新型绿色建材的生产工艺与环保效益

引言：传统的建筑材料生产高度依赖对天然资源的消耗，并且会排放数量可观的污染物，与“双碳”目标以及绿色发展的先进理念间存在明显的冲突。新型的绿色建筑材料将“减量化、再利用、资源化”作为作核心要点，凭借创新的生产工艺切实降低对环境造成的负荷，成为推动建筑行业实现转型的关键要素。对新型绿色建材的生产工艺特点以及环保效益展开深入研究，不仅可以有力推动建材产业的技术实现升级，还可以为建筑领域达成碳减排以及资源的循环利用提供保障，对于促进人与自然达成和谐共生的良好局面具有重要意义。

1 新型绿色建材的类型与特点

1.1 主要类型

新型绿色建筑材料包含多个不同的品类，依据其功能可以划分成结构材料、墙体材料、装饰材料等。在结构材料中，再生骨料制成的混凝土、纤维混凝土具有较为广泛的应用；墙体材料包含加气混凝土制成的砌块、秸秆纤维制作的板材、石膏基复合材质的墙板等；而装饰材料则有水性的涂料、再生塑料做成的地板、竹木质的装饰板材等。

1.2 核心特点

相较于传统的建筑材料，新型绿色建筑材料呈现出三大显著特征。其一，原材料具备低碳属性。会优先选用工业固体废弃物、农林废弃物品、可回收再利用的材料等，以此减少对天然的砂石以及黏土等资源的开采活动。其二，生产流程达成清洁标准。经由对生产工艺进行优化，降低能源的消耗以及污染物的排放数量。其三，使用功能体现绿色特质。具有保温隔热、防火防潮、有益健康且环保等多种特性，并且在废弃后还可以进行回收利用，确保在整个生命周期中的环境友好性[1]。

2 新型绿色建材的生产工艺

2.1 再生骨料混凝土生产工艺

以建筑垃圾作为原料制作再生骨料混凝土，其生产流程涵盖三个阶段，分别为建筑垃圾预处理、再生骨料制备以及混凝土搅拌。在预处理阶段，借助破碎、筛分、除杂等操作获取粗骨料，再生骨料需经过强化处理，以此来对其孔隙率与强度进行改善。在搅拌时，按照一定比例加入水泥、水、外加剂以及矿物掺合料，以此来替代大部分的天然骨料，并且对坍落度与强度等级加以控制，达到工程需求。重点的技术之处在于对骨料实施强化处理，可以将再生混凝土的抗压强度提升至 C30-C60 区间，达成传统混凝土的性能标准。

2.2 绿色墙体材料生产工艺

2.2.1 加气混凝土砌块

将硅质材料、钙质材料作为主要的原材料，经过配料、搅拌、发泡、养护等步骤制作而成。此工艺的关键之处在于铝粉发泡技术：将铝粉与料浆进行混合，铝粉会与钙质材料发生反应产生氢气，形成分布均匀的气孔；然后经过静停硬化、切割成型等工序后，在蒸压釜中用 170–200^∘C 的高压蒸汽进行养护，使材料的水化反应可以充分进行，使材料的强度提升到 3-5MPa 。此工艺无需进行高温煅烧操作，消耗的能量仅达到传统黏土砖能耗的三分之一。

2.2.2 秸秆纤维板材

将农作物秸秆作为原料，经过粉碎、干燥、施胶，然后进行热压成型。秸秆应先开展脱蜡、脱脂处理，将表面的蜡质以及糖分进行去除，防止板材因为吸潮而发霉；在施胶的阶段，要采用环保的胶黏剂替换传统的甲醛胶；在热压时，要把控好温度与压力，让胶黏剂固化，并且与纤维相结合，制作出厚度处 5.20mm 的板材。在生产流程中不会有废水排放，而秸秆的利用比例可以达到 90% 以上[2]。

2.3 低碳水泥生产工艺

低碳水泥借助原料替换以及工艺创新削减碳排放，其主要涵盖的技术途径如下：其一，在原料里添加占比 40%-60% 的矿渣、钢渣等工业废渣，以此降低水泥熟料的所占比例；其二，运用新型的煅烧工艺，降低熟料的烧成温度；其三，引入碳捕集的技术手段，在窑尾的烟气中捕获 CO₂ ，并且将其用于混凝土的养护或者作为化工原料。凭借组合工艺，可以使水泥生产过程中的碳排放得以减少，同时其抗压强度依旧维持在 42.5MPa 以上。

