现代绿色建筑建筑材料选择原则与范例.doc

现代绿色建筑建筑原则与范例关键词：混凝土 水泥 管材 玻璃 木材 合金 建筑陶瓷 建筑绿色化 摘要：绿色建筑要求减轻建筑对环境的负荷，节约能源及资源，回归自然。这里主要是讲绿色建筑材料的选择。包括建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等 首先是混凝土和水泥的选择。混凝土，简称为“砼（tng）”：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。商品混凝土是以集中搅拌的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。商品混凝土在市场竞争中的唯一要求是保证工作性、强度和耐久性的前提下其成本和售价最低。降低成本的技术途径是正确选择原材料和配合比。 1.商品混凝土的特点 (1) 由于是集中搅拌，因此能严格在线控制原材料质量和配合比，能保证混凝土的质量要求； (2) 要求拌合物具有好的工作性，即高流动性、坍落度损失小，不泌水不离析、可泵性好； (3) 经济性, 要求成本低，性能价格比高。 2. 原材料的选择与要求 1). 水泥的选择 通常采用硅酸盐水泥、普硅水泥或矿渣水泥，对水泥的基本要求是： (1). 相同标号时,选择强度系数大的水泥，因为水泥是使混凝土获得强度的“基础”； (2) 相同强度时选择需水量小的水泥。水泥的标准稠度需水量在2127，在配制混凝土时采用需水量小的水泥可降低水泥用量； (3). 选择C3 S高、C3 A 低 (8)、碱含量低(1)，比表面适中(3400cm2/g3600cm2/g)、颗粒级配好的水泥； (4) 合理使用不同标号的水泥。配制C40以下的流态混凝土时应用32.5Mpa普硅水泥；配制C40以上的高性能混凝土应用42.5Mpa硅酸盐水泥或普硅水泥； (5) 针对不同用途的混凝土正确选择水泥品种，如要求早强或冬季施工尽量采用R型硅酸盐水泥，大体积混凝土采用矿渣水泥或普硅水泥。 2)矿物细掺料的选择 常用的矿物细掺料有粉煤灰、磨细矿渣、沸石粉、硅粉等。配制商品混凝土时对矿物细掺料的基本要求是： (1) 售价低、具有一定的水化活性，能替代部分水泥，在保证强度和其它性能的情况下，应多掺矿物细掺料，使混凝土的成本降低； (2) 需水量比小(100)，颗粒级配合理能提高拌合物的流动性； (3) 合理使用不同品种的细掺料，配制C60以下的流态混凝土时采用II级粉煤灰，C60C80采用I级粉煤灰或磨细矿渣，100Mpa以上的高性能混凝土掺硅粉。 3). 集料的选择 粗细集料都应符合有关标准的要求。正确选择集料能确保混凝土工作性、强度和经济性。 (1) 细集料：砂子的颗粒级配合理、含泥量低有利于强度和工作性的提高。人工砂和风化山砂的需水量大、颗粒形状和级配不合理使拌合物流动性下降。河砂是理想的细 集料，使用时应正确选择细度模数。配制高强混凝土时应用粗砂，普通流态混凝土用中砂。砂子的细度模数影响混凝土的砂率和用水量，砂率高用水量大，坍落度损 失快。砂率偏低容易产生泌水和离析。 (2) 粗集料：石子的最大粒径和级配影响混凝土的用水量，砂率和工作性。配制高强混凝土和高性能混凝土时应采用高强度的碎石，其最大粒径应为19mm或 25mm，因为高强混凝土的强度几近为石子强度的二分之一。普通流态混凝土采用最大粒径25mm或31.5mm碎石，采用泵送工艺时石子最大粒径应小于泵 出口管径的三分之一，否则产生堵泵现象。目前市场连续级配的碎石较少，多数为单一粒级、这时应采用二级配石子。若采用单一粒级的石子应提高砂率。 混凝土的砂率与石子的最大粒径有关，大石子砂率小、小石子砂率大。其中就有合理配合的问题。在配制流态混凝土时，若采用较大粒径(如31.5mm)碎石与中细砂(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) 外加剂的选择 商品混凝土所用的外加剂应包括：引气减水剂、高效缓凝引气减水剂、缓凝减水剂、高效缓凝减水剂、泵送剂、高效泵送剂等。选择外加剂的原则： (1) 根据所配制的混凝土类型选择相应的外加剂品种; (2) 根据混凝土的原材料、配合比和标号确定对外加剂的减水率和掺量的要求; (3) 根据工程类型、气候条件、运输距离，泵送高度等因素，确定对坍落度损失程度、凝结时间和早期强度的要求; (4)其它特殊要求(如抗渗性、抗冻性、抗浸蚀性、耐磨性等)。 最后、通过混凝土试配，经济性评估后才能应用外加剂。 混凝土配合比设计和优化混凝土配合比设计和优化 商品混凝土的工艺不同于现场搅拌的混凝土，运输距离和时间的存在必须控制坍落度损失。因此在设计混凝土配合比时应考虑如下因素： (1) 根据运距和运输时间确定初始坍落度：近距离(10 km)或2h时，为20cm22cm。 (2) 控制坍落度损失，即控制入泵前的坍落度应大于15cm。因为坍落度20cm时，浇筑后混凝土长时间保持大流动性状态、其稳定性差容易产生离析，凝结慢。 (3) 初凝时间的控制：梁板柱浇筑时初凝时间8 h12h、大体积混凝土为12h15h。 (4) 商品混凝土作为一种建材产品参与市场竞争必须考虑经济性，在保证技术性能的前提下售价最低。对商品混凝土总的要求是：稳定、可靠、适用和经济。 其次是玻璃：玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2OCaO6SiO2),主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。