8 新型环境替代材料
新型环保材料在土木工程中的应用研究
新型环保材料在土木工程中的应用研究随着环保理念的深入人心，越来越多的人开始关注新型环保材料的使用，在土木工程中大量运用。
这些新型材料代替了传统材料，降低了污染、节约了能量，拓宽了工程使用范围，具有重大的社会意义和经济价值。
一、秸秆混凝土秸秆混凝土是一种新型、环保、轻质材料，由秸秆、少量水泥、石灰及其它材料混合而成，可以替代传统混凝土。
秸秆混凝土是砖墙、墙板、楼板、地板、墙体、屋顶以及桁架等各种建筑元件的理想材料。
因为它的密度比普通混凝土低很多，轻便且结构强度优良，同时存在更好的保温效果，是一种革命性的新型建筑材料。
二、再生材料再生材料是将工业废品、建筑废料等回收利用而制成的新型环保材料。
这些材料对环境不会造成污染，而且在生产过程中，能够减少原材料消耗。
它的优点十分显著，不存在“二次污染”，因此在地基中的使用十分普遍。
三、生物纤维材料生物纤维材料又称绿色材料，来源于植物等天然生物材料，不仅物理性能良好，而且结构稳定，且应用很广。
例如：竹材，它可以代替钢筋、木材，其本身的强度高、稳定性良好，还能起到保温、隔音的作用。
四、污泥砖污泥砖是指将水泥、砂子、减少条件下的污泥等材料混合而成的无毒、环保的新型砖石材料。
粘结效果优异，硬度可达一定的水平，结构强度优良，同时成本降低，可以有效地替代传统的砖材。
总之，新型环保材料的应用研究在土木工程中，不仅有着显著的经济效益，而且有益于保护环境，降低能源消耗，还能够拓宽工程使用范围。
因此，我们不能停留在过去的土木工程材料中，要走出一条以环境保护为主导的道路，积极推动这些新型（环保）材料在土木工程领域的应用，为人们的生产生活带来更多的便利，同时推动环境的保护和可持续利用。
在环境保护中采用的新技术新材料新方法新设备
在环境保护中采用的新技术新材料新方法新设备引言随着环境污染和资源短缺问题的日益突出，寻找创新的技术、材料和设备用于环境保护变得至关重要。
本文将介绍一些现代环境保护中采用的新技术、新材料、新方法和新设备。
新技术1. 智能监测技术：利用传感器和物联网技术，智能监测系统可以实时监测环境因素，并提供精确的数据分析。
这有助于更好地了解环境问题，并制定相应的解决方案。
2. 生物技术：包括生物降解技术、生物修复技术和生物制药技术等，生物技术利用生物体的活性进行环境污染的降解和修复，具有低成本、高效率和环境友好的特点。
3. 清洁能源技术：如太阳能、风能和水能等，这些清洁能源技术可以替代传统能源，减少对环境的影响，并实现可持续发展。
新材料1. 绿色建材：如可降解材料、再生材料和低碳材料等，这些材料在生产、使用和废弃过程中对环境的影响较小，并且能够有效减少资源消耗。
2. 智能材料：具有感应、自修复和自适应等特性的智能材料，在环境保护中有广泛应用。
例如，防污涂层可以减少污染物的附着，从而保护建筑物和设备的表面。
3. 纳米材料：纳米材料具有特殊的物理和化学性质，可以用于环境污染物的吸附、催化和分解等处理过程。
这些材料具有高效性能和较低的资源消耗。
新方法1. 循环经济：将资源的生产、使用和回收形成闭环，最大限度地减少资源的浪费和环境的污染。
循环经济的核心理念是“废物就是资源”，通过有效的资源管理来实现可持续发展。
2. 环境风险评估：通过系统分析和评估环境风险，可以及早发现环境问题，并采取相应的预防和控制措施，避免环境破坏和生态灾难的发生。
3. 社区参与：鼓励社区居民积极参与环境保护活动，提高他们的环境意识和环境保护能力。
社区参与可以促进环境保护措施的执行和推广。
新设备1. 环保监测设备：如空气质量监测仪、水质检测仪等，这些设备可以实时监测环境中的污染物浓度，并提供准确的数据支持。
2. 废物处理设备：如污水处理设备、固体废物处理设备等，这些设备采用先进的处理技术，能够有效处理各类废物，并减少对环境的影响。
哪些材料可替代传统建材
哪些材料可替代传统建材在建筑领域，随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，越来越多的新型材料正在崭露头角，试图替代那些传统的建材。
这些新材料不仅在性能上有所提升，还在可持续性和环保方面具有显著优势。
