現(xiàn)代綠色建筑建筑材料選擇原則與范例

1、現(xiàn)代綠色建筑建筑原則與范例關(guān)鍵詞：混凝土 水泥 管材 玻璃 木材 合金 建筑陶瓷 建筑綠色化 摘要：綠色建筑要求減輕建筑對環(huán)境的負(fù)荷，節(jié)約能源及資源，回歸自然。這里主要是講綠色建筑材料的選擇。包括建筑中采用的木材、樹皮、竹材、石塊、石灰、油漆等 首先是混凝土和水泥的選擇?；炷?，簡稱為“砼（tóng）”：是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料；與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應(yīng)用于土木工程。商品混凝土是以集中攪拌的方式向建筑工地供應(yīng)一定要求的混凝土

2、。它包括混合物攪拌、運輸、泵送和澆筑等工藝過程。商品混凝土在市場競爭中的唯一要求是保證工作性、強度和耐久性的前提下其成本和售價最低。降低成本的技術(shù)途徑是正確選擇原材料和配合比。 1.商品混凝土的特點 (1) 由于是集中攪拌，因此能嚴(yán)格在線控制原材料質(zhì)量和配合比，能保證混凝土的質(zhì)量要求； (2) 要求拌合物具有好的工作性，即高流動性、坍落度損失小，不泌水不離析、可泵性好； (3) 經(jīng)濟(jì)性, 要求成本低，性能價格比高。 2. 原材料的選擇與要求 1). 水泥的選擇 通常采用硅酸鹽水泥、普硅水泥或礦渣水泥，對水泥的基本要求是： (1). 相同標(biāo)號時,選擇強度系數(shù)大的水泥，因為水泥是使混凝土獲得強度的

3、“基礎(chǔ)”； (2) 相同強度時選擇需水量小的水泥。水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量在2127，在配制混凝土?xí)r采用需水量小的水泥可降低水泥用量； (3). 選擇C3 S高、C3 A 低 (<8)、堿含量低(<1)，比表面適中(3400cm2/g3600cm2/g)、顆粒級配好的水泥； (4) 合理使用不同標(biāo)號的水泥。配制C40以下的流態(tài)混凝土?xí)r應(yīng)用32.5Mpa普硅水泥；配制C40以上的高性能混凝土應(yīng)用42.5Mpa硅酸鹽水泥或普硅水泥； (5) 針對不同用途的混凝土正確選擇水泥品種，如要求早強或冬季施工盡量采用R型硅酸鹽水泥，大體積混凝土采用礦渣水泥或普硅水泥。 2)礦物細(xì)摻料的選擇 常用的礦

4、物細(xì)摻料有粉煤灰、磨細(xì)礦渣、沸石粉、硅粉等。配制商品混凝土?xí)r對礦物細(xì)摻料的基本要求是： (1) 售價低、具有一定的水化活性，能替代部分水泥，在保證強度和其它性能的情況下，應(yīng)多摻礦物細(xì)摻料，使混凝土的成本降低； (2) 需水量比小(<100)，顆粒級配合理能提高拌合物的流動性； (3) 合理使用不同品種的細(xì)摻料，配制C60以下的流態(tài)混凝土?xí)r采用II級粉煤灰，C60C80采用I級粉煤灰或磨細(xì)礦渣，100Mpa以上的高性能混凝土摻硅粉。 3). 集料的選擇 粗細(xì)集料都應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。正確選擇集料能確?；炷凉ぷ餍?、強度和經(jīng)濟(jì)性。 (1) 細(xì)集料：砂子的顆粒級配合理、含泥量低有利于強度和工

5、作性的提高。人工砂和風(fēng)化山砂的需水量大、顆粒形狀和級配不合理使拌合物流動性下降。河砂是理想的細(xì) 集料，使用時應(yīng)正確選擇細(xì)度模數(shù)。配制高強混凝土?xí)r應(yīng)用粗砂，普通流態(tài)混凝土用中砂。砂子的細(xì)度模數(shù)影響混凝土的砂率和用水量，砂率高用水量大，坍落度損 失快。砂率偏低容易產(chǎn)生泌水和離析。 (2) 粗集料：石子的最大粒徑和級配影響混凝土的用水量，砂率和工作性。配制高強混凝土和高性能混凝土?xí)r應(yīng)采用高強度的碎石，其最大粒徑應(yīng)為19mm或 25mm，因為高強混凝土的強度幾近為石子強度的二分之一。普通流態(tài)混凝土采用最大粒徑25mm或31.5mm碎石，采用泵送工藝時石子最大粒徑應(yīng)小于泵 出口管徑的三分之一，否則產(chǎn)生堵

