建设海绵城市的好处

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建设海绵城市的好处范文第1篇

关键词：城市雨水利用；现状；措施

中图分类号 F299.24 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）04-0051-02

1 城市雨水利用研究现状

1.1 国外城市雨水利用现状 当今，国外对于城市水资源的研究比较广泛，尤其是日本、德国、美国等发达国家，非洲很多干旱城市如拜尼沃利德以及新加坡等东南亚的一些国家都采取了很多有效措施来对城市雨水进行开发利用，比如建立屋顶储水系统、建立雨水入渗系统、制定相应法律条例等。

1.2 我国城市雨水利用现状 我国的城市化进程正在逐年加快，与此同时城市水资源问题也日益凸显，水质污染、城市内涝以及地下水位下降等问题层出不穷，在破坏城市生态环境的同时也威胁着城市居民的生命财产安全，从而严重制约着城市的发展。我国对城市雨水利用的研究相对于其他国家来说尚处于初期，如北京、天津、大连、青岛等的典型缺水城市也只是停留在探索阶段，还没有形成一套完整的城市雨水利用系统，尚未出台有关于城市雨水利用的法律条例。总的来说，我国对于城市雨水利用的研究还有很长的一段路要走。

2 城市雨水利用的含义

城市雨水利用指的是降落到城市中的雨水被汇聚收集起来并通过净化之后加以利用的过程，它是缓减城市水资源短缺、减少城市内涝和改善城市水环境的有效途径[1]。可以将其分为直接利用和间接利用两个部分：直接利用可表现为通过收集储蓄雨水直接来加以利用，比如可以用于绿地灌溉、城市喷泉等；间接利用则表现为利用各种人工设施进行雨水渗透，使其渗入到地下水中，从而间接改善城市水环境。

3 城市雨水利用的效益分析

3.1 环境效益 首先，城市雨水的合理利用可以防止城市内涝的发生，我国现在正处在城市化的浪潮中，城市面积越来越大，导致原来的河流和湿地逐渐消失，之前可渗水的松软土壤被沥青水泥等不透水的材料所代替，因此当有强烈降水发生时，容易引发城市内涝。通过建立透水设施不仅可以缓解这个问题，也能够节省建立排水系统的部分费用。其次，城市雨水利用还可以丰富地下水。由于城市化进程不断加剧，城市人口不断增多，因而地下水开采过量，尤其是沿海城市，很容易出现海水倒灌、地面塌陷等问题。通过透水性地面等透水设施雨水会渗透到地下从而起到丰富地下水的作用，并且土壤还会起到净化雨水的作用。美化城市也是城市雨水利用所带来的效益之一。由于扩张的城市、增多的人口、加重的污染，使得水资源越来越短缺，很多以水为主要特征的景观都消失殆尽[3]。城市雨水利用可以对这些坏影响起到一定的作用。

3.2 社会效益 通过对城市居民宣传城市雨水利用的好处，可以增强人们的节水意识与凝聚力，产生一定的社会效益。人们逐渐认识到当前城市水资源稀缺的严峻形势，自觉参与到城市雨水利用的行列中来，不仅可以保护城市水资源，而且增强了大家的凝聚力。

3.3 经济效益 城市雨水利用可以节省排水费用，且雨水利用设施工程花费相对跨流域调水等工程来说较少。雨水利用设施工程的建立，可以避免每一次大量降雨之后所进行的城市排水工作的进行，即一次性解决所有的问题，且造价低。

4 城市雨水利用措施

4.1 加强对雨水利用的研究和应用，修复雨水的生态功能 城市雨水这个事情并不难，技术上要求也不高，经济上投入也不大，关键是转变观念，在规划之初就考虑如何处理雨水。修复雨水的生态功能主要是指对雨水进行汇聚收集再利用的过程。

4.1.1 先利用人工设施进行城市雨水的收集 如我国某些城市利用大面积集中雨水的要求来设计，可以利用屋面进行雨水收集，这对于高密度建设的城市来说无疑是一种比较实用的方法；对于公路来说可以将道路高程设计得较高（最好是高于陆地）并设置缺口，降水时水流可以顺着缺口流入道路两旁的绿化滋润植物；用透水砖将步行道或者停车场等场所铺设成透水地面等在如今的大多数城市也时常可见，这也不失为一种雨水利用的好方法。也可在此基础上对城市进行雨污分流，对城市雨水系统进行单独建立，从而对城市雨水进行更有效率地收集。