首先，我们来谈谈竹子。
竹子作为一种快速生长的可再生资源，具有出色的强度和韧性。
在一些地区，竹子已经被广泛用于建筑结构，如框架和梁柱。
与传统的木材相比，竹子的生长速度更快，能够在较短的时间内提供大量的建筑材料，而且其碳足迹相对较低。
纤维增强复合材料（FRP）也是一种极具潜力的替代材料。
FRP 由纤维（如玻璃纤维、碳纤维等）和树脂组成，具有高强度、轻质和耐腐蚀的特点。
在桥梁和高层建筑等结构中，FRP 可以用于加固和增强现有结构，或者作为新型的结构构件。
它能够减轻结构的自重，提高抗震性能，同时延长建筑物的使用寿命。
接下来是加气混凝土。
这种材料由水泥、石灰、砂和加气剂制成，内部充满了均匀的气孔，使其具有良好的保温隔热性能。
与传统的实心砖相比，加气混凝土的重量更轻，能够减少建筑物的基础负荷，同时在节能方面表现出色。
在寒冷的地区，使用加气混凝土可以显著降低取暖能源的消耗。
再说说相变材料。
相变材料能够在温度变化时吸收或释放大量的热量，从而实现对室内温度的调节。
它们可以被掺入建筑材料中，如墙板和天花板，帮助建筑物保持稳定的温度，减少对空调和供暖系统的依赖。
这不仅降低了能源消耗，还提高了居住者的舒适度。
另外，秸秆板也是一种值得关注的替代品。
利用农业废弃物如秸秆制成的板材，具有良好的隔音和保温性能。
秸秆板的生产过程相对环保，减少了废弃物的焚烧和填埋，同时为农民增加了额外的收入来源。
还有一种叫做交叉层压木材（CLT）的新型木材产品。
它由多层实木板材交错层压而成，具有很高的强度和稳定性。
CLT 在多层建筑的建造中表现出色，可以替代传统的混凝土和钢结构，同时提供了一种更环保、更美观的选择。
在屋面材料方面，太阳能瓦正在逐渐流行起来。
建筑材料替换方案
建筑材料替换方案建筑材料的替换方案：可持续发展建筑材料的应用在全球范围内，建筑行业是消耗大量能源和资源的行业。
为了实现可持续发展的目标，建筑材料的替代方案至关重要。
下面将探讨几种可持续发展的建筑材料替代方案。
首先，使用可再生材料。
可再生建筑材料是指能够自然循环和可再生的材料，如竹子、麻石、木材等。
相较于传统的砖块和混凝土等材料，可再生材料具有更低的碳足迹和更好的环境效益。
例如，使用竹子代替木材可以减少对森林的过度砍伐，促进森林保护和可持续管理。
此外，使用麻石代替传统的石材可以减少对石矿资源的依赖，同时麻石制品具有较低的能源消耗和污染排放。
其次，采用可降解材料。
可降解材料是指能够分解、腐烂或被微生物分解的材料，比如生物塑料和可降解纤维。
这些材料可以替代传统的塑料和纤维材料，减少其在环境中的残留和对生态系统的危害。
同时，可降解材料还可以通过生物降解的方式回归自然环境，减少对垃圾填埋和焚烧的需求，有利于环境的保护和减少了对非可再生资源的侵占。
第三，使用高效节能材料。
高效节能建筑材料是通过提高建筑整体能源效率来减少对外部能源的需求，如保温材料和太阳能材料等。
保温材料能够减少建筑内外温度的传导和对流，提高建筑的隔热性能，减少了冷热能的浪费。
太阳能材料则可以利用太阳能将其转换为电力或热能，为建筑供能。
采用这些高效节能材料不仅可以减少对传统能源的依赖，降低温室气体排放，还可以降低建筑运行时的能源成本，具有显著的经济效益。
最后，推广绿色建筑技术。
绿色建筑是一种在设计、建造和使用过程中考虑环境因素的建筑方式，通过最大限度地减少对资源的使用，降低对环境的影响，提高建筑的健康舒适性和运行效率。
绿色建筑技术包括雨水收集利用系统、太阳能光伏系统、智能节能设备等。
通过推广绿色建筑技术，可以使建筑达到更高的环境性能标准，提高生活质量，保护自然环境。
总之，建筑材料的替代方案对于实现可持续发展的目标至关重要。
通过使用可再生材料、可降解材料、高效节能材料和推广绿色建筑技术，可以减少对非可再生资源的消耗，降低碳足迹和环境影响，提高建筑的环境性能和经济效益。
8环境替代材料
可降解塑料：是指在自然界，即在空气中、 江河湖海内、土壤里受各种自然条件影响而在 较短时间内能自行降解的塑料。
光降解塑料：能被阳光尤其是紫外光源降解 可降解塑料 生物降解塑料：能被微生物作用而消化降解。
生物降解塑料，按组成分：淀粉型和结构型两类
