材料市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告
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摘要：
近年來(lái)我國(guó)土木工程材料工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著品種少、質(zhì)量檔次低、生產(chǎn)和使用能耗大及浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，因此如何發(fā)展和應(yīng)用新型土木工程材料已成為現(xiàn)代化建設(shè)急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。主要介紹了土木工程材料的歷史與現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，闡述了綠色環(huán)保材料及生態(tài)建材的優(yōu)良性能，指出了綠色建材的發(fā)展趨勢(shì)。
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土木工程材料；綠色環(huán)保；發(fā)展趨勢(shì)
土木工程是房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工及地下工程的總稱。從古至今，土木工程始終與人類的生存與發(fā)展緊密相關(guān)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們物質(zhì)生活水平的提高，人類對(duì)土木工程的利用和需求也越來(lái)越高。土木工程的發(fā)展呈現(xiàn)出綠色、健康、節(jié)能、環(huán)保的新趨勢(shì)。
土木工程材料是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著土木工程的使命質(zhì)量和壽命。土木工程材料包括土木工程中使用的各種材料及制品。根據(jù)物質(zhì)組成的種類及化學(xué)成分，傳統(tǒng)的土木工程材料包括：鋼材、木材、砌筑材料、氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料等等。但在其生產(chǎn)、使用過(guò)程和回收中，不僅消耗了大量的資源和能量，而且?guī)?lái)了環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，將土木工程材料向綠色建材發(fā)展迫在眉睫。為此，人們開(kāi)始對(duì)新的建筑材料進(jìn)行研發(fā)，尋找既能瞞住材料性能的要求，又不破壞環(huán)境，而且還能夠改善環(huán)境的“生態(tài)建材”�！熬G色建材”是才1988年國(guó)際材料學(xué)科研討會(huì)上首次提出的，隨后在1992年聯(lián)合國(guó)召開(kāi)了環(huán)境與發(fā)展大會(huì)，并于1994年設(shè)立了“可持續(xù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)”工作組。技術(shù)工作者們也致力于新材料的開(kāi)發(fā)，并取得了一系列的研究成果。
一、土木工程材料發(fā)展現(xiàn)狀
土木工程材料可按不同原則進(jìn)行分類。根據(jù)材料的來(lái)源分，可分為天然材料及人造材料；根據(jù)其功能分，可分為結(jié)材料、裝飾材料、防水材料、絕熱材料等。
目前，通常根據(jù)組成物質(zhì)的種類及化學(xué)成分，將土木工程材料分為無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料三大類。
人類從挖土、鑿石為洞、伐木搭竹為棚，利用天然材料建造非常簡(jiǎn)陋的房屋等土木工程開(kāi)始，到人類能夠用黏土燒制磚、瓦，用巖石燒制石灰、石膏之后，土木工程材料才由天然材料進(jìn)入了人工生產(chǎn)階段，為較大規(guī)模建造土木工程創(chuàng)造了基本條件。18世紀(jì)—19世紀(jì)，資本主義興起，促進(jìn)了工商業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，原有的土木工程材料已不能與此相適應(yīng)，在其他科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，土木工程材料進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，鋼材、水泥、混凝土及其他材料的相繼問(wèn)世，為現(xiàn)代土木工程材料奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)入20世紀(jì)后，由于社會(huì)生產(chǎn)力突飛猛進(jìn)，以及材料科學(xué)與工程學(xué)的形成和發(fā)展，土木工程材料不僅性能和質(zhì)量不斷改善，而且品種不斷增加，以有機(jī)材料為主的化學(xué)建材異軍突起，一些具有特殊功能的新型土木工程材料，如絕熱材料、吸聲隔聲材料、各種裝飾材料、耐熱防火材料、防水抗?jié)B材料以及耐磨、耐腐蝕、防爆和防輻射材料等應(yīng)運(yùn)而生。
今后，在原材料方面，要最大限度地節(jié)約有限的資源，充分利用再生資源及工農(nóng)業(yè)廢料；在生產(chǎn)工藝方面，要大力引進(jìn)現(xiàn)代技術(shù)，改造或淘汰陳舊設(shè)備，降低原材料及能源消耗，減少環(huán)境污染；在性能方面，要力求輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐久、多功能及結(jié)構(gòu)）功能（智能）一體化；在產(chǎn)品形式方面，要積極發(fā)展預(yù)制技術(shù)，逐步提高構(gòu)件化、單元化的水平。
二、新型土木工程材料—綠色建材和生態(tài)建材
1、綠色建材
土木工程材料行業(yè)對(duì)資源的利用和對(duì)環(huán)境的影響都占據(jù)著重要的位置，在產(chǎn)值、能耗、環(huán)保等方面都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的大戶，為了保證源源不斷地為工程建設(shè)提供質(zhì)量可靠的材料，避免新型材料的生產(chǎn)和發(fā)展對(duì)環(huán)境造成危害，因此“綠色建材”應(yīng)運(yùn)而生。目前正在開(kāi)發(fā)的和已經(jīng)開(kāi)發(fā)的綠色建材主要有以下幾種：
