發(fā)展綠色混凝土 走可持續(xù)發(fā)展道路

侯倩文　張超

【摘 要】本文將介紹傳統(tǒng)混凝土的危害、進(jìn)而引出使用綠色混凝土對(duì)可持續(xù)發(fā)展的必要性，并著重介紹綠色混凝土中的綠色高性能混凝土以及環(huán)保型混凝土，并對(duì)如何發(fā)展綠色混凝土提出建議。

【關(guān)鍵詞】傳統(tǒng)混凝土；綠色混凝土；發(fā)展

0.前言

混凝土是土木工程中用途最大、用量最大的一種建筑材料。隨著社會(huì)的快速發(fā)展，混凝土的需求量也日益加大，大量傳統(tǒng)混凝土的使用與國(guó)家一直提倡的可持續(xù)發(fā)展是背道而馳的，傳統(tǒng)混凝土的使用不僅造成了空氣、環(huán)境、噪聲污染，而且其耐久性也是影響可持續(xù)發(fā)展的另一重要方面，近些年，因混凝土質(zhì)量造成的安全事故也很多，美國(guó)混凝土基建工程總造價(jià)達(dá)6萬(wàn)億美元，每年用于維修、重建的費(fèi)用就達(dá)到3000億美元。在這樣嚴(yán)峻形勢(shì)下，發(fā)展綠色混凝土已刻不容緩。

1.發(fā)展綠色混凝土的必要性

混凝土的制造需要大量的水泥，而在水泥的制造過(guò)程中燃燒碳酸鈣又會(huì)排出大量的二氧化碳和含硫氣體，形成酸雨，還會(huì)形成溫室效應(yīng)，對(duì)環(huán)境造成巨大威脅。除了環(huán)境之外污染之外，噪音污染也占據(jù)著很大比重，據(jù)調(diào)查城市三分之一的噪聲來(lái)自建筑施工，其中混凝土澆筑振動(dòng)噪音占主要部分。由此可知，混凝土的制造過(guò)程帶來(lái)的污染是很?chē)?yán)重的。此外，混凝土的質(zhì)量問(wèn)題也不容樂(lè)觀(guān)，因其質(zhì)量問(wèn)題造成的損失也是很?chē)?yán)重的，由以上分析可得出，為貫徹走可持續(xù)發(fā)展道路、為國(guó)家減輕損失，發(fā)展綠色混凝土是很有必要的。

2.綠色混凝土

綠色混凝土是一種可滿(mǎn)足混凝土上的可持續(xù)發(fā)展，能減少環(huán)境污染，又能與自然生態(tài)系統(tǒng)和諧開(kāi)發(fā)，比傳統(tǒng)混凝土具有更高的強(qiáng)度和耐久性的混凝土。綠色混凝土可以選擇資源豐富、能耗小的原料，大量利用工業(yè)廢棄資源，實(shí)現(xiàn)非再生資源的可循環(huán)使用和有害物質(zhì)的從低排放，適合人居，對(duì)人體無(wú)害。綠色混凝土主要分為：綠色高性能混凝土、再生骨料混凝土、透水混凝土、環(huán)保型混凝土以及機(jī)敏型混凝土。下面詳細(xì)介紹綠色高性能混凝土和環(huán)保型混凝土。

2.1綠色高性能混凝土

綠色高性能混凝土具有普通混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)良性能，所謂綠色高性能混凝土，是指通過(guò)材料研選、采用特殊工藝、制造出來(lái)的、將高性能混凝土與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來(lái)考慮的具有特殊結(jié)構(gòu)和表面特性的混凝土。真正的綠色高性能混凝土使用的水泥必須為綠色水泥，普通水泥生產(chǎn)過(guò)程中需要高溫煅燒硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料，消耗大量的能源。綠色高性能混凝土采用無(wú)熟料水泥或免燒水泥配制，能顯著降低能耗，達(dá)到節(jié)能目的。此外，綠色高性能混凝土比傳統(tǒng)混凝土具有更高的強(qiáng)度和耐久性、可選擇資源豐富，能耗小的原材料，能大量利用工業(yè)廢棄資源，實(shí)現(xiàn)非再生資源的可循環(huán)使用和有害物質(zhì)的從低排放。

