《废弃材料的处理精》由会员分享，可在线阅读，更多相关《废弃材料的处理精（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七部分：废弃材料的处理人类是大自然的产物，人类的生存和发展，依赖于良好的自然环境。而人类的衣、食、住、行，则与人居环境息息相关。构成人居环境最重要的因素之一就是建筑材料。建筑材料是经济建设、人民生活等方面应用最广、用量最多的材料。长期以来，人们生产与使用建筑材料，只考虑其使用性能，而忽视其对生态环境与社会发展的影响。随着环境问题成为人类发展的一种制约因索，对建筑材料也提出了生态化的要求。开发生产具有环境协调性的生态建材，对建材工业的可持续发展和环境保护具有重要意义。 本部分主要介绍传统的建筑材料对环境的影响，生态建材的种类，新型建材的开发和应用，包括绿色水泥及其他生态建筑结构材料。环境功能玻
2、璃、生态装饰材料、环境友好型涂料、生态建材化学品以及固体废弃物在建筑中的应用等。一、 建材与环境宏观上，中国建材年产量已达45-50亿t。能耗占全国总能耗17，年消耗煤2.2亿t。例如，世界水泥总产量13亿t，其中中国水泥年产量达l 7亿t。表7-1是1999年中国主要原材料的产量统计，表中所有材料的产量都居世界第一。可见建筑材料对资源和环境有第一位的影响。表 7-1 1999年中国主要原材料的产量和所占比例1、 建材对环境的影响当你搬入装修后的新房，一些气体刺激人眼致红肿流泪，且危害肺部，严重时会影响你的健康，这是使用的人造建材中的甲醛等有害气体还未排尽造成的。这只是建筑装修中造成空气污染的
3、两例，建筑材料造成的污染是多方面的。建筑材料使用不当，设计建筑物时缺乏对生态环境的考虑，这些均可能对人类居住环境产生不良影响。例如，目前使用的居室装饰装修材料中有许多散发出甲醛以及烷烃、芳烃、卤代烃等有机挥发物，对人体健康有害（建筑材料对空气的影响）；有的建筑材料会释放出天然放射性物质氡，它有致癌作用，因而危害人类居住环境；在城市内大量混凝土建筑群集中地方因空调装备排放出来的热量而产生热岛效应（城市热岛效应是城市气候中典型的特征之一。它是城市气温比郊区气温高的现象。城市热岛的形成一方面是在现代化大城市中，人们的日常生活所发出的热量；另一方面，城市中建筑群密集，沥青和水泥路面比郊区的土壤、植被可
4、吸收更多的热量，而反射率小，使得城市白天吸收储存太阳能比郊区多，夜晚城市降温缓慢仍比郊区气温高。城市热岛是以市中心为热岛中心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，人类生存的环境被破坏，导致人类发生各种疾病，甚至造成死亡。）；此外，由于设计建筑物时没有充分考虑与周围环境的协调性，还可能产生影响动植物的生存，破坏自然景观等环境问题。（苏州博物馆新馆的设计结合了传统的苏州建筑风格，把博物馆置于院落之间，使建筑物与其周围环境相协调。博物馆的主庭院等于是北面拙政
5、园建筑风格的延伸和现代版的诠释。）我国建筑材料生产而言，目前每年生产各种建筑材料要消耗资源50亿t以上，消耗能源超过2.3亿t标准煤，破坏农田0.7万hm2。每生产1t普通硅酸盐水泥熟料要排放1t CO2、0.74kgSO2和130kg 粉尘，每生产1t建筑石灰要排放1.18tCO2，仅此两种产品每年排放CO2超过6亿t。再加上生产玻璃、陶瓷，砖瓦等消耗燃料产生的废气，全国建材工业每年排放的CO2达8亿t以上，是造成地球温室效应的主要原因之一。表7-2是中国主要建材产品能源消耗与世界水平的比较结果。可见我国的主要建材产品，无论是水泥、平板玻璃、建筑陶瓷，还是卫生陶瓷等，其能耗都比国外同类产品的
