加压等手段, 依靠混凝土自重即可达到高密实的程度, 所以通常称为/ 免振混凝土0或/ 自密实混凝土0, 这种混凝土既可减少和防止噪音及振动,又节省振捣所需能量, 大大减轻工人的劳动强度,实现文明施工。在公园道路、人行道、停车场、轻量级道路等处可选择透水性、呼吸性强的混凝土, 即透水混凝土。与普通混凝土路面相比透水性混凝土能够使雨水迅速渗入地表,

还原成地下水, 使地下水资源得到及时的补充。同时透水性混凝土具有较大的孔隙率, 与土壤相通,能蓄积大量的热量, 有利于调节城市空间的温、湿度, 改善城市的生态环境。在城市的道路两侧及中央隔离带、水边护坡、楼顶、停车场等部位采用绿化混凝土,能够为植物的生长提供可能,可改善混凝土带给人以冷、硬、色彩灰暗、缺乏活力的感觉,使我们身边多一些绿意。这类混凝土的出现不仅仅作为建筑材料,更主要的是它们与自然环境是相融合的,对自然环境和生态平衡具有积极的保护作用。

2.3建筑材料的发展

建筑装饰材料的发展主要趋向于以下二大类；

1、趋向于绿色环保化。

2、趋向于复合型材料。

随着科学技术的发展,学科的交叉及多元化产生了新的技术

和工艺。这方面的技术、工艺越来越多的应用于建筑材料的研制开发,使得建筑材料的发展日新月异。不仅材料原有的性能,如耐久性能、力学性能等得到了提高,而且实现了建筑材料在强度、节能、隔音、防水、美观等方面多功能的综合。同时,社会发展对建筑材料的发展提出了更高的要求,可持续发展理念已逐渐深入到

建筑材中,具有节能、环保、绿色和健康等特点的建筑材料应运而生。建筑材料正在向着追求功能多样性、全寿命周期经济性以及可循环再生利用性等方向发展。其中绿色环保的建筑材料在今天的可持续发展中极其重要。

绿色环保的建筑材料指的是具有对环境起到有益作用或对环境负荷很小的情况下,在使用过程中能满足舒适、健康功能的建筑材料。绿色环保的建筑材料首先要保证其在使用过程中是无害的,并在此基础上实现其净化及改善环境的功能。根据其作用,绿色健康材料可分为抗菌材料,净化空气材料,防噪音、防辐射材料等等。这些绿色环保的建筑材料材料可以有效的减少环境的污染。解决上述的环境污染问题，正由于这种性质，绿色环保的建筑材料会成为日后发展的方向，会主导建筑材料的发展。

复合型材料未来复合材料的发展必须进行环境意识化的研究。说到环境意识性,天然复合材料是完美的范例,而且天然材料还带有人工合成复合所无法比拟的优化设计。天然复合材料的主要成分有蛋白质、聚糖、矿物质、蜡/类脂体及水,但却组合出成千上万种性质各异的复合材料,从柔韧弹性的材料如骨骼、皮肤、筋，到力学性能优良的物质如竹、木、甲壳等,不仅力学性能好而且同时具备多种功能性。人类从实践中早已认识到天然复合材料结构的奥妙,目前不少的复合材料就是人们模仿天然复合材料的

成果。但显然人们的模仿尚处于初级阶段,有待进一步深入。复合材料已发展有复合混凝土了，在建筑的其他方面有很多其他的的复合材料都十分符合未来环境和社会的需要，成为主导材料。

3 结论

从混凝土出现以来, 一直作为最重要的建筑材料,受到世人的广泛关注, 为人类物质文明的建设起着不可估量的作用。然而,

混凝土的生产与使用也给地球环境带来不可忽视的副作用。随着时代的进步,人类要寻求与自然和谐共生的材料, 摒弃传统混凝土所带来的负面影响, 发展环保型混凝土必将成为今后趋势,这是时代的要求, 也是人类的心声。材料与环境的关系十分密切，建筑方面只是一个例子，还有交通、生活、生产等等方面的材料与环境都有着密切的关系，其中环保的主题一直引导着材料的发展，材料学的发展也影响着环境的改变，所以说材料与环境的关系是相互相成的互相影响的。

①赵斌元胡克鳌吴人洁复合材料与环境的关系及具有环境意识的复合材料[J]材料导报 1997年10月第11卷第5期

②宋岩丽略论混凝土材料与环境的关系[J]内蒙古电大学刊2003年第1期( 总第53期)