3 新型绿色建材的环保效益分析

3.1 资源节约效益

新型的绿色建筑材料可以降低天然资源的使用量。以再生骨料混凝土为例，每生产一万吨混凝土，可以处理掉 8000-10000 吨的建筑垃圾，还可以替代 6000-8000 吨的天然砂石，并且能让采石场的开采面积减少大约 0.5 亩。再如秸秆纤维板材，每吨板材会消耗 1.2-1.5 吨的秸秆，节省 3 立方米的木材，若每年可以推广 1000 万吨秸秆纤维板材，森林被砍伐的面积便可以减少300 万亩。

3.2 能耗降低效益

在生产过程中，其能耗相较于传统建材有明显的降低。加气混凝土砌块的单位能耗处于 150-200 千克标准煤/吨范围，仅达到黏土砖的四分之一；再生骨料混凝土的生产能耗与传统混凝土相比，降低 15%-20% ，因为再生骨料在制备时消耗的能量要低于天然骨料在开采以及运输过程中消耗的能量；光伏建筑材料虽然在生产阶段消耗的能量较多，但是在使用阶段可以进行发电，从全生命周期的能耗角度来看，比传统建材降低 50% 以上，达成“生产时能耗高、使用时能耗低”的净收益情况。

3.3 污染物减排效益

在污染物控制领域，其优势极为显著。低碳水泥借助削减熟料使用量以及优化煅烧流程，每生产一吨水泥可以减少 300-500 千克的二氧化碳排放，若全国水泥总产量中有 30% 运用此工艺，每年二氧化碳减排量可以达到 1.5 亿吨。水性涂料对溶剂型涂料进行替代后，挥发性有机化合物的排放量从每升 300-500 克降低至每升10-50 克，降低幅度超过 90% 。秸秆板材在生产过程中不会有粉尘以及有毒气体排放出来，产生的废水经过简单处理后便可以循环使用，化学需氧量排放浓度低于50 毫克每升，远远低于国家标准[3]。

4 新型绿色建材推广应用的挑战与发展建议

4.1 主要挑战

4.1.1 成本与技术瓶颈

部分新型的绿色建筑材料，其生产耗费的成本相对比较高，对其在市场上被接受的程度产生影响。从技术层面来看，如再生骨料的强度存在不稳定的波动情况、秸秆板材的耐水性能不够理想、低碳水泥在早期阶段的强度较低等问题，目前并未得到彻底的解决，限制其在高质量、高标准的高端工程项目中的推广与使用。

4.1.2 标准与监管不完善

绿色建材的标准体系尚不完善，部分产品缺少统一的性能指标以及环保评价标准，由此造成市场上的产品质量呈现出高低不一的情况。在监管环节存有漏洞，部分企业不实宣称自身产品为“绿色”“低碳”，对市场的正常秩序造成干扰，使消费者的信任程度降低。

4.2 发展建议

4.2.1 加强技术研发与成本控制

强化产学研间的合作力度，针对处于关键地位的技术瓶颈积极开展攻关工作；借助规模化的生产模式、对原材料实施本地化采购等途径削减成本，推动绿色建材的价格达到与传统建材相当的水平。

4.2.2 完善标准体系与监管机制

研发出覆盖各个品类的绿色建材标准，清晰规定环保指标、性能要求以及检测方法；构建“绿色建材认证”制度，对达成认证的产品赋予标识，方便市场加以识别；强化市场的监督管理，严格惩处虚假宣传的行为，确保产品的质量。

结语：

新兴的环保型建筑材料借助创新的生产流程，在资源节省、能源消耗减少、污染物排放降低等领域呈现出较为明显的环保成效，是助力建筑行业达成绿色转变的关键支柱。当下，此种建材的推广遭遇成本、技术、标准等难题，需要凭借开展技术研究以降低成本、健全标准体系并加强监管、增强政策鼓励措施等办法冲破阻碍。

参考文献：

[1] 李德智,王宇,于路港,刘小泉.绿色建材生产碳排放测算研究：以南京为例[J].工程管理学报,2024,38(05):38-43.

[2]代松.新型绿色建材光伏瓦设计选型[J].绿色建筑,2023,15(02):86-88.

[3]加快绿色建材生产和应用[J].建筑技术开发,2022,49(21):180.