（1）淀粉型生物降解塑料：将玉米、大米、马铃薯、 谷物等类淀粉经憎水化表面处理后和聚合物共混或接 枝到聚合物分子链上形成的。 这类塑料的生物降解可以分为两个阶段： 一是聚合物中以粒子形式存在的淀粉受到微生物 如细菌和霉菌的侵蚀，减弱了聚合物的结构基体，形 成多孔状态，从而大大增加了塑料的表面积，促进微 生物对塑料的降解作用。 二是聚合物中添加的自动氧化剂与土壤、水或海 水的金属盐相接触而生成过氧化物，引发高分子断链。 降解形成的低聚物因而变成低分子物易被微生物吞噬。
具有一定的螯合能力，但相对较低。 价格较 对钙的螯合能力0.2g/100g。去污力 贵 优于三聚磷酸钠，易溶于水，无毒， 易生物降解
生物降 解性较 差，易 吸潮
适用于餐具 洗涤剂及高 档液体洗涤 剂中
用于粉状洗 涤剂
离 子 交 换 型
聚丙烯酸、 对炭黑的分散力优于三聚磷酸钠，相 马来酸与 对分子质量大，水溶性好 丙烯酸的 共聚物
表8-4 几种有机替代磷助剂的性能比较
有机替代磷助 剂 螯 合 型 乙二胺四 乙酸二钠 优 点 对pH值适应面宽；良好的螯合金属离 子的能力，对镁离子的螯合能力 6.4g/100g，对钙的螯合能力 10.5g/100g 缺点 价格太 高，生 物降解 性较差 用途 一般不用于 家庭洗涤剂 配方中
柠檬酸钠
•表8-5
NaA沸石与STPP助洗性能比较
NaA沸石
STPP
⑴、对二价和多价金属离子具有离子 ⑴、对二价和多价金属离子 交换作用。据测定，它的理论钙交换 具有络合作用。据测定，它 容量是260mgCaCO3/g 的理论钙交换容量是 158mgCaCO3/g ⑵、对污垢分子具有强烈的吸附作用 ⑵、对污垢分子具有分散、 乳化、胶溶作用 ⑶、在溶液中呈悬浮状态。但由于其 ⑶、在溶液中呈溶解状态 表面电性的存在，不会吸附在织物上 ⑷、呈碱性缓冲反应 ⑷、呈碱性缓冲反应
环境功能材料相关书籍
环境功能材料相关书籍
以下是环境功能材料相关的书籍：
1. 《环境功能材料》：全书共分9章，全面而系统地介绍了功能材料设计基础、高效电催化电极材料、高效光催化材料、湿式催化氧化材料、吸附材料、电磁污染控制材料、噪声污染控制材料、新型环境替代材料、能源技术与功能材料的内容。
2. 《环境工程中的功能材料》：该书于2003年8月由化学工业出版社出版，图书作者是冯玉杰、蔡伟民。
全书共分9章，全面而系统地介绍了功能材料设计基础、环境污染净化用材料、高效电催化电极材料、用于污染物去除的功能催化剂材料、电磁污染控制材料、多功能环境修复材料——高吸水树脂、新型环境替代材料、能源技术与功能材料、具有环境协调性的功能材料的设计与制备等内容。
新型环保材料有哪些
新型环保材料有哪些新型环保材料是指在生产、使用和废弃过程中对环境和人类健康影响较小的材料。
以下是一些新型环保材料的介绍：1. 生物降解塑料：生物降解塑料是由可再生资源制成的塑料，如淀粉、纤维素等。
它可以在自然环境中被微生物分解，减少对土壤和水体的污染。
2. 再生纤维材料：再生纤维材料是由废弃纺织原料或纤维废料再加工制成的纤维，如再生棉、再生聚酯等。
它可以减少对原生森林资源的需求，降低能源消耗和空气污染。
3. 高性能隔热材料：高性能隔热材料可以减少建筑物的能源消耗，提高室内的舒适度。
例如，节能窗户使用低导热系数的材料降低热量的传导，而保温材料可以降低建筑物的热损失。
4. 绿色金属材料：绿色金属材料是指使用较少的能源和环境影响较小的金属材料。
例如，镁合金可以减轻汽车的重量，提高燃油经济性和减少尾气排放。
5. 环保建筑材料：环保建筑材料是指对室内空气质量无污染且资源利用率高的材料。
例如，使用低挥发性有机化合物的涂料和甲醛释放量低的板材可以减少室内有害物质的产生。
6. 太阳能材料：太阳能材料是指可以吸收太阳光来产生电能或热能的材料。
例如，光伏电池板可以将太阳能转化为电能，太阳热利用材料可以将太阳能转化为热能，用于暖房、热水等。
7. 活性材料：活性材料可以对污染物进行催化分解或吸附，净化环境。
例如，活性炭可以吸附空气中的有害物质，催化剂可以催化有害气体的分解。
8. 纳米材料：纳米材料是材料粒子尺寸在纳米尺度范围内的材料。