4.1.2 对收集的雨水进行利用 具体可分为以下3个方面：一是直接利用，它是指将收集之后的雨水加以净化直接使用，比如用来市民生活、浇灌绿化等等，可以稍微缓解城市用水的紧张；二是间接利用，它是指通过一系列透水渗水措施使得下渗到地下来补充地下水的短缺，具体可用透水砖等偷税设施进行建设，以解决因地下水超采所引发的一系列问题，通过此种举措也可以避免城市内涝的问题；三是综合利用，即二者合一、双管齐下，从而更加有效地改善城市水资源环境。至于怎么利用则要根据城市的具体情况来具体规划：例如青岛降雨量不大且有明显的季节分布，这种情况下只进行雨水的直接利用就显得得不偿失了，因而应主要进行间接利用，辅助以直接利用手段来进行该市的雨水利用。

4.2 制定相关的法律法规并加大执行力与监管力度 世界上雨水利用技术较发达的国家如美国早在1965年就出台了《水资源规划法》《雨水利用条例》等相关法律条例，德国也在1989年出台了雨水利用设施标准[2]。虽然近年来我国对于雨水利用逐渐重视起来，但至今仍未有全国性的相关法律文献的出台。因此，我国各级政府应借鉴国外进行城市雨水利用的经验来制定相应的法律条例，从而规范对雨水利用的具体标准，同时有关部门也要加大执行力并加强监管力度。

4.3 向市民广泛宣传雨水利用的重要性 我国城市居民大多数人节水意识较为缺乏，对于雨水利用更是没有什么概念，城市水资源浪费严重，因而向市民广泛宣传当前城市水资源所面临的严峻形势以及雨水利用的意义就显得尤为重要。雨水利用是城市建设的重要环节之一，应通过各种媒体、社区活动等形式及利用微信微博等网络社交平台进行宣传，并将其渗透到学校教育中去，使得社会民众逐渐树立起雨水利用的意识，让市民们无论是在工作还是在生活中都注意节约用水。

5 展望

城市雨水的利用是解决水资源短缺的新途径，也是实现水资源可持续利用的有益选择[4]。就目前情况来看，我国在城市雨水利用方面还处于开始阶段。“海绵城市”是城市雨水利用的良好体现，它的概念于2012年才在我国首次提出，并在2014年12月宣布了试点城市。“海绵城市”是一种非常形象的表达，由于海绵的物理特性被学术界和行业内所惯用，从而来比喻城市的某种吸附功能和吐纳雨水的能力[5]。它能够对环境的变化有良好的适应能力并可以最大程度降低自然灾害所带来的影响：降水过大时可以对雨水充分进行收集储存，降水过小时将之前储存好的水释放利用，使得城市化与生态自然化得到有机结合，最大限度地实现雨水在城市的蓄存。因此，大力推进海绵城市建设是未来城市雨水利用的目标。

参考文献

[1]李美娟.城市雨水资源利用效益评价研究[D].大连：大连理工大学，2010.

[2]邵兆凤，邢国平，周建芝，等.天津市城市雨水利用前景建议[J].中国水土保持科学，2012（02）：102-106.

[3]祁燕.城市雨水资源利用分析[J].水科学与工程技术，2010（S1）：35-36.

建设海绵城市的好处范文第2篇

关键词：小城镇；滨水绿道；多功能性

中图分类号：TU985.2

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）07002304

1 小城镇滨水绿道的定义与类型

滨水绿道顾名思义，即穿越的区域以河流、湖泊或者海洋等自然水体为主，以木栈道、湖堤、滨水步行道等作为载体的步道。

笔者研究的小城镇滨水绿道是都市型绿道的一种，主要针对小型城市为主，在水域附近建设滨水线性空间。它的建设主要满足人的使用功能，但如何兼顾生态保护、社会关系、交通组织、城市基础设施完善等功能，是小城镇建设面临的迫切问题。小城镇居民希望居住环境能够有所改善，但又不希望建设造成生态的破坏。

2 小城镇滨水绿道建设存在的问题特性

生态设计理念近些年在国内受到各方面的重视，小城镇居住环境建设也颇受其影响。正是在此背景下，展开绿道的建设，但由于对理念没有真正的认识与解读，在实际探索过程中难免存在一些误区：主要有长距离借城市道路，违背了绿道的真正含义；绿道建设功能性单一，不能满足多样性活动；只规划道路，忽略了绿色控制区的划分；人工化太过浓重，缺乏生态性；滨水驳岸类型繁多，建设样式过于单一等。