我们在选择玻璃时需要根据玻璃的特性和实际需要选择玻璃。净片玻璃特性1、良好的透视、透光性能（3mm、5mm厚的净片玻璃的可见光透射比分别为87%和84%）。对太阳光中近红外热射线的透过率较高，但对可见光折射至室内墙顶地面和家具、织物而反射产生的远红外长波热射线却有效阻挡，故可产生明显的“暖房效应”。净片玻璃对太阳光中紫外线的透过率较低； 2、隔声、有一定的保温性能； 3、抗拉强度远小于抗压强度，是典型的脆性材料； 4、有较高的化学稳定性，通常情况下，对酸碱盐及化学试剂盒气体都有较强的抵抗能力，但长期遭受侵蚀性介质的作用也能导致变质和破坏，如玻璃的风化和发霉都会导致外观破坏和透光性能降低； 5、热稳定性较差，急冷急热易发生炸裂。 装饰玻璃特性1、彩色平板玻璃 可以拼成各类团，并有耐腐蚀抗冲刷、易清洗等特点。 2、釉面玻璃 具有良好的化学稳定性和装饰性。 3、压花玻璃、喷花玻璃、乳花玻璃、刻花玻璃、冰花玻璃根据各自制作花纹的工艺不同，有各种色彩、观感、光泽效果，富有装饰性。 安全玻璃特性1、钢化玻璃 机械强度高、弹性好、热稳定性好、碎后不易伤人、可发生自爆。 2、夹丝玻璃 受冲击或温度骤变后碎片不会飞散；可短时防止火焰蔓延；有一定的防盗、防抢作用。 3、夹层玻璃 透明度好、抗冲击性能高、夹层PVB胶片粘合作用保护碎片不散落伤人，耐久、耐热、耐湿、耐寒性高。 节能装饰性玻璃1、着色玻璃 有效吸收太阳辐射热，达到蔽热节能效果；吸收较多可见光，使透过的光线柔和；较强吸收紫外线，防止紫外线对室内影响；色泽艳丽耐久，增加建筑物外形美观。 2、镀膜玻璃 保温隔热效果较好，易对外面环境产生光污染。 3、中空玻璃 光学性能良好、保温隔热性能好、防结露、具有良好的隔声性能。 普通平板玻璃，钢化玻璃，磨砂玻璃，压花夹层玻璃，中空玻璃等建筑用陶瓷：房屋、道路、给排水和庭园等各种土木建筑工程用的陶瓷制品。有陶瓷面砖、彩色瓷粒、陶管等。按制品材质分为粗陶、精陶、半瓷和瓷质四类；按坯体烧结程度分为多孔性、致密性以及带釉、不带釉制品。其共同特点是强度高、防潮、防火、耐酸、耐碱、抗冻、不老化、不变质、不褪色、易清洁等，并具有丰富的艺术装饰效果。内墙面砖。也称釉面砖,用精陶质材料制成,制品较薄，坯体气孔率较高，正表面上釉，以白釉砖和单色釉砖为主要品种，并在此基础上应用色料制成各种花色品种外墙面砖。由半瓷质或瓷质材料制成。分有釉和无釉两类，均饰以各种颜色或图案。釉面一般为单色、无光或弱光泽。具有经久耐用、不退色、抗冻、抗蚀和依靠雨水自洗清洁的特点 地面砖。用半瓷质材料制成,分为有釉和无釉两种，均饰以单色、多色、斑点和各种花纹图案。陶瓷锦砖。也称马赛克,是用于地面或墙面的小块瓷质装修材料。可制成不同颜色、尺寸和形状，并可拼成一个图案单元，粘贴于纸或尼龙网上，以便于施工，并分有釉和无釉两种。一般以耐火粘土、石英和长石作制坯的主要原料，干压成型，于1250C左右下烧成。也有以泥浆浇注法成型，用辊道窑、推板窑等连续窑烧成。陶瓷壁画。为贴于内外墙壁上的艺术陶瓷。用于外墙的由半瓷质或瓷质材料制成，用于内墙的可由精陶材料制成。特点是经久耐用，永不退色。一般以数十甚至数千块白釉内墙砖拼成，用无机陶瓷颜料手工绘画烧制成画面。木材和合金：由天然树木加工成的圆木、板材、枋材等建筑用材的总称。除直接使用原木外，木材都加工成板方材或其他制品使用。为减小木材使用中发生变形和开裂，通常板方材须经自然干燥或人工干燥。自然干燥是将木材堆垛进行气干。人工干燥主要用干燥窑法，亦可用简易的烘、烤方法。干燥窑是一种装有循环空气设备的干燥室，能调节和控制空气的温度和湿度。经干燥窑干燥的木材质量好，含水率可达10以下。使用中易于腐朽的木材应事先进行防腐处理。用胶合的方法能将板材胶合成为大构件，用于木结构、木桩等。木材还可加工成胶合板、碎木板、纤维板等。为了合理使用木材，通常按不同用途的要求，限制木材允许缺陷的种类、大小和数量，将木材划分等级使用。腐朽和虫蛀的木材不允许用于结构，因此影响结构强度的缺陷主要是木节、斜纹和裂纹.合金，是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金各类型合金都有以下通性： (1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点； (2)硬度一般比其组分中任一金属的硬度大；（特例：钠钾合金是液态的，用于原子反应堆里的导热剂） (3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特殊性能的材料，如在铁中掺入15铬和9镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。 (4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢) 2.常见合金 球墨铸铁、锰钢、不锈钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金。 铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化总结：所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的