它们具有特殊的物理和化学性质，可以应用于环境治理、能源储存等方面。
以上是一些新型环保材料的介绍，这些材料的研发和应用可以减少对环境的损害，促进可持续发展。
随着科技的进步，相信将会有更多新型环保材料的涌现。
新型的环保建筑材料
新型的环保建筑材料新型的环保建筑材料(1)石膏泡沫材料这种材料用途广泛，既可作为建筑材料，又可作为保温材料。
制做该才料的基本配方是相当简单的，该化学工程师对此配方已申请了专利：60%的石膏与2o%的水混合，然后用2o%的异氟酸盐对混合物发泡。
在工艺过程完毕时就会产生出一种特别坚实的聚酯材料，这种材料既不会释放出致癌的甲醛气体，又不会释放出单体异氟酸盐。
用这种湿的粥状物可以浇铸成各种形状。
2小时后即可以硬化成一种具有大气孔的坚实的材料，对这种材料可以锯割、钉铁钉、钉术钉和粘接。
根据使用要求可以通过调节混合比改变材辩的密度和硬度。
这种材料是绝对洁净的，它用异氨酸盐取代了在许多塑料泡沫中采用的将破坏地球臭氧层的氟利昂。
此外，除搅拌器的驱动外，在制做这种材料时并不伴随能源的消耗由于经过专门的处理，这种石膏泡沫材料也可以作为防潮的外部建筑材料加以应用，因而不仅是担负内装修的公司，而且担负外装饰的公司都将有可能是他的订货合的伙伴。
(2)刮墙宝一种新型的内外墙打底整平墙面的建筑装饰材料。
目前通过**材料测试中心检测，并获国家专利。
这种新型的高强耐水腻子粉与传统的墙面装饰材料相比，除克服了易起皮、开裂、脱粉等缺点外，更重要的是无毒无害，解决了室内环境污染源问题，是国家大力推广的绿色环保型优秀新建材。
(3)碳素石墨建筑材料该材料具有导电导热性优异、抗高温、抗腐蚀、重量轻和机械强度高等特点。
这种可应用于建筑节能环保方案的ECOPHIT建筑材料，采用天然膨胀石墨制成，有良好的热量分配，还能大大改良现有建筑自身恒温系统的性能。
在节约电力成本的同时，创造出满足人体需求的卫生舒适、稳定自然的室内温度和环境。
使用能够快速、均匀散热的材料，可大大提高表面采暖和制冷系统的效率，西格里集团的ECOPHIT建筑材料正好可以满足这个要求。
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C 55
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
氟里昂破坏臭氧层的机理
氟里昂是臭氧层破坏的元凶，当排入大气后它们 会在大气中存活数百年。其中大部分停留在对流 层，小部分升入平流层，在对流层氟里昂分子很 稳定，当进入平流层后，会在强烈紫外线的作用 下被分解，含氯的氟里昂分子解离出氯原子，然 后同臭氧发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。其 反应方程： O O +O 氟氯烃分解（以CF C1 ）
8 新型环境替代材料
8.1 氟氯烃制冷剂的更新替代 8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害 8.1.2氟氯烃制冷剂的替代 8.1.3新型制冷剂的应用和展望
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
特点
氟氯烃制冷剂，俗称氟里昂，是几种氟氯烃代甲 烷和氯代乙烷的总称。例如CHC1F （F-22)其商 业代号F表示氟氯烃,第一个数字为碳原子减1（注 意：如果是零就省略），第二个数字为氢原子数
荆兴民，顾玉鑫，阚晓丽，侯本森 江凯
1987年9月16日在加拿大蒙特利尔市签署了《蒙特 利尔协议书》规定了对臭氧层有破坏作用的氟里 昂等受控物质的削减和禁用时间表。 我国的行动：
1993年1月制定了《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质 国家方案》
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
我国于2003年7月1日实现了CFCs（全氯氟 烃类物 质）等消耗臭氧层物质生产量和消 费量的冻结，将按承诺的时间表逐渐削减 直至完全淘汰
8.1.2.3 氟氯烃制冷剂替代技术路线