6、能耗高50-200。表7-2是中国主要建材产品能源消耗与世界水平的比较建筑材料和建筑工程造成的环境问题如下：（1）大气污染建材工业是仅次于电力工业的全国第二位耗能大户。大量燃烧煤、油、燃气排出CO2，SO2，SO3，H2S，NOx等气体。在水泥、石棉等建筑材料生产和运输过程中产生大量粉尘。化学建材中塑料的添加剂、助剂的挥发，涂料中溶剂的挥发，粘接剂中有毒物质的挥发等都给大气带来各种污染。（2）建筑垃圾 根据北京市有关统计，北京市每年约用混凝土200万m3，就有1.6万m3浪费，相伴的废水也对环境造成污染。还有废建筑玻璃纤维，陶瓷废渣、金属、石棉、石膏，装饰装修中的塑料、化纤边料等，都需要再生利
7、用。（3）废水污染建筑工地废水(混凝土搅拌地)碱性偏高，pH1213，还夹杂有可溶性有害的混凝土外加剂。水泥厂及有关化学建材生产企业超标废水大量排放，还有窑灰和废渣乱堆或倒入江湖河海，造成水体污染。（4）可耕土地大量减少每生产一亿块粘土砖，就要用去1.3xl04，对我国人均土地偏少的国家是很严重的资源浪费。（5）噪声污染 建筑施工中建筑机械发出噪声和强烈的振动噪声已成为城市四大污染(即废水、废气、废渣和噪声)之一。噪声对人的听觉、神经系统、心血管、肠胃功能都造成损害。据测试有相当部分的施工现场噪声都在90-100dB，远高于国家规定的白天小于75dB，夜间施工小于55dB的噪声控制标准。（6）
8、光污染及光化学污染城市高层建筑群不利于汽车尾气及光化学产物的扩散。使NOx等气体对人体产生光化学作用,危害人体健康。另外，城市高楼的玻璃幕墙产生污染现象也相当严重。（7）可能造成的放射性污染有些矿渣，炉渣、粉煤灰，花岗岩、大理石放射性物质超量，制成建筑制品对人体造成外照射（射线）和内照射（氡气吸入），影响身体健康。（8）瓷砖的大量生产和不适当的使用大型建筑物用瓷砖进行外装修的用量很大，可使建筑物的资源消耗增加1/3以上；瓷砖的生产需要进行高温烧结，瓷砖的消耗量增加表明总能耗增加，相应地增加了全球温室效应；发达国家一般都有装饰法，规定在公共视野范围内的建筑物，必须定期进行外观重新装修。显然，采用
9、瓷砖外装的建筑物在几十年内很难进行重新装修。由于大型建筑物的设计使用寿命一般在几十年以上，很难保证10年20年以后瓷砖的脱落不会带来人身安全问题， 因此，无论从资源、还是环境，甚至人身安全的角度国外大型建筑物一般都不采用瓷砖进行外装修。2、环境污染对建材和建筑物的影响除建材对环境的影响外，环境污染通常也会对建材及建筑物有所损害。目前地球大气的环境问题主要有大气中CO2浓度的增长、氟利昂气体引起的臭氧层破坏以及大气污染引起的酸雨等。其中，大气中CO2浓度的增大会造成气温上升，加速混凝土的碳化过程，从而影响混凝土构件的耐久性，缩短建筑物的使用寿命。此外，臭氧层的破坏会使波长短的紫外线辐照量增大，从
10、而加速高级装饰涂料等有机建筑材料的老化，降低抗风化的能力；而酸雨的增加将加速栏杆、扶手等外露金属的腐蚀。环境变化对建材及建筑物的主要影响如下；（1）大气污染与酸雨的影响 表7-3是某些大气有害成分对建筑物品的损害统计。另外大气中的扬尘，特别是一些细小的颗粒物沉积在建筑物表面，最轻也会引起表面污损。表7-3是某些大气有害成分对建筑物品的损害统计（2）建筑物表面析白现象（3）建筑用高分子材料老化（4）金属材料的化学腐蚀和电化学腐蚀（5）其他影响3、生态建材的特点在所有的人造材料中，建筑材料产量最大，用量最多，资源和环境负荷最严重。目前，我国建材产品年产量达37-40亿t。据统计，每年生产各种建筑材
11、料要消耗资源50t以上，毁坏农田10万多亩，消耗能源占全国能源产量的l/6以上，达2亿多吨标煤，每年排放的CO2占全国工业排放CO2的30-40。显然，传统建材的生产是以巨大的能源、资源消耗为代价的，这已明显不符合时代发展的需求。为了保障国民经济建设对优质建筑材料的需要并实理建材工业的可持续发展，必须研究生态建筑材料。在建筑材料方面，“秦砖汉瓦”已逐渐被取代，继传统的钢筋、水泥、玻璃及陶瓷之后，各种新型建筑材料不断涌现。 所谓生态建材，一般指有利于保护生态环境，提高居住质量，性能优异，多功能的建筑材料，是一类对人体、周边环境无害的健康型、环保型、安全型的建筑材料，是相对于传统建材而言的一类新型