6、泵現(xiàn)象。目前市場連續(xù)級配的碎石較少，多數(shù)為單一粒級、這時應(yīng)采用二級配石子。若采用單一粒級的石子應(yīng)提高砂率。 混凝土的砂率與石子的最大粒徑有關(guān)，大石子砂率小、小石子砂率大。其中就有合理配合的問題。在配制流態(tài)混凝土?xí)r，若采用較大粒徑(如31.5mm)碎石與中細(xì)砂(Mx=2.50)配合可以降低砂率和用水量，因而降低混凝土的成本。 4) 外加劑的選擇 商品混凝土所用的外加劑應(yīng)包括：引氣減水劑、高效緩凝引氣減水劑、緩凝減水劑、高效緩凝減水劑、泵送劑、高效泵送劑等。選擇外加劑的原則： (1) 根據(jù)所配制的混凝土類型選擇相應(yīng)的外加劑品種; (2) 根據(jù)混凝土的原材料、配合比和標(biāo)號確定對外加劑的減水率和摻量的

7、要求; (3) 根據(jù)工程類型、氣候條件、運輸距離，泵送高度等因素，確定對坍落度損失程度、凝結(jié)時間和早期強度的要求; (4)其它特殊要求(如抗?jié)B性、抗凍性、抗浸蝕性、耐磨性等)。 最后、通過混凝土試配，經(jīng)濟(jì)性評估后才能應(yīng)用外加劑。 混凝土配合比設(shè)計和優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計和優(yōu)化 商品混凝土的工藝不同于現(xiàn)場攪拌的混凝土，運輸距離和時間的存在必須控制坍落度損失。因此在設(shè)計混凝土配合比時應(yīng)考慮如下因素： (1) 根據(jù)運距和運輸時間確定初始坍落度：近距離(<10km)或1h時，初始坍落度為18cm20cm；遠(yuǎn)距距離(>10 km)或2h時，為20cm22cm。 (2) 控制坍落度損失，即控制入

8、泵前的坍落度應(yīng)大于15cm。因為坍落度<15cm時可泵性差。而坍落度>20cm時，澆筑后混凝土長時間保持大流動性狀態(tài)、其穩(wěn)定性差容易產(chǎn)生離析，凝結(jié)慢。 (3) 初凝時間的控制：梁板柱澆筑時初凝時間8 h12h、大體積混凝土為12h15h。 (4) 商品混凝土作為一種建材產(chǎn)品參與市場競爭必須考慮經(jīng)濟(jì)性，在保證技術(shù)性能的前提下售價最低。對商品混凝土總的要求是：穩(wěn)定、可靠、適用和經(jīng)濟(jì)。 其次是玻璃：玻璃：一種較為透明的固體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學(xué)氧化物的組成(Na2O·CaO·6SiO2),

9、主要成份是二氧化硅。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)透光，屬于混合物。我們在選擇玻璃時需要根據(jù)玻璃的特性和實際需要選擇玻璃。凈片玻璃特性1、良好的透視、透光性能（3mm、5mm厚的凈片玻璃的可見光透射比分別為87%和84%）。對太陽光中近紅外熱射線的透過率較高，但對可見光折射至室內(nèi)墻頂?shù)孛婧图揖?、織物而反射產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外長波熱射線卻有效阻擋，故可產(chǎn)生明顯的“暖房效應(yīng)”。凈片玻璃對太陽光中紫外線的透過率較低； 2、隔聲、有一定的保溫性能； 3、抗拉強度遠(yuǎn)小于抗壓強度，是典型的脆性材料； 4、有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，通常情況下，對酸堿鹽及化學(xué)試劑盒氣體都有較強的抵抗能力，但長期遭受侵蝕性介質(zhì)的作用也能導(dǎo)致變質(zhì)

10、和破壞，如玻璃的風(fēng)化和發(fā)霉都會導(dǎo)致外觀破壞和透光性能降低； 5、熱穩(wěn)定性較差，急冷急熱易發(fā)生炸裂。 裝飾玻璃特性1、彩色平板玻璃 可以拼成各類團(tuán)，并有耐腐蝕抗沖刷、易清洗等特點。 2、釉面玻璃 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和裝飾性。 3、壓花玻璃、噴花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃根據(jù)各自制作花紋的工藝不同，有各種色彩、觀感、光澤效果，富有裝飾性。 安全玻璃特性1、鋼化玻璃 機械強度高、彈性好、熱穩(wěn)定性好、碎后不易傷人、可發(fā)生自爆。 2、夾絲玻璃 受沖擊或溫度驟變后碎片不會飛散；可短時防止火焰蔓延；有一定的防盜、防搶作用。 3、夾層玻璃 透明度好、抗沖擊性能高、夾層PVB膠片粘合作用保護(hù)碎片不散落

11、傷人，耐久、耐熱、耐濕、耐寒性高。 節(jié)能裝飾性玻璃1、著色玻璃 有效吸收太陽輻射熱，達(dá)到蔽熱節(jié)能效果；吸收較多可見光，使透過的光線柔和；較強吸收紫外線，防止紫外線對室內(nèi)影響；色澤艷麗耐久，增加建筑物外形美觀。 2、鍍膜玻璃 保溫隔熱效果較好，易對外面環(huán)境產(chǎn)生光污染。 3、中空玻璃 光學(xué)性能良好、保溫隔熱性能好、防結(jié)露、具有良好的隔聲性能。 普通平板玻璃，鋼化玻璃，磨砂玻璃，壓花夾層玻璃，中空玻璃等建筑用陶瓷：房屋、道路、給排水和庭園等各種土木建筑工程用的陶瓷制品。有陶瓷面磚、彩色瓷粒、陶管等。按制品材質(zhì)分為粗陶、精陶、半瓷和瓷質(zhì)四類；按坯體燒結(jié)程度分為多孔性、致密性以及帶釉、不帶釉制品。其共同

