論土木工程材料可持續(xù)發(fā)展

郝艷俊

摘要：土木工程材料是指人類在土木工程建設(shè)過(guò)程中所使用的各類材料，它是土木工程建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)。我國(guó)是土木工程建設(shè)大國(guó)，所有建筑物、道路、大壩、鐵路、港口等都將消耗大量的土木工程材料，而在這些建筑物的報(bào)廢拆除過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢棄物，這對(duì)中國(guó)的生態(tài)和環(huán)境都是極大的破壞。因此，在土木工程建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，如何發(fā)展環(huán)保材料，走節(jié)約生態(tài)道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就顯得極其重要。

關(guān)鍵詞：土木工程材料環(huán)保；生態(tài)可持續(xù)發(fā)展

進(jìn)入21世紀(jì)，人類所面臨的生存及生活環(huán)境日益嚴(yán)峻，環(huán)境問(wèn)題也成為全世界最為關(guān)心的話題。土木工程作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，極大的滿足了社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；但是在這個(gè)過(guò)程中，廢舊建筑物拆除后留下的固體廢棄物正以每年幾十億噸的量在不斷增加，而且受我國(guó)政策、觀念、資源的影響，土木工程材料垃圾綜合利用及可持續(xù)發(fā)展始終沒(méi)有得到我們的足夠重視，致使很多廢棄物直接堆積起來(lái)，占用了大量的土地，造成了土地的極度浪費(fèi)。那么，在土木工程建設(shè)中實(shí)施可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)把發(fā)展生態(tài)土木工程材料放在首位；生態(tài)土木工程材料代表著未來(lái)土建工程發(fā)展的方向，推廣和使用生態(tài)土木工程材料及研制發(fā)明新型的生態(tài)土木工程材料就迫在眉睫。作為土木工程材料方面的學(xué)員，我們必須認(rèn)清當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)，在今后的工作和學(xué)習(xí)中加大生態(tài)土木工程材料的宣傳，下面就關(guān)于土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展做簡(jiǎn)要的分析。

1土木工程材料發(fā)展現(xiàn)狀及要求

1.1發(fā)展現(xiàn)狀

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。隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)建筑材料的使用性能、外觀等各方面的要求越來(lái)越高。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，逐漸開(kāi)發(fā)出新型的土木工程材料。石灰、瀝青、水泥、混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等，已經(jīng)成為工業(yè)建筑和民用建筑的主要材料，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。此外，隨著超高建筑、高承載工程和高抗?jié)B工程的出現(xiàn)，一些高性能材料也應(yīng)而生。高強(qiáng)度等級(jí)水泥、聚合物混凝土、鋼纖維和玻璃纖維混凝土、鋼化玻璃、雙層中空玻璃、多功能涂層玻璃等，這些新型材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、快（堅(jiān)）硬等優(yōu)點(diǎn)。這些新型材料的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)理念、土木工程結(jié)構(gòu)形式及建筑施工技術(shù)的巨大革新與發(fā)展。

1.2發(fā)展要求

1.2.1從土木工程材料的來(lái)源來(lái)看。鑒于土木工程材料的用量巨大，尤其在應(yīng)用方面，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用的不斷累積，單一品種或數(shù)個(gè)品種的原材料來(lái)源已不能滿足其持續(xù)不斷的發(fā)展的需求。從另一方面來(lái)看，由于人們對(duì)于各種建筑物性能的要求不斷提高，傳統(tǒng)建筑材料的性能也越來(lái)越不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。為此，以天然材料為主要材料的時(shí)代即將結(jié)束，取而代之的將是各種人工材料，這些人工材料將會(huì)向著再生化、節(jié)能化和綠色化等方向發(fā)展。

1.2.2從土木工程材料應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看。為滿足現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)性能和施工技術(shù)的要求，材料應(yīng)用也向著工業(yè)化的方向發(fā)展。例如，水泥混凝土等結(jié)構(gòu)性能向著預(yù)制化和商品化的方向發(fā)展，材料向著半成品或成品的方向延伸，材料的加工、貯存、使用、運(yùn)輸及其他施工技術(shù)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平不斷提高，勞動(dòng)強(qiáng)度逐漸下降。

1.2.3從土木工程對(duì)材料技術(shù)性能要求的方面來(lái)看。技術(shù)性能的要求也越來(lái)越多，各種物理性能指標(biāo)的要求，從而表現(xiàn)為未來(lái)建筑材料的發(fā)展具有多功能和高性能的特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)就是材料向著多功能、輕質(zhì)高強(qiáng)、良好的工藝性和優(yōu)良耐久性的方向發(fā)展。

