簡述建設用地整備過程中的土體有機重構材料＊

雷光宇

（陜西省土地工程建設集團，陜西 西安 710054）

簡述建設用地整備過程中的土體有機重構材料＊

雷光宇

（陜西省土地工程建設集團，陜西 西安 710054）

隨著社會經濟的快速發展，人們越來越重視建設用地安全問題。這個問題對人們的生活有非常大的影響。除了研究傳統的土體承載力問題外，人們也越來越關注對土地生態安全的研究，而對于土體的材料研究則是核心問題。簡要闡述了土地工程中材料的應用現狀、特點及其發揮的作用，建議在土地工程中使用一些新型材料，以人為本，重視生態，以使用健康土體材料為終極目標。

建設用地；土體材料；有機重構；生態重建

1 背景闡述

土體有機重構的提出為建設用地整備提供了新思路，它不僅局限于結構的重構，在考慮建筑安全的前提下，還考慮到了有機生命體帶來的影響。因此，土體有機重構首先要研發材料，只有選擇了合適的材料，提供了健康的土體材料，保證了人們的使用安全，才能更好地進行后續工作。

以往對材料的研究大多都局限于對其物理、化學性質的分析，孤立地看待每一種材料，沒有考慮其對周圍生命體的影響，或者僅考慮了其對周圍環境的影響。本文則從建筑材料的特性入手，不僅分析了傳統意義的建筑材料，也分析了目前新型的建筑材料，并結合土體有機重構研究內涵，概述了建設用地材料研究中應該關注的內容，提出了以健康土體材料為建設用地整備的終極目標。

2 建設用地常用的材料

2.1 再生混凝土

隨著城市化的不斷深入，新建筑的建立和舊建筑的拆除都會產生大量的建筑垃圾，造成嚴重的環境污染和資源浪費。因此，廢棄混凝土的處理和再利用是節約能源、保護環境的必然選擇，也是當今社會研究的重要課題之一。在實際工作中，將廢棄混凝土塊經過清洗、破碎、分級，按一定比例相互配合后得到的“再生骨料”作為部分或全部骨料代替天然骨料配置的混凝土，即為再生混凝土。再生混凝土既能解決天然骨料資源緊缺的問題，保護骨料產地的生態環境，又能解決城市廢棄物的堆放、占地和環境污染等問題，在一定程度上減輕了建筑垃圾對城市環境的破壞，為人們構建了舒適的生活環境，具有顯著的社會效益、經濟效益和環保效益，對城市的可持續發展有深遠的意義。

2.2 土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，是人工合成的聚合物。土工合成材料的工程性能可分為物理性能、力學性能、水力學性能和耐久性能。從土工合成材料的功能方面講，其具有以下6個作用：①過濾作用。土工合成材料置于土體表面或土層之間，可以有效地阻止土顆粒通過，防止由于土顆粒的過量流失而導致土體被破壞。②排水作用。土工合成材料可以將土中的水分匯集，沿著材料的平面排出體外。③隔離作用。土工合成材料能將多種不同粒徑的土、砂、石料與地基或其他建筑材料隔離開，避免相互混雜，失去各種材料和結構的完整性，或發生土粒流失現象。④加筋作用。土工合成材料埋在土體中，可以增加土體模量，分布土體應力，傳遞拉應力，限制土體側向位移，同時，還能增加土體與其他材料之間的摩阻力，增強土體和有關構筑物的穩定性。⑤防滲作用。土工合成材料可以防止液體的滲漏，氣體的揮發，進而達到保護環境或建筑物安全的目的。⑥防護作用。土工合成材料對土體或水面可以起到防護作用。

2.3 土體材料改良劑

2.3.1 加固劑

加固土，是指采用一定的物理方法和化學方法及其相應的技術措施，使土的物理力學性能適應工程技術的要求。土壤加固劑加固土與石灰加固土相比，具有早期強度高、強度增長迅速快等特點，這對于工程中縮短工期、降低造價是有很大益處的。土壤加固劑加固土水穩定性、凍穩定性、收縮性能和疲勞性能等路用性能都優于石灰加固土，具有良好的應用前景。土壤加固劑加固土施工工藝簡單，在施工過程中無需添加特殊的機械設備，易于被廣大工程單位接受。

2.3.2 合成土壤改良劑

合成土壤改良劑是模擬天然改良劑人工合成的高分子有機聚合物，它可以改善土壤的物理性狀，增強土壤的保水保土能力，有對肥料的吸附和釋放作用。在土壤中施用PAM，可以使土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量增加。

