无机非金属建筑材料的环保性分析王冉

发布时间：2024-11-23 10:42

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        北京市政路桥管理养护集团有限公司北京市 100097
        摘要：随着社会经济的高速发展与建筑工程建设数量逐渐增加，有效提升了人们生活水平，同时对房屋建筑提出更高的要求。无机非金属材料因其自身具有良好的抗菌性能而受到业界和消费者的青睐。基本原理是活性氧消菌以及离子缓释杀菌的抗菌功能，使其具有较好的环保功能。在建筑、装修和家电等生活和生产领域，具有广阔的发展前景。
        关键词：抗菌；环保性能；无机非金属材料
        引言
        就我国建筑材料未来的发展趋势来说，主要会呈现出以下几个不同的发展方向。一是各类可有效降低建筑生产耗能的产品会层出不穷，建筑物料的品质会不断提升；二是节能环保材料会受到市场的欢迎；三是各类保温隔热材料会得到长足地发展。
        1无机非金属材料的含义与种类
        1.1无机非金属材料的含义
        无机非金属材料指的是以某些元素的碳化物、氧化物、氮化物、硫系化合物、磷酸盐、钛酸盐、硅酸盐、氯酸盐等物质构成的材料，除了金属材料、有机高分子材料外，其他所有材料都可以统称为无机非金属材料。20世纪40年代以后伴随科学技术的发展，才有了无机非金属材料的命名，该名称是由传统的硅酸盐材料逐渐演变来的。在当代材料体系中，无机非金属材料是其重要的一个组成部分。
        1.2无机非金属材料的种类
        无机非金属材料包括半导体材料、高技术晶体材料、硅酸盐材料以及精细陶瓷材料等。与传统的陶瓷相比较，精细陶瓷材料的应用效率和应用范围更加广泛。材料的组成结构超出了硅酸盐的范围，可扩大到高温烧制的无机材料，这种材料的制备突破了传统的工艺要求，利用新技术进行高纯和超细材料制备，无论是化学组成，还是控制成型，都能在优化制品形态的同时保证制品形态多样化。基于无极非金属的整体性、防火性能以及防水性能等优势，将新材料和新工艺全面升级和系统优化，践行更加有效的材料管控措施。
        2无机非金属材料的抗菌环保原理
        建筑的抗菌环保作用，就是指某种建筑材料对自然界里面微生物的生物链产生的消极影响。主要表现在：微生物的寿命变短，食物变少，繁殖能力变弱，对其物种数量影响极大，有可能导致基因变异。无机非金属建筑建筑材料和微生物之间的关系，实际上就是与环境的关系，环保问题。建筑材料抗菌环保机理主要有四个方面：（1）细胞壁的合成过程受到干扰。肽聚糖是细菌细胞壁的重要组成分子，细胞壁受到无机非金属抗菌材料的干扰作用，主要通过影响四肽交联与多糖链的连结，使得细胞壁处于非完整状态，损害菌体导致细菌死亡。（2）细胞膜受到损伤。细菌细胞组织活动的重要结构部分是细胞膜，因此如果细胞膜受到破坏、损伤，细菌会因为失去良好的活动场所而死亡。（3）蛋白质的合成过程受到控制。氨基酸是蛋白质合成过程所必须的物质，并且必须以核糖体为载体配合酶的参与作用才能完成。阻拦、破坏、抑制任何一个环节的化学反应过程或者其中一个化学物质，都会导致蛋白质的合成过程受阻，从而导致细菌死亡。（4）核酸合成受破坏。
        3无机非金属建筑材料的环保性能
        3.1保温隔热的新型墙体材料
        保温隔热的建筑主体砌体和建筑墙体节能隔热材料，因其对工业和建筑废料的循环利用和保温节能效果而具备环保性能。第一，新型砌体材料的主要原料是粉煤灰、矿渣和煤矸石，取代了传统砌体材料对自然资源的依赖。第二，最新的陶粒加气空心砌块和混凝土加气空心砌块的加工过程为机械搅拌和成形，无需烧制，砌块保温和耐火性能出色，施工简便。常见的墙体保温新型无机非金属材料包括岩棉和玻璃泡沫，这两种人造硅酸盐材料的导热系数小、耐腐蚀，在对建筑物进行保温节能的同时，也兼具装饰作用。
        3.2新型无机非金属材料的自洁与抗菌性
        新型无机非金属材料的自洁与抗菌性主要通过两种方式实现。第一，将可以通过光催化实现杀菌作用的涂层材料添加到材料表面，涂层材料中的主要抗菌成分为半导体的金属氧化物。第二，将具有可以破坏细菌组织结构或抑制细菌繁殖生长的金属离子加入材料中，其中银离子、锌离子、铜离子是较为常用的杀菌金属离子。