2生態(tài)土木工程材料發(fā)展措施

現(xiàn)階段，發(fā)展生態(tài)土木工程材料主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1加大科研投入，利用高科技技術(shù)開(kāi)發(fā)具有環(huán)境凈化功能的土木工程材料，比如空氣凈化功能材料、防腐、防霉、防紅外、抗菌材料。

2.2采用新工藝對(duì)原有的固體廢棄物進(jìn)行處理再生產(chǎn)，如利用廢渣、煤矸石、廢舊磚塊等作為材料，生產(chǎn)空心磚等產(chǎn)品取代原有的粘土磚；又如使用勃土、鐵粉、石灰石等原料進(jìn)行一定的比例的混合，可生產(chǎn)出無(wú)公害的生態(tài)水泥。

2.3鋼材使用的生態(tài)化，鋼材在土木工程建設(shè)中有著廣泛的用途，在我國(guó)的土木工程建設(shè)中，鋼材的使用量一直排在世界第一位，但是低強(qiáng)度的鋼材使用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平，造成了目前我國(guó)消費(fèi)鋼材的結(jié)果不合理，這就要求我們應(yīng)加大防腐高強(qiáng)度鋼材及塑料鋼材的研究。

2.4高性能水泥的發(fā)展。高性能水泥是對(duì)水泥用途提出了更高的要求，如水泥強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、速凝等，尤其是面對(duì)惡劣的施工環(huán)境時(shí)，水泥的高性能就顯得尤為重要。

2.5在傳統(tǒng)土木工程材料中加大新技術(shù)的投入，使得傳統(tǒng)土工工程材料在生產(chǎn)過(guò)程中減少能源的消耗和污染的排放，比如多孔材料和納米級(jí)顆粒等生產(chǎn)制備技術(shù)。

3土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和建筑工業(yè)發(fā)展的需要，一大批新型土木工程材料應(yīng)運(yùn)而生，而社會(huì)的進(jìn)步、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗及建筑業(yè)的發(fā)展，又對(duì)土木工程材料提出了更高的要求。因而，今后一段時(shí)間內(nèi)，土木工程材料將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。

3.1智能化。所謂智能化材料，是指材料本身具有自感知、自清潔、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)筑物自我監(jiān)控的功能，以及可重復(fù)利用性。土木工程材料向智能化方向發(fā)展，是人類社會(huì)向智能化發(fā)展過(guò)程中降低成本的需要。

3.2高性能化。將研制輕質(zhì)、高強(qiáng)高抗震性、、高耐久性、高吸聲性、高保溫性、優(yōu)異裝飾性及優(yōu)異防水性的材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)―功能（智能）一體化。這對(duì)提高建筑物的適用性、安全性、藝術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性及使用壽命等有著非常重要的作用。

3.3生產(chǎn)工業(yè)化。工業(yè)化生產(chǎn)主要是指應(yīng)用先進(jìn)施工技術(shù)，改造或淘汰陳舊設(shè)備，采用工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，使產(chǎn)品規(guī)范化、系列化。

3.4復(fù)合化、多功能化。利用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)多功能材料、特殊性能材料及高性能材料，這對(duì)提高建筑物的使用功能、經(jīng)濟(jì)性及加快施工速度等有著十分重要的作用。

3.5綠色化、節(jié)能化。隨著人們生活水平和文化素質(zhì)的提高，以及自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)材料功能的要求日益提高，要求材料不但要有良好的使用功能，還要求材料無(wú)毒、對(duì)人體健康無(wú)害、對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生不良影響，即所謂的綠色建材。綠色建材就是從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，盡可能少用天然資源，充分利用再生資源，大量使用工業(yè)或城市固體廢棄物，采用低能耗，無(wú)污染的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)能夠降解有害氣體、抑菌與殺菌，對(duì)人體健康和環(huán)境無(wú)害并且可循環(huán)再生利用的新型材料。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可持續(xù)發(fā)展作為國(guó)家戰(zhàn)略，作為全人類目前所面對(duì)的頭等課題；在土木工程材料發(fā)展中，應(yīng)加大推廣生態(tài)土木工程材料的應(yīng)用，從技術(shù)層面及人類意識(shí)層面加大宣傳，盡快擺脫高耗能的傳統(tǒng)材料，多用節(jié)能環(huán)保的新材料。

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（作者身份證號(hào)碼：150404198107095019）