3 多功能设计理念

绿道之所以能够迅速大规模发展，来源于绿道多功能性。Little认为绿道源自19世纪的公园道（parkway）和绿化带（greenbelt）的融合，其最初的功能是提供风景优美的车道以供休闲之用。在其后的一战和二战期间，绿道便出现了更加有层次结构、组织结构和专门化的休闲项目；到了20世纪60～70年代，更加注重了绿道开发的经济功能，但同时也唤起了环境教育、历史和审美功能；20世纪80年代以后，绿道更加关注生态价值，关注生物多样性的保护和可持续发展；最近，随着后现代思潮的兴起，人们越来越关注其社会功能[1]（图1）。绿道功能的总体趋势是越来越复杂，单一目标的绿道往往很难实现。但多目标的绿道其各功能之间常常存在冲突，尤其是生态保护和休憩之间，需要通过加强管理、限制使用等手段协调冲突。

绿道具有多功能兼容性，比如生态性：保护生物多样性、维护生境稳定等；游憩性：作为居民徒步旅行、游玩、聊天、散步等休闲娱乐开敞空间；社会与教育性：保护历史人物遗址、古村落，为居民提供交流，科教普及等；经济性：促进旅游业、提供就业机会、提升土地价值等。

滨水绿道的建设，改善滨水线性空间环境与功能，大大的促进了线性空间的多样性，根据不同类型的滨水空间在其使用上拥有不同的偏向。按照这种偏向，根据绿道的功能特性，把滨水绿道形式分为以下4类：生态保护型、休闲娱乐型、交通集散型、文化保护型。

4 台州市黄岩区永丰河上游段滨水绿道多功能性设计

4.1 背景

在浙江省推出“五水共治”的背景下，各市级地区开始相应河流，水域的整治。永丰河就是在此背景下进行改造设计，位于黄岩区高桥乡与埠头镇镇域内，永宁江支流永丰河上游段，涉及永丰河两岸河道区域，全长约7.2 km，两岸边为基线，两边向外宽10 m为设计基数，涉及周边10多个村1.5万多人，总规划面积约30万m2（图2）。

4.2 基地分析

4.2.1 有利条件

区位优势：基地位于建成区内，尤其是中游段，位于城镇中心，绿道的建设，极大地促进了附近居民的休憩游玩活动，对于提升城市形象和品质具有重要作用。

生态优势：基地自然环境优越，西南面山体层峦耸翠，中部永丰河自南而北缓缓流经瓦瓷窑村、胜利村、大埭村等村落，山水交融，浑然一体。

建设优势：基地内部略有起伏，但基本平坦，同时，内部用地以农林用地为主，兼有农居点，征地难度小，限制条件少。

4.2.2 存在的问题

环境质量：河道常年没有得到维护，生活垃圾、废水排入河内，严重污染水体质量。

植物现状：河流两岸植物以自然生长方式植物为主，部分地段有所改造，参差不齐。周边以农田、果林、河滩、林地为主，多为单一栽植，植被景观平淡。

道路交通：设计区域内现状城市道路网不成体系，次干路、支路网和滨水步道严重缺失。纵向联系仅通过乡村道及少量现有城市道路，且道路不连续，等级较低，可达性较差。

4.3 多功能性设计

依据现状以“一带三区三核”为整体结构布局，针对生态保护型、休闲娱乐型、交通集散型、文化保护型4种不同滨水绿道的不同特征的功能偏向进行绿道设计（图3）。

4.3.1 生态保护型滨水绿道

主要分布于自然资源较好的地段，结合现状地形、地貌，通过地域文化元素融入到滨水绿道环境之中，使整个滨水岸线，更富有文化气质。通过植物丰富水岸环境，改善生态环境，增强驳岸抗干扰能力，使水域与陆地生态系统有机的联系起来，成为一个稳固的群落系统。根据其人工因素，主要分为2类：即自然型滨水绿道、台阶式人工自然滨水绿道的形式。

（1）自然型滨水绿道。指原有生态环境条件下，进行适当的人工改造建设，不做过大的破坏，若路段条件较好，可将原有人行道直接改造成滨水绿道（图4）；若路段条件较差，可以将原有人行道改造成自行车道或建设悬挑的景观木栈道（图5）。