其他具有较好抑菌、杀菌的金属离子由于本身的有毒性并不适合在环保材料中应用。为了金属离子抑菌、杀菌性能的稳定性，减少光照、高温对其性能产生的影响，通常情况下，我们会在材料中加入性质较为稳定的吸附材料，如沸石或磷酸盐等。
        3.3新型防霉、抗菌无机非金属建筑材料
        当前新型的防霉、抗菌无机非金属建筑材料主要应用在墙面涂料、卫生洁具、地面砖等领域，可以实现自动抑菌、杀菌、净化环境的作用。这种新型的防霉、抑菌无机非金属建筑材料融合了纳米技术，扩大了材料表面与空气的接触面积，提高了材料的抑菌、杀菌效果。而且，由于纳米材料的特殊性，空气中的细菌或其他杂质很难附着在其表面，所以这种新型的防霉、抗菌无机分金属建筑材料本身具有了自洁性。
        4无机非金属材料在建筑工程中的应用
        4.1普通无机非金属建筑材料的应用
        无机非金属材料中的水泥和玻璃是最常见的建筑材料，尤其是水泥，广泛应用于建筑工程施工的每一个环节，从建筑的地基浇筑、主体施工，到装修工程，都离不开水泥材料。在建筑装修和装饰阶段使用的无机非金属材料更是数不胜数，陶瓷洁具、地面墙面瓷砖、墙面涂料等装修、装饰材料，绝大部分都是由无机非金属材料制成的，这些建筑和装修装饰用材料的生产和使用对环境和节能都存在不利影响，如水泥的生产过程对环境的影响就很大。建筑装修装饰材料在使用过程中释放的有害化学物质影响消费者的健康。虽然国家对建筑材料的入市标准有严格的规定，但普通建筑材料的品质还是参差不齐。
        4.2具有环保性能的新型无机非金属建筑材料的应用
        由于国家对建筑工程材料绿色节能环保性能的要求越来越高，绿色建材的认定和检验标准也逐步完善，具有环保性能的建筑材料获得了市场青睐。人们对建筑工程品质的追求也刺激了环保建筑材料和装饰材料市场的发展，从事新型无机非金属材料研发和生产的企业获得了良好的市场发展机遇和国家政策的扶持。近几年，基于节能考虑的新建筑墙体材料、外墙保温隔热材料得到了广泛应用。具有自洁、杀菌、抗菌、环保性能的新型功能陶瓷、装饰材料和涂层材料被广泛应用于制造卫生洁具、墙面装饰和墙面涂料等建筑装修装饰。
        5无机非金属建筑材料的环保性能前景
        无机非金属建筑材料的环保性能主要表现在一下一个方面：（1）符合建筑材料工业环境制定的能源评价法，该方法通过计算能源消耗数量的多少以此衡量建筑材料对环境造成的影响，无机非金属材料生产制作过程能源消耗比较低，对环境的污染比较小，所以符合能源评价法；（2）环境因子影响法（EAF），这种方法是在产品的生产过程对环境造成各种影响带来污染的的种种因素都加以考虑。其基本表达式是：EAF=自然资源、能源消耗、废弃物排放、微生物的影响、区域整体影响。无机分金属建筑材料同样符合这一评价体系，无机非金属建筑材料污染物排放量比较少，对微生物的负面影响比较小；（3）符合生态指数法，符合环境商值法，符合生态因子发，符合生命周期法。具有良好的抗菌环保功能。
        结语
        结合非金属材料的研究成果，进一步推进新技术和新工艺的融合机制，实现整体技术结构的多元化发展，确保技术体系和应用效果的最优化。另外，超导材料和智能材料的出现也是无机非金属材料学新的研究方向。相关研究人员要结合现有的研究成果，建构更加系统化的研究模型和材料管理体系，实现产业的可持续发展。
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