第一、利用廢渣類物質(zhì)為原料生產(chǎn)的建材。這類建材以廢渣為原料生產(chǎn)磚、砌塊材板及膠凝材料，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能利廢，但仍需依靠科技進(jìn)步，繼續(xù)研究和開(kāi)發(fā)更為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，使這類產(chǎn)品無(wú)論是成本上，還是性能方面真正能達(dá)到綠色建材標(biāo)準(zhǔn)。
第二、利用化學(xué)石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，用工業(yè)廢石膏代替天然石膏，利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)可生產(chǎn)各種土木建筑材料產(chǎn)品，這些產(chǎn)品具有石膏的許多優(yōu)良性能，開(kāi)辟石膏建材的新來(lái)源，并且消除了化工廢石膏對(duì)環(huán)境的危害，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
第三、利用廢棄的有機(jī)物生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產(chǎn)多種土木工程材料。如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機(jī)物對(duì)環(huán)境的污染，還節(jié)約了石油等資源，符合在資源可持續(xù)發(fā)展方面的基本要求。
第四、利用各種代木材料，用其他廢料制造的代木材料在生產(chǎn)使用中不會(huì)有害人的身體健康，利用高興技術(shù)使其成本和能耗降低，將是未來(lái)綠色建材的主要發(fā)展方向。
第五、利用來(lái)源廣泛的地方材料為原料，利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材，不同的地區(qū)都可能有來(lái)源豐富、不同種類的地方材料。根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點(diǎn)，利用現(xiàn)代技術(shù)，可生產(chǎn)各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復(fù)合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。
2、生態(tài)建材
為了節(jié)約能源、凈化環(huán)境，人們正在研發(fā)開(kāi)發(fā)“生態(tài)建材”。生態(tài)建材屬于生態(tài)材料屬于生態(tài)材料的范疇。最早提出這一概念的是以山本良一為首的日本東京大學(xué)研究小組，他們?cè)谘芯苛怂褂玫牟牧吓c生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系后，認(rèn)為生態(tài)材料大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。
�。�1）生態(tài)建材應(yīng)具有先進(jìn)性，它既可以拓展人類的生活領(lǐng)域，又能為人類開(kāi)拓更廣闊的活動(dòng)空間。
�。�2）生態(tài)建材應(yīng)具有環(huán)境協(xié)調(diào)性，它既能減少對(duì)環(huán)境的污染危害，從社會(huì)持久發(fā)展及進(jìn)步的觀點(diǎn)出發(fā)，使人類的活動(dòng)范圍和外部環(huán)境盡可能協(xié)調(diào)，又在其制造過(guò)程中最低限度地消耗物質(zhì)與能源，使廢棄物的產(chǎn)生和回收處理達(dá)到最小，產(chǎn)生的廢棄物能被處理、回收和再生利用，并且這一過(guò)程不產(chǎn)生污染。
�。�3）生態(tài)建材應(yīng)具有舒適性，它既能創(chuàng)造一個(gè)與大自然和諧的健康生活環(huán)境，又能使人類在更加美好、舒適的環(huán)境中生活。綜合具備上述三種特性的建筑材料就構(gòu)成了生態(tài)建材，也就是說(shuō)，具有上述特征的建筑材料或工藝技術(shù)可稱為“生態(tài)建材”或“建筑材料的生態(tài)環(huán)境化技術(shù)”。
三、土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)
隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快和生產(chǎn)力水平的大幅度提高，全球性資源匱乏和能源短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，大量的建筑廢棄物等待處理，廢舊物品的再生利用成為21世紀(jì)人類生活的主題。隨著“綠色奧運(yùn)”的成功舉行，“綠色環(huán)�！币殉蔀楝F(xiàn)代人追求的生活目標(biāo)。目前，世界各國(guó)的城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)都強(qiáng)調(diào)以綠色建筑為宗旨的綠色環(huán)境。綠色環(huán)境是指人類生存的環(huán)境必須受到良好和有效的保護(hù)，是指達(dá)到生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)污染的標(biāo)志。為滿足綠色環(huán)境的要求，土木工程材料應(yīng)具有健康、安全、環(huán)保的基本特性滿足輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐用、多功能的優(yōu)良技術(shù)性能和美觀的美學(xué)功能。
四、 總結(jié)
總而言之，土木工程材料往往標(biāo)志一個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)。土木工程材料的發(fā)展的過(guò)程是隨著社會(huì)生產(chǎn)力一起進(jìn)行的，它和工程技術(shù)的進(jìn)步有著不可分割的聯(lián)系。工程中選材料時(shí)通過(guò)對(duì)環(huán)境的影響對(duì)后來(lái)人的影響來(lái)決定土木工程材料的好壞，在未來(lái)，基于材料原有的性質(zhì)的基礎(chǔ)上。
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