（2）台阶式人工自然滨水绿道。台阶式人工自然驳岸是对于防洪要求较高且腹地较小的湖段，在建造时要采取台阶式的分层处理（图6）。遵守以人为本的原则，考虑人性化的坡度、踏步宽度、阶梯的高度等，迎合大众的亲水戏水的行为。其设计应考虑现状的水文资料，了解水体的常水位和洪水位的高度以及发生的频率，并采用一定的相应措施处理，避免发生不必要的安全事故。

4.3.2 休闲娱乐型滨水绿道

游憩性主要体现在亲水性上， 亲水通过2个方面的体验，包括身体的亲水以及精神上的亲水。具象的亲水指通过人的亲水行为，如划船、游泳等。精神上的亲水，是对大自然水景的感受，而有所触动[2]。根据亲水程度把休闲娱乐型滨水绿道分为3类：亲水型滨水绿道、邻水型滨水绿道、观水型滨水绿道。

（1）亲水型滨水绿道。人处于亲水型滨水绿道可近距离与水接触，伸手即可与水发生亲水行为，并感受自然的魅力，如临近于驳岸的亲水平台、亲水广场，建造在水面的构筑物、游船码头等均是引人入胜的直观的亲水环境。能促进人与人之间的交往以及人与水的互动，营造良好的亲水空间氛围。

（2）邻水型滨水绿道。邻水型滨水绿道位于水域附近，但人体不能与水直接触碰，伴随着一些驳岸的游憩活动，如水岸散步、游玩、嬉戏等。完善的滨水基础服务设施有利于保证邻水型行为的安全性和娱乐性，可建设一些亭廊、座凳、观景平台等（图7）。

（3）观赏型滨水绿道。可以远距离观水，一般发生在地势由高到低的观水位置，在植景设计时，尽可能的避免视线与水域间的阻挡。在一些地势平坦的半封闭空间，也尽量不要隔断与水域的视线关系，可通过镂空或者植物的疏密关系，保证视线可达，获得远距离亲水感受。

4.3.3 交通集散型滨水绿道

沿着河流、湖泊等水体建设而成，其功能主要体现在“集散”二字，绿道的建设连接各个空间节点，使破碎的空间整合为一个整体，包括水路与路域的连接。而绿道集散场地的布置按照“大集中小分散”的原则进行，主要体现在驿站的设计与布置。绿道的建设使城市水体与城市居民联系变得紧密起来，交通作为绿道最基本的功能，增强市民出行的可达性[3]。

永丰河慢行系统的建设，将建立一个高效便捷且满足行人感知和体验的绿道网络。将自行车与步行2种绿色出行方式有机的结合起来，并相互转换（图8）。

通过合理的竖向设计、驳岸设计、流畅的交通设计、丰富的植景设计，结合场地点缀园林建筑及人性化的景观小品，以及慢行设施的空间布点对场地内步行和自行车出行的方式相互转换，通过驿站设置与布点，合理的转换，形成滨河绿地与生态景观融为一体的完整的绿道系统（图9）。

4.3.4 文化保护型滨水绿道

绿道若不赋予其文化内涵，将失去生命和活力。滨水绿道的建设过程中，尽可能挖掘当地地域文化元素，融入到绿道环境之中，实现文化内涵从无到有的转化。因此在绿道规划中应该把握城镇个性、彰显地域特色、继承历史文脉。使绿道成为展示民族文化特色的窗口为游客提供感受历史文化的场所。

滨水绿道的设计体现以人为本，满足多功能使用，结合周边用地及文化文脉，上游突出和彰显青瓷窑址的独特魅力（图10），中段靠近集镇中心应加强健身娱乐休憩功能，增添市民文化，下游桔树成林，凸显“桔”文化，打造赏花闻香、采摘蜜桔的农业观光项目。使该河段成为一条连接城区的精神长廊，并可供城里和乡村同时休憩、养生的福地，形成一幅动物、植物、人和谐相处的自然画卷。

5 结语

由于建设者生态理念意识的淡薄，小城镇滨水绿道的建设常常陷入设计误区，追求一时的效果，忽略区域性的生态关系，加之滨水区域往往破坏后很难恢复，对于滨水沿岸的历史文化区域也是一种不必要的破坏。绿道建设恰到好处地弥补了上述问题，而绿道之所以能够迅速大规模发展，也来源于绿道多功能性，在一个空间里能够同时满足多功能相互融合而不受制约。

