土木工程材料的发展方向要求除具有良好的使用性能外,还须具有良好的环境协调性能,即具有好的耐久性、低的环境负荷值和高的可循环再生率,强调环保绿色建材。
1.3.1 材料的耐久性
材料在长期使用过程中,能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质,统称之为耐久性,它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗冻性、耐热性、大气稳定性和耐腐蚀性等。材料在使用过程中,除受到各种外力作用外,还要受到环境中各种自然因素的破坏作用,这些破坏作用可分为物理作用、化学作用和生物作用。要根据材料所处的结构部位和使用环境等因素,综合考虑其耐久性,并根据各种材料的耐久性特点,合理地选用。
物理作用:主要有干湿交替、温度变化、冻融循环等等,这些变化会使材料体积产生膨胀或收缩,或导致内部裂缝的扩展,长久作用后会使材料产生破坏。
化学作用:主要是指材料受到酸、碱、盐等物质的水溶液或有害气体的侵蚀作用,使材料的组成成分发生质的变化,而引起材料的破坏。如钢材的锈蚀等等。
生物作用:主要是指材料受到虫蛀或菌类的腐朽作用而产生的破坏。如木材等一类的有机质材料,常会受到这种破坏作用的影响。
表1-3 耐久性和破坏因素的关系
1.3.2 材料的安全性与环境协调性
土木工程材料的环境协调问题日益受到重视。材料的环境协调性是指材料在生产、使用和废弃全寿命周期中要有较低的环境负荷,包括生产中废物的利用、减少三废的产生,使用中减少对环境的污染,废弃时有较高可回收率。1994年设立中国环境标志产品认证委员会,土木工程材料中首先对水性涂料实行环境标志,制定环境标志的评定标准。为了保障人民群众的身体健康和人身安全,国家制订了GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》以及关于室内装饰装修材料有害物质限量等10项国家标准,提出了有关控制要求。