2.4 保溫材料

在建筑學中，習慣將用于控制室內熱量外流的材料叫做保溫材料，防止室外熱量進入室內的材料叫做隔熱材料。保溫材料、隔熱材料統稱為絕熱材料。常用的保溫、隔熱材料按其成分可分為有機、無機兩大類，按其形態又可分為纖維狀、多孔狀、微孔、氣泡、粒狀、層狀等多種。

3 建設用地材料的主要用途

3.1 承載力

3.1.1 地基承載力

地基承載力是地基土單位面積上隨荷載增加所發揮的承載潛力。實際上，地基極限承載力的確定沒有一個通用的界定標準，也沒有一個適用于一切土類的計算公式，它主要根據工程經驗所定下的界限和相應的安全系數加以調整，從而選取一個滿足工程要求的地基承載力值。它不僅與土質、土層埋藏順序有關，而且與基礎底面的形狀、大小、埋深、上部結構對變形的適應程度、地下水位的升降、地區經驗的差別等有關，所以，不能作為土的工程特性指標。

3.1.2 生態承載力

生態承載力有兩層基本含義：第一層涵義是指生態系統的自我維持與自我調節能力，以及資源與環境子系統的供容能力，為生態承載力的支持部分；第二層涵義是指生態系統內社會經濟子系統的發展能力，為生態承載力的壓力部分。生態系統的自我維持與自我調節能力是指生態系統的彈性大小，資源與環境子系統的供容能力則分別指資源和環境的承載能力大小；而社會經濟子系統的發展能力指生態系統可維持的社會經濟規模和具有一定生活水平的人口數量。

3.2 防滲性

防滲性，是指一種材料在不損壞介質構造的情況下，能使流體通過的能力。滲透系數又被稱為水力傳導系數，在各向同性介質中，將它定義為單位水力梯度下的單位流量，表示流體通過孔隙骨架的難易程度。

3.3 綠色安全性

綠色建材就是強調裝飾材料除了具有實用功能、美觀的外表之外，還具有對人體沒有毒害，對環境沒有污染，其性能是環保型和健康型的。目前，對綠色材料的研究內容主要包括：材料的設計和開發技術、材料的環境協調性和材料的環境協調性評估技術研究。

4 建設用地材料研究方向

隨著科學技術的發展，各學科之間的交叉性和多元化使得新技術和新工藝出現，建筑材料也有了日新月異的變化。現階段，建筑材料正朝著追求功能多樣性、全壽命周期經濟性和可循環再生利用性等方向發展。

4.1 綠色健康建筑材料

綠色健康建材，是指對環境有益或在對環境產生較小負荷的情況下，使用時能滿足舒適、健康功能的建筑材料。綠色健康材料首先要保證其在使用過程中是無害的，并在此基礎上實現凈化和改善環境的功能。根據其所發揮的作用，綠色健康材料可以分為抗菌材料，凈化空氣材料，防噪聲、防輻射材料和能產生負離子的材料。

4.2 節能建筑材料

建筑物節能是世界各國建筑學、建筑技術、材料學和相應空調技術研究的重點方向之一。建筑物的能耗是由室內環境所要求的溫度與室外環境溫度之間的差異造成的，因此，降低建筑物能耗的有效途徑有2種：①改善室內采暖、空調設備的能耗效率；②增強建筑物圍護結構的保溫隔熱性能。

4.3 舒適性建筑材料

舒適性建材，是指能夠利用材料自身的性能自動調節室內溫度和濕度來提高室內舒適度的建筑材料。室內溫度是衡量環境舒適程度的指標之一。調溫材料是利用相變材料在相變點附近低于相變點吸熱、高于相變點放熱的性質，將能量儲存起來，達到節能降耗的目的。

5 結論

未來材料的發展要注重以下幾方面的內容：①注重多種材料的復合，充分發揮各種材料的優勢，以彌補某種單一材料所存在的缺陷；②注重材料的循環利用，避免由于材料替換所帶來的二次污染；③開發研制新材料、新技術，以改善現有材料應用于綠色建筑中的不足。為了適應工程現代化的發展，響應我國建設資源節約型、環保型社會的號召，使用低能耗、多功能、少污染、可循環再生的材料將是我國建筑材料的發展趨勢。這種集可持續發展、環境保護、清潔生產、資源有效利用等綜合效益于一體的方式，符合時代的發展和人類發展的需要。面對我國日益嚴重的環境污染問題，促進綠色建材的研發和使用，轉變過去的經濟增長方式，提高企業在市場中的競爭力，促進經濟社會的可持續發展，對于未來整個行業的發展都有十分重要的意義。

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雷光宇（1984—），男，博士，工程師，主要從事土地工程方面的研究。

〔編輯：白潔〕

TU746.5；TU50

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.23.023

2095－6835（2017）23－0023－03

陜西省重點科技創新團隊計劃項目（2016KCT-23）