绿道的多功能主要体现在能满足人们的多方面使用需求，兼顾多种活动行为的发生，并不因设计者的设定而存在，也不因为绿道的建成而拥有[4]。在倡导生态城市、海绵城市的大背景下，人们越来越重视生态环境的营造，滨水绿道的建设，给人们提供一个更加健康游憩的平台。多功能性的建设旨在为人们营建一个舒适、安全的绿道生活网络，从而改善人们的生活环境和方式，另一方面也是对小城镇文化的提炼与展示。

参考文献：

[1]LITTLE C E.Greenw for Ameriea[M].London：The Johns Hopkinspress Ltd，1990：1～25.

[2]俞孔坚，张 蕾，刘玉杰，等.城市滨水区多目标景观设计途径探索：浙江省慈溪市三灶江滨河景观设计[J].中国园林，2004（5）：28～32.

[3]蔡云楠，方正兴，李洪彬，等，绿道规划理念・标准・实践[M].北京：科学出版社，2012.

[4]刘滨谊，徐文辉.生态浙江绿道建设的战略设想[J].城市林业，2004（2）：12～14.

建设海绵城市的好处范文第3篇

关键词 陶瓷废料,多孔陶瓷,废料循环利用,节能降耗

1引 言

近年来,我国陶瓷行业发展迅猛,产量已连续13年位居世界第一位,建筑陶瓷2006年国内产量超过50亿m2,占全球总产量的60%以上。建筑陶瓷出口量也在不断增加,已经成为陶瓷产品出口的第二大品种。由于目前我国陶瓷工业的经济增长方式仍以自然资源和劳动力的高投入为主要特征,这种粗放型的发展方式已经不能实现经济与资源、社会与环境、生态与发展的合理配置。随着产量的增加,原料的消耗量也大量增加,每年消耗的天然原料在1.2亿t以上,由此产生的废料数量也越来越多。例如抛光砖产品废料,仅佛山陶瓷产区,各种抛光砖废料的年产量已经超过300万t,全国抛光砖废料的年产量估计在500万t左右。如此大量的陶瓷废料已经严重污染了人类生存的环境,因此,如何变废为宝、化废料为资源,已经成为科技和环保部门的当务之急,我国必须高度重视对陶瓷生产中废料的再循环利用工作,把它提高到环境材料学的高度加以研究和利用,提高到全民绿色环保的高度加以重视和解决。

2陶瓷废料的主要来源与分类

众所周知,陶瓷产品种类繁多,一般分为传统陶瓷和现代技术陶瓷两大类。传统陶瓷是指用天然硅酸盐粉末(如粘土、高岭土等)为原料生产的产品;现代技术陶瓷是根据所要求的产品性能,通过严格的成份和生产工艺控制而制造出来的高性能材料,可用于高温和腐蚀介质的环境,是现代材料科学发展最活跃的研究领域之一。随着陶瓷品种的不断增加及其性能水平的不断提高,陶瓷产品的需求量正在逐渐增加,同时生产过程中所产生的废料在一定程度上也会有所增加。陶瓷废料主要来自于陶瓷产品的生产过程中,在成形、干燥、施釉、搬运、焙烧、后期的磨削加工及贮存等过程中产生的, 其种类大致可分为以下几种:

(1) 坯体废料:主要是指陶瓷产品在烧成之前所形成的废料。

(2) 废釉料:主要是在陶瓷产品的生产过程中(抛光砖的研磨、抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形成的污水,污水经净化处理后所形成的固体废料,通常含有重金属元素,按其化学含量多少可分为有毒废釉料和有害废釉料。

(3) 烧成废料:主要是指陶瓷制品在烧成过程中产生的废品以及在其贮存和运输等过程中产生的废品。如图1所示为堆积如山的烧成废料。

(4) 匣废渣:采用重油或煤作为燃料的陶瓷窑炉,由于重油及煤的不完全燃烧,容易产生大量未燃烬的游离碳,从而污染陶瓷制品。因此,为了避免陶瓷产品被烟熏,大多日用陶瓷制品通常采用隔焰加热的方式进行焙烧,而获得隔焰加热方式最经济的方法就是采用匣焙烧。由于匣多次承受热应力作用以及装过程中的搬运、碰撞,从而产生大量的废匣。