• 澳大利亚海起欧制冷剂（国外引进）具有高效节
能、环保。获得“中国环境标志产品认证证书”。 • THR系列制冷剂 具有环境性能、安全性能、热工性能、使用性能 均好的特点。 • L300a近共沸多元混合制冷剂
8.1.3新型制冷剂的应用和展望
• 目前，各国采取了积极有效的措施来开发研制新型环保 的制冷剂，氟里昂的用户正在向着大幅度削减的方向努力， 但是想达到全部废除仍然有很多困难。
3 紫外光 2 2 2
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
CF C1 CF C1 + C1 自由基链反应 C1 + O C1O +O C1O +O C1 +O 总反应 O +O 2O 其中一个氯氟里昂分子就能破坏多达10万个臭氧分 子。 氟里昂分子所起作用类似催化剂，但其参加了反应 因而严格意义上不属于催化剂。
• 各国的替代技术路线： 日本从柑橘皮提取花烯代替氟里昂作集成电路洗
涤剂、用低温冰粒喷射到电路板上除油污、用乙 醇代替C2C13F3去油污。
日本用R225ca，R225cb替代R113J； 美国用R134a替代R12，R123替代R11、R22 • 我国的行动 ZCI环保制冷剂，其制冷量比氟里昂高10%— 20%
2
加1，第三个数字为氟原子数。
练习：F-115？ 答案：C C1F
2 5
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
物理性质：
具有挥发性高、相对密度大、表面张力小、
亲油性适度、沸点低。
化学性质：
不燃、热稳定性与化学稳定性高
用途：
用于运输制冷装置、空调装置、热泵系统，生产 灭火材料、烟雾剂、泡沫塑料等。
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
8.1.2氟氯烃制冷剂的替代
• 8.1.2.1 氟氯烃制冷剂替代的要求： ①环保要求 替代品分子中不能含有氯离子，对
臭氧分解潜能值(ODP)和全球变暖潜能值(GWP)
为零或近似等于零 ②热力学要求 替代品应与原制冷剂、发泡剂有 近似的沸点热力学和传热特性。 ③理化性质要求 无毒、无味、无可燃性和爆炸 性 ④可行性要求 具有可供应性和易采用性。
8.Байду номын сангаас.2.2 氟氯烃制冷剂替代方案
• ⑴以美国、日本为代表的替代方案
以C2H2F4替代CF2C12作为制冷剂，用C2H3C12F 替代 CFC13作为发泡剂。
•
•
⑵ 以德国、英国、荷兰为代表的替代方案
用异丙烷替代CFC—12，环丙烷替代CFC—11。 (3)其他替代方案
8.1.2.3 氟氯烃制冷剂替代技术路线
尽管有些氟里昂的替代物的ODP和GWP很小，但不是 零，所以在下个世纪仍然有全被废除的趋势。此外氟里昂对 全球变暖也有影响。因此我们应该把氟里昂问题当做一个综 合问题来考虑。
随着研究及开发的深入，氟里昂替代领域还会由更加广 阔的前景，各国也加大了对这方面的研究对于我国这样一个 发展中国家想要做到真正“无氟”就现在的形式看还是很难
危害
氟里昂是臭氧层破坏的元凶，臭氧层被大量损耗 后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达 地球表面的紫外线明显增加，给人类健康和生态 环境带来多方面的危害。会引起皮肤癌和白内障， 减少了生物多样性。据分析，平流层臭氧减少万 分之一，全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%， 即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万 人。
2 2 2 ● ● ● 3 ● 2 ● ● 2 3 2
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
皮肤癌 基底细胞癌、 鳞状皮肤癌 恶性黑色素瘤
南极上空臭氧层空洞
氟里昂引起全球变暖 氟利昂与二氧化碳相比，温室效应 要高出几千到1万倍
8.1.1氟氯烃制冷剂的的特点及其危害
寻求新的替代物质
国际上的行动：