論土木工程材料可持續發展

郝艷俊

摘要：土木工程材料是指人類在土木工程建設過程中所使用的各類材料，它是土木工程建設和發展的基礎。我國是土木工程建設大國，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廢拆除過程中產生大量的廢棄物，這對中國的生態和環境都是極大的破壞。因此，在土木工程建設發展過程中，如何發展環保材料，走節約生態道路，實現可持續發展，就顯得極其重要。

關鍵詞：土木工程材料環保；生態可持續發展

進入21世紀，人類所面臨的生存及生活環境日益嚴峻，環境問題也成為全世界最為關心的話題。土木工程作為我國經濟建設的重要支柱產業，極大的滿足了社會發展和經濟發展的需要；但是在這個過程中，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發展始終沒有得到我們的足夠重視，致使很多廢棄物直接堆積起來，占用了大量的土地，造成了土地的極度浪費。那么，在土木工程建設中實施可持續發展，就應把發展生態土木工程材料放在首位；生態土木工程材料代表著未來土建工程發展的方向，推廣和使用生態土木工程材料及研制發明新型的生態土木工程材料就迫在眉睫。作為土木工程材料方面的學員，我們必須認清當前面臨的嚴峻形勢，在今后的工作和學習中加大生態土木工程材料的宣傳，下面就關于土木工程材料的可持續發展做簡要的分析。

1土木工程材料發展現狀及要求

1.1發展現狀

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陋的房屋等土木工程開始，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入了人工生產階段，為較大規模建造土木工程創造了基本條件。隨著科技的發展與社會的進步，人類對建筑材料的使用性能、外觀等各方面的要求越來越高。原有的土木工程材料已不能與此相適應，在其他科學技術進步的推動下，土木工程材料進入了一個新的發展階段，逐漸開發出新型的土木工程材料。石灰、瀝青、水泥、混凝土、預應力混凝土、鋼筋混凝土、鋼結構等，已經成為工業建筑和民用建筑的主要材料，為現代土木工程材料奠定了基礎。進入20世紀后，由于社會生產力突飛猛進以及材料科學與工程學的形成和發展，土木工程材料不僅性能和質量不斷改善，而且品種不斷增加，以有機材料為主的化學建材異軍突起，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、防水抗滲材料以及耐磨、耐腐蝕、防爆和防輻射材料等應運而生。此外，隨著超高建筑、高承載工程和高抗滲工程的出現，一些高性能材料也應而生。高強度等級水泥、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輕、高強、快（堅）硬等優點。這些新型材料的廣泛應用，促進了建筑設計理念、土木工程結構形式及建筑施工技術的巨大革新與發展。

1.2發展要求

1.2.1從土木工程材料的來源來看。鑒于土木工程材料的用量巨大，尤其在應用方面，經過長期使用的不斷累積，單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。從另一方面來看，由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高，傳統建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發展的需求。為此，以天然材料為主要材料的時代即將結束，取而代之的將是各種人工材料，這些人工材料將會向著再生化、節能化和綠色化等方向發展。

1.2.2從土木工程材料應用的發展趨勢來看。為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求，材料應用也向著工業化的方向發展。例如，水泥混凝土等結構性能向著預制化和商品化的方向發展，材料向著半成品或成品的方向延伸，材料的加工、貯存、使用、運輸及其他施工技術的機械化、自動化水平不斷提高，勞動強度逐漸下降。

1.2.3從土木工程對材料技術性能要求的方面來看。技術性能的要求也越來越多，各種物理性能指標的要求，從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著多功能、輕質高強、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。

2生態土木工程材料發展措施

現階段，發展生態土木工程材料主要體現在以下幾個方面：

2.1加大科研投入，利用高科技技術開發具有環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采用新工藝對原有的固體廢棄物進行處理再生產，如利用廢渣、煤矸石、廢舊磚塊等作為材料，生產空心磚等產品取代原有的粘土磚；又如使用勃土、鐵粉、石灰石等原料進行一定的比例的混合，可生產出無公害的生態水泥。

2.3鋼材使用的生態化，鋼材在土木工程建設中有著廣泛的用途，在我國的土木工程建設中，鋼材的使用量一直排在世界第一位，但是低強度的鋼材使用比例遠遠高于發達國家的平均水平，造成了目前我國消費鋼材的結果不合理，這就要求我們應加大防腐高強度鋼材及塑料鋼材的研究。

2.4高性能水泥的發展。高性能水泥是對水泥用途提出了更高的要求，如水泥強度、抗滲、抗凍、速凝等，尤其是面對惡劣的施工環境時，水泥的高性能就顯得尤為重要。

2.5在傳統土木工程材料中加大新技術的投入，使得傳統土工工程材料在生產過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顆粒等生產制備技術。

3土木工程材料的發展趨勢

隨著科學技術的進步和建筑工業發展的需要，一大批新型土木工程材料應運而生，而社會的進步、環境保護和節能降耗及建筑業的發展，又對土木工程材料提出了更高的要求。因而，今后一段時間內，土木工程材料將向以下幾個方向發展。

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、自調節、自修復，實現構筑物自我監控的功能，以及可重復利用性。土木工程材料向智能化方向發展，是人類社會向智能化發展過程中降低成本的需要。

3.2高性能化。將研制輕質、高強高抗震性、、高耐久性、高吸聲性、高保溫性、優異裝飾性及優異防水性的材料，實現結構―功能（智能）一體化。這對提高建筑物的適用性、安全性、藝術性、經濟性及使用壽命等有著非常重要的作用。

3.3生產工業化。工業化生產主要是指應用先進施工技術，改造或淘汰陳舊設備，采用工業化生產技術，使產品規范化、系列化。

3.4復合化、多功能化。利用復合技術生產多功能材料、特殊性能材料及高性能材料，這對提高建筑物的使用功能、經濟性及加快施工速度等有著十分重要的作用。

3.5綠色化、節能化。隨著人們生活水平和文化素質的提高，以及自我保護意識的增強，人們對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，還要求材料無毒、對人體健康無害、對環境不會產生不良影響，即所謂的綠色建材。綠色建材就是從可持續發展角度出發，盡可能少用天然資源，充分利用再生資源，大量使用工業或城市固體廢棄物，采用低能耗，無污染的生產技術，生產和開發能夠降解有害氣體、抑菌與殺菌，對人體健康和環境無害并且可循環再生利用的新型材料。

4結束語

綜上所述，可持續發展作為國家戰略，作為全人類目前所面對的頭等課題；在土木工程材料發展中，應加大推廣生態土木工程材料的應用，從技術層面及人類意識層面加大宣傳，盡快擺脫高耗能的傳統材料，多用節能環保的新材料。

參考文獻

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（作者身份證號碼：150404198107095019）