(5) 磨削加工废料:日常生活中用到的瓷质砖及厚釉砖等产品,在烧成后必须经过刮平定厚、研磨抛光及磨边倒角等一系列的磨削加工,才能形成光亮如镜及平滑细腻的陶瓷制品。大量的砖屑废料就是在这一系列的磨削加工过程中产生的。

3陶瓷废料在功能性多孔陶瓷中的应用

3.1 利用废料制作多孔陶瓷板

随着陶瓷产业规模的不断扩大与产量的不断增加,优质高岭土和长石等天然矿物资源在逐年减少,与此同时,陶瓷废料的产出量也在日益增大。最近几年,国外采用陶瓷废料为基料研发成功了一种多孔陶瓷板,拓宽了陶瓷废料的利用渠道。其工艺过程是以炼铜产出的铜熔渣为基料,配合适量粉煤灰、粘土和陶瓷废料等,加入碳酸盐或碱性金属氧化物和玻璃钢废材,将其置于搅拌机内,边搅拌边加入水、分散剂和粘结剂,同时除泡,制备泥浆、注模、干燥,于700～1000℃下烧结而成。由于废玻璃钢在约200℃下会热分解,产生气体并碳化,随着温度的进一步升高,碳化物也会产生气体,使陶瓷产生气孔而变为多孔质,加之玻璃钢中玻璃纤维以网状残存,可提高其韧性。使用可溶性碳酸盐时,坯体表面还会析出碳酸盐结晶,烧成后在表面形成开口气孔。若注模成形时,用一定直径的针体插通坯体,烧成后则可形成穿透细孔。由此制成的多孔陶瓷板轻质高强,特别是韧性、透水性、吸湿性和吸附性较高,不仅可用作建筑材料,还可作为吸附和过滤材料使用。生产这种多孔陶瓷板还有一大好处就是用铜熔渣、粉煤灰废料、废玻璃钢与其它原料配料,只需在不高于1000℃以下的温度下便可烧成,有利于节能。佛山欧神诺陶瓷股份有限公司与华南理工大学曾令可教授合作完成的广东省部产学研项目“利用陶瓷废渣生产轻质高强节能型建筑陶瓷板材”,就是利用陶瓷抛光砖废渣,再掺合一定量的铝型材生产中的废渣,通过合理的原料制备、添加剂的选择、最佳烧成工艺的控制(充分利用陶瓷废料中SiC和有机物高温发泡的特性),开发出的新型轻质生态建筑材料。其比重为0.95～1.35g/cm3,导热系数低于0.35W/(m・K),产品规格达到660mm×1320mm。

3.2 制备多孔墙体保温材料

利用陶瓷废料、高温砂、低温砂以及粘土为原料,制备出一种以闭口气孔为主、密度小的新型建筑材料,可作为一种功能性的高效保温、 隔热、 隔音墙体材料,不但节能效果好,而且可以减轻建筑结构的承重,该方法制备工艺简便、施工效率高、易操作、利于产业化,对于我国的“节能降耗、减排”以及推动我国工业的持续、稳定发展都具有非常重要的意义。

文献记载[1-2]:利用抛光砖废渣细粉为原料生产墙体材料时,由于其含有微细有机磨料及少量的无机触媒,分解温度在1140～1200℃,在烧成过程中当烧成温度达到其分解温度时,有机树脂将会分解,从而产生大量的气体,而此时制品表面处于熔融状态,气体不能够逸出表面,从而在内部产生大量封闭气孔。根据实验结果,抛光渣用量在30～60%时,产品变形程度较小,气孔率适中,便于制成多孔保温材料:抛光渣用量低于30%时,制品虽然发泡,但由于有机高温树脂含量较小, 烧成时其内部产生的气体少,不能够达到多孔保温材料的条件;抛光砖废渣用量高于 60%时,产品变形程度大,不易得到合格的产品。由于抛光砖废渣可塑性较差,为了提高坯泥的可塑性和坯体的强度以便于成形,必须掺入15～25%的粘土以提高其可塑性。为了降低烧成温度,扩大烧成温度范围,还必须掺入适量的熔剂性原料。熔剂性原料的使用,有利于在烧成过程中形成一定的液相,促进坯体烧结,同时形成一定的高温粘度,有利于坯体内部气孔的形成。按照此方法制备的多孔墙体保温材料的密度为900kg/m3,抗折强度为6MPa,导热系数为0.23W/(m・k),耐火度大于1200℃。蒙娜丽莎公司利用陶瓷废料(废料量达50～80%)掺合其他工业固体废弃物生产大规格轻质隔热保温陶瓷板,最大格规可达1000mm×2000mm以上,成形厚度可达3.5mm,比重小于0.95g/cm3(最小可达0.5g/cm3),导热系数小于0.25W/(m・k),隔音性能为30dB,该项目在北京召开的科技成果评估会上已通过建设部科技发展促进中心的成果评估。