12、建筑材料，是环境材料在建筑材料领域的延伸。从广义上讲，生态建材不是一种单独的建材品种，而是对建材“健康、环保、安全”等属性的一种要求，对原料、生产、施工、使用及废弃物处理等环节贯彻环保意识并实施环保技术，保证社会经济的可持续发展，如图7-1所示。图7-1 生态建材的概念示意图生态建材有如下基本特点： （1）具有优异的使用性能； （2）生产时少用或不用天然资源，大量使用废弃物作为再生资源；在资源与能源使用方面，有效利用天然资源，尽量减少能耗，尽量使用废弃物作为再生资源或能源。（3）采用清洁的生产技术，保持清洁的原料、清洁的工艺和清洁的产品，尽量减少废气、废渣、废水的排放量，或使之经有效的净化处理
13、。（4）使用过程中对人体健康及环境有益无害，并且功能复合化，如杀菌、防霉、除臭、调温、调湿、调光、隔热、阻燃、消声、消磁、防射线、杭静电等，有利于改善生态环境，与环境相和谐。（5）废弃后使之作为再生资源或能源加以利用，或能作净化处理。表7-4表明了生态建材的类别统计情况。从目前发展来看，生态建材可分为主体材料、表面材料，以及一些功能建材等。目前发展的生态建材主要有绿色水泥及混凝土材料、建筑用钢、建筑玻璃、建筑饰面材料、建筑陶瓷材料及建材化学生态材料的类型。表7-4表明了生态建材的类别统计（1）天然型建材采用天然成分的原材料作为建筑材料，取自大自然，用之于人类。除大理石具有放射性影响外，常见的木
14、、竹及其他天然成分的材料一般对人类和环境都具有相容性，是一类自然的生态建材。 （2）节能型生态建材节能型生态建材是在生产过程中能显著降低能耗的一类生态建材产品。例如采用免烧，低温快烧、新预分解及其他颠技术。新工艺生产的，或者是采用新型节能原材料生产的产品。（3）利废环保型生态建材这类建材是采用新技术、新工艺，利用工业废渣或生活垃圾及其他废弃物生产的一类生态建材产品，不仅实现了废弃物的再资源化，同时治理了环境污染。（4）安全舒适型生态建材安全舒适型生态建材具有高强。轻质、防火、防水、保温、隔热、隔音、凋温、调湿、调光等多种功能，在某种意义上是一类智能型建材。这类建材作为居室材料使人具有安全感、舒
15、适感。目前的一些传统建材产品一般仅考虑了建筑结构和装饰作用，往往忽视安全舒适方面的功能。（5）保健型生态建材 保健型生态建材是具有促进人体健康功能的类生态建材产品，例如具有灭菌、消毒、防臭、防霉、吸附CO2等功能的建材产品。（6）特殊环境型生态建材这类建材一般是具有适用于恶劣环境的特殊功能的建材产品。例如适用于地下、诲洋、河流、沙漠、沼泽等特殊环境的建材产品。这类产品具有超高强、长寿命、抗风沙、抗腐蚀等方面的特殊功能。二、生态水泥和混凝土1、生态水泥水泥是最主要的建筑材料。如表7-5所示，生产1t水泥熟料约需原料1.3t石灰石，烧成、粉碎过程约需消耗135kg煤、90kwh电力。同时，分解1.
16、1h石灰石，约排放0.49tCO2，燃烧105kg煤需排放0.4tCO2，通常按1t水泥熟料排放ltCO2估计。可以看出水泥生产的环境负荷很高，特别是温室气体CO2影响到人类的生活环境。全球大气中约有55CO2是由水泥生产排放的。表7-5 生产1t水泥的资源消耗及污染物排放情况因此，降低水泥生产和使用的环境负担性极其重要。目前的措施主要有节省能源(燃料和电力)，减少CO2的排放量，以及利用水泥生产的特点，掺加大量固体废弃物作为原料等。如何获得生态水泥：（1）低环境负荷水泥添加料（2）生态水泥生产技术（3）降低能耗的新工艺（4）废弃物再生利用技术2、生态混凝土混凝上是各种建筑物、构筑物的重要建筑材