12、特點是強度高、防潮、防火、耐酸、耐堿、抗凍、不老化、不變質(zhì)、不褪色、易清潔等，并具有豐富的藝術(shù)裝飾效果。內(nèi)墻面磚。也稱釉面磚,用精陶質(zhì)材料制成,制品較薄，坯體氣孔率較高，正表面上釉，以白釉磚和單色釉磚為主要品種，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用色料制成各種花色品種外墻面磚。由半瓷質(zhì)或瓷質(zhì)材料制成。分有釉和無釉兩類，均飾以各種顏色或圖案。釉面一般為單色、無光或弱光澤。具有經(jīng)久耐用、不退色、抗凍、抗蝕和依靠雨水自洗清潔的特點 地面磚。用半瓷質(zhì)材料制成,分為有釉和無釉兩種，均飾以單色、多色、斑點和各種花紋圖案。陶瓷錦磚。也稱馬賽克,是用于地面或墻面的小塊瓷質(zhì)裝修材料?？芍瞥刹煌伾⒊叽绾托螤?，并可拼成一個圖案單元

13、，粘貼于紙或尼龍網(wǎng)上，以便于施工，并分有釉和無釉兩種。一般以耐火粘土、石英和長石作制坯的主要原料，干壓成型，于1250°C左右下燒成。也有以泥漿澆注法成型，用輥道窯、推板窯等連續(xù)窯燒成。陶瓷壁畫。為貼于內(nèi)外墻壁上的藝術(shù)陶瓷。用于外墻的由半瓷質(zhì)或瓷質(zhì)材料制成，用于內(nèi)墻的可由精陶材料制成。特點是經(jīng)久耐用，永不退色。一般以數(shù)十甚至數(shù)千塊白釉內(nèi)墻磚拼成，用無機陶瓷顏料手工繪畫燒制成畫面。木材和合金：由天然樹木加工成的圓木、板材、枋材等建筑用材的總稱。除直接使用原木外，木材都加工成板方材或其他制品使用。為減小木材使用中發(fā)生變形和開裂，通常板方材須經(jīng)自然干燥或人工干燥。自然干燥是將木材堆垛進(jìn)行氣

14、干。人工干燥主要用干燥窯法，亦可用簡易的烘、烤方法。干燥窯是一種裝有循環(huán)空氣設(shè)備的干燥室，能調(diào)節(jié)和控制空氣的溫度和濕度。經(jīng)干燥窯干燥的木材質(zhì)量好，含水率可達(dá)10以下。使用中易于腐朽的木材應(yīng)事先進(jìn)行防腐處理。用膠合的方法能將板材膠合成為大構(gòu)件，用于木結(jié)構(gòu)、木樁等。木材還可加工成膠合板、碎木板、纖維板等。為了合理使用木材，通常按不同用途的要求，限制木材允許缺陷的種類、大小和數(shù)量，將木材劃分等級使用。腐朽和蟲蛀的木材不允許用于結(jié)構(gòu)，因此影響結(jié)構(gòu)強度的缺陷主要是木節(jié)、斜紋和裂紋.合金，是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的

15、數(shù)目，可分為二元合金、三元合金和多元合金各類型合金都有以下通性： (1)多數(shù)合金熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點； (2)硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大；（特例：鈉鉀合金是液態(tài)的，用于原子反應(yīng)堆里的導(dǎo)熱劑） (3)合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的材料，如在鐵中摻入15鉻和9鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學(xué)工業(yè)。 (4)有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼) 2.常見合金 球墨鑄鐵、錳鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、白銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、18K白金。 鋁合金的突出特點是密度小、強度高。鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、

16、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性，良好的塑性和較高的強度，稱為防銹鋁合金，用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?。硬鋁合金的強度較防銹鋁合金高，但防蝕性能有所下降，這類合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近開發(fā)的高強度硬鋁，強度進(jìn)一步提高，而密度比普通硬鋁減小15%，且能擠壓成型，可用作摩托車骨架和輪圈等構(gòu)件。Al-Li合金可制作飛機零件和承受載重的高級運動器材。以鋅為基加入其他元素組成的合金。常加的合金元素有鋁、銅、鎂、鎘、鉛、鈦等。鋅合金熔點低，流動性好，易熔焊，釬焊和塑性加工，在大氣中耐腐蝕，殘廢料便于回收和重熔；但蠕變強度低，易發(fā)生自然時效引起尺寸變化總結(jié)：所謂“綠色建筑”的“綠色”，并不是指