3.3 利用陶瓷废料制备吸音材料

随着生活水平的提高,人们对噪声的控制越来越重视,使用吸音材料成为控制噪声的重要手段之一。现代社会要求吸音材料不含石棉、 矿物纤维等对人体皮肤有刺激性的纤维材料,且要求防水、阻燃、使用寿命长。国际上都在积极寻找和开发新型的吸音材料,无有害成分的环保型吸音材料必将成为未来吸音材料的发展方向。最近不断在公共场所、娱乐场所发生火灾,造成死亡惨重的关键因素之一就是高分子可燃吸音材料所致,中央电视台新大楼的火灾也是这种原因导致的,故最近广东省公安文化及安监总局等单位联合整治、拆除了公共娱乐场所50万m2的可燃性吸音材料,如海绵、塑料泡沫等。

近年来,国内外开始了利用工业废料生产陶粒的研究,由于陶瓷容重小、内部多孔、形态与成分较均一,具有一定的强度和坚固性,因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性、保温、隔热、隔音、隔潮等功能特点,可以广泛应用于建筑、化工、石油等部门。在建筑方面,可以作为轻骨料制备混凝土和轻质墙体保温板,也可以作为填料填在空心墙或窑的衬层中进行隔热保温。

文献[3-4]记载:首先将抛光砖生产所产生的废料作为主要原料来制备一种轻质陶粒,其技术性能指标为:容重 600kg/m3,筒压强度为1.72MPa,吸水率≤18.7%。然后以微孔吸声结构原理为主要设计依据,以抛光砖废料制成的轻质陶粒、水泥、粉煤灰等为主要原料,辅以发泡剂、防水剂等添加剂,采用一般的混凝土成形方法,得到一种新型的环保多孔吸音材料。其制备工艺过程为:按一定质量比将膨胀水泥、粉煤灰、陶粒及其它添加剂在水泥砂浆搅拌机中搅拌0.5min,得到均匀的干混合料,再加水搅拌约5min,然后将发泡剂加入混合浆料中搅拌,得到流动性较好的混合浆料。经成形、脱模,即可得到气孔均匀的多孔材料。样品24h脱模后用保鲜膜包裹,在标准养护条件下养护28日,通过性能测试分析,该吸音材料吸音频率范围宽,吸音效果非常明显。

3.4 利用破损陶瓷和陶瓷废料制造陶瓷透水砖

随着经济的发展,现代城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆盖,形成了人们感官上的“桑拿”现象。同时,陶瓷废料、工业废渣等不可降解废弃物严重地污染着生态环境。国内一些专家学者开始了以工业废渣为主要原料,具有强度较高、渗水性能好、烧成温度适中、结构优良等特点的环境友好型生态建筑材料――陶瓷透水砖的研究工作,该研究方案不但可以充分利用工业废渣等废弃物,而且可以消除水泥混凝土等阻水材料给人们感官上带来的“桑拿”现象。

据文献[5-7]等介绍:采用破损陶瓷和陶瓷废料作为主要原料,可制造低成本、高附加值的透水砖。方案的成功实施在一定程度上解决了破损陶瓷和陶瓷废料的环保问题,使资源得到循环利用,并能获得良好的经济效益。按照这些方案来生产透水砖,陶瓷破损料和陶瓷废料的加入量最多可占到 75～85%。以上研究解决了陶瓷生产中所产生的所有破损陶瓷和废料的再利用问题,特别是解决了抛光砖磨屑再利用难、洁具次品再利用技术可行但经济上不可行的难题,大大降低了透水砖的生产成本,有利于透水砖的推广,起到保护城市防洪系统、弥补地下水资源的作用。

利用破损陶瓷和陶瓷废料制造陶瓷透水砖的工艺流程是把洁具废次品、各类墙地砖次品和破损陶瓷用鄂式破碎机破碎后,经10目筛子过筛,根据需要再对粒度小于1.65mm 的陶瓷料进行细筛分,并根据其化学成分分析结果制定原料配方。根据原料配方将抛光砖粒子、磨屑和各种粉状料(如石灰石、 膨润土)和造孔剂、添加剂加水搅拌混合均匀,放入压机中,压制成形。最后,将砖坯放入窑炉中烧成,最高温度为1200℃。该方法制备出的多孔陶瓷透水砖样品,经检测,样品的透水系数都在1×10-2以上,完全满足标准要求。

魏泽民等[8]采用陶瓷废料、废玻璃、锯末和粉煤灰为主要原料研制出绿色环保型的渗水砖。在基础成瓷配方的基础上,外加工业废渣或废料,通过调整颗粒级配和各粉料的加入量,使其均匀分布于坯体的废渣颗粒中或颗粒与颗粒之间,产生符合要求的孔隙相,该相将对坯体的渗水性能起到决定性的作用。考虑到坯体中的孔隙相主要由废渣产生,实验中对不同类型废渣的加入量和颗粒级配作了系统深入的研究。结果表明:基础配料中分别添加锯末、陶瓷废料、粉煤灰,均可产生符合技术要求的孔隙相。成形压力33MPa、烧成温度1100～1150℃、烧成周期1.5～2h下制得环保型渗水砖,其透水系数为3.2×10-4cm/s、抗折强度为18.4MPa、抗压强度为19.7MPa。

3.5 利用蜂窝陶瓷废料制备功能性蜂窝陶瓷

广州锐得森特种陶瓷科技有限公司利用生产中所产生的废料,如边角废料、挤压坯废料(见图2(a))、挤压后切割产生的废料、干燥或烧成中产生的开裂废料(见图2(b))、后加工过程产生的废料等进行回收利用。对于生坯废品及废料,如果是采用挤压成形工艺产生的,则可直接回收利用;如果是热压铸成形工艺中产生的,由于坯体中添加了石蜡、硬脂酸、蜂蜡等粘结剂,必须通过适当加热熔化后才能进行回收利用。对于烧成、磨削加工后的废品,由于废品中含有大量的堇青石成份,这是制备蜂窝陶瓷的主晶相,可充分回收利用,故可以经过粉碎、球磨等加工工序,使其达到250目左右的细度,作为原料进行回收利用。这部分废料由于经过了高温烧成,已经形成很好的堇青石晶型,在再烧成过程中收缩率极小,可以作为粗颗粒原料掺入配方中,其掺入量可达30～50%,既可以减少天然原料的消耗,又可以大大提高坯体的强度,减少烧成收缩率和变形,因此产质量可大幅度提高[9]。

4展 望

21世纪是环保的世纪,随着我国可持续发展战略的实施,对环境保护提出了更高的要求。降低环境污染和对陶瓷废料综合再生利用是环保工业的两个主要发展方向。我国作为世界上最大的陶瓷生产国,如果能将陶瓷废料充分利用起来,不但可以解决巨大的环境危机,减少天然资源的消耗,制备出符合各种功能需求的多孔陶瓷,而且可实现社会和经济的可持续发展。从这个意义上讲,我国废瓷资源的循环再利用具有重大的社会效益和经济效益。

参考文献

[1] 曾令可,金雪莉,税安泽等. 利用陶瓷废料制备保温墙体材料[J].新型建筑材料,2008,4:5-7.

[2] 税安泽,夏海斌,曾令可等. 利用抛光砖废料制备多孔保温建筑材料[J].硅酸盐通报,2008,1:191-195.

[3] 曾令可,金雪莉,税安泽等.抛光砖废料制备吸音材料[J].人工晶体学报,2007,36(4):898-903.

[4] 侯来广,曾令可,金雪莉等.利用抛光砖废料制备包裹型免烧陶粒的研究[J].新型建筑材料, 2006,8:72-74.

[5] 周松青,林伟,肖汉宁等. 利用破损陶瓷和陶瓷废料制造陶瓷透水砖[J].佛山陶瓷,2007,8:7-10.

[6] 戴武斌,曾令可等.工艺条件对环保型透水砖基本性能的影响分析[J].中国陶瓷工业,2007,14(6):6-10.

[7] 戴武斌,曾令可等.透水砖的研究现状及发展前景[J].砖瓦,2007,8:22-25.