2.2環(huán)保型混凝土

環(huán)保型混凝土包括低堿混凝土和透水混凝土。低堿混凝土的PH值在12～13之間，呈堿性的混凝土用于結(jié)構(gòu)物相對(duì)來(lái)說(shuō)是有利的，具有保護(hù)鋼筋不被腐蝕的作用，但對(duì)于道路、港灣等，這種堿性不利于植物和水中生物的生長(zhǎng)，所以開(kāi)發(fā)低堿性、內(nèi)部具有一定得空隙、能夠提供植物根部或生物生長(zhǎng)所必須的養(yǎng)分存在的空間、適應(yīng)生物生長(zhǎng)的混凝土是環(huán)保型混凝土的一個(gè)重要研究方向。

透水混凝土使用的材料有水泥、骨料、混合材、外加劑和水，與一般混凝土基本上相同，根據(jù)用途及使用場(chǎng)合不同，有時(shí)不使用混合材和外加劑。透水性混凝土最大的特點(diǎn)是具有15%-30%的連通空隙，具有透氣性和透水性，將這種混凝土用于鋪筑道路、廣場(chǎng)、人行道等，能擴(kuò)大城市的透水、透氣面積，增加行人、行車(chē)的舒適性和安全性，減少交通噪聲，對(duì)調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度、維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用。

3.發(fā)展綠色混凝土的建議

（1）廣泛宣傳傳統(tǒng)混凝土對(duì)環(huán)境以及其質(zhì)量問(wèn)題的危害、并加大綠色概念的宣傳力度，加強(qiáng)混凝土科研開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、工程設(shè)定和施工人員等得環(huán)保意識(shí)，務(wù)必要引起混凝土工程領(lǐng)域各個(gè)環(huán)節(jié)的高度重視。

（2）大力發(fā)展人造骨料，特別是利用工業(yè)固體廢棄物粉煤灰生產(chǎn)制造輕骨料，積極利用城市固體垃圾，特別是拆除的舊建筑物和構(gòu)筑物的廢棄物混凝土、磚、瓦及廢物，以其代替天然砂石料，減少砂石料的消耗。

（3）發(fā)展高性能膠凝材料，使用較少熟料和大量利用工業(yè)廢料，并應(yīng)解決水泥、細(xì)摻料和外加劑的相容問(wèn)題，使在水泥產(chǎn)品系列中增加高性能的新品種，主要從流變性能的需要，進(jìn)行各組分的選擇、并優(yōu)化配合比，達(dá)到充分滿(mǎn)足混凝土的設(shè)計(jì)、施工要求。通過(guò)努力發(fā)展這種高性能的環(huán)保型膠凝材料，使水泥生產(chǎn)成為可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

（4）建筑施工需要使用飲用水來(lái)拌合和養(yǎng)護(hù)混凝土。但是，眾所周知水資源的形勢(shì)逼人，清潔的水資源正在逐日減少。所以，解決缺水問(wèn)題也是當(dāng)務(wù)之急，混凝土工業(yè)作為淡水的消費(fèi)大戶(hù)之一，迫切需要更有效地用水。應(yīng)避免使用城市飲用水?dāng)嚢杌炷?，配制混凝土可利用大多?shù)再生工業(yè)水，再生水更可以用于養(yǎng)護(hù)混凝土和沖洗混凝土運(yùn)輸車(chē)。在我國(guó)新頒布的《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-2006中，已將再生水納入該標(biāo)準(zhǔn)，可用于混凝土拌合用水和養(yǎng)護(hù)用水。研究認(rèn)為，通過(guò)優(yōu)化骨料級(jí)配，大量使用礦物摻合料和超塑化劑，全球每年用于拌合混凝土的1萬(wàn)億升水可以節(jié)省一半。

（5）提高混凝土的耐久性。采用含碳量低的超細(xì)粉煤灰，按混合膠結(jié)料質(zhì)量比摻加50%-60%粉煤灰，其用水量比未摻加粉煤灰的可減少15%-20%，且有工作度好的優(yōu)點(diǎn)，由于水膠比低，水泥漿總體積低16%，混凝土收縮值小，早期水化熱約低40%，故抗裂性能好，但硬化過(guò)程較慢。不過(guò)高摻量粉煤灰混凝土切片系統(tǒng)的水化產(chǎn)物更加均勻，與骨料粘結(jié)很好，這是提高混凝土抗裂性能及長(zhǎng)期耐久性的先決條件。研究認(rèn)為，在配制混凝土?xí)r使用超塑化劑，可進(jìn)一步減少用水量和總膠材料，以消除全部或大多數(shù)收縮和裂縫，從而可生產(chǎn)出高耐久性的混凝土。所以，高摻量粉煤灰混凝土有可能是配制低收縮、無(wú)裂縫耐久性混凝土的有效路線(xiàn)。

綠色混凝土跟傳統(tǒng)混凝土相比，不僅有更加優(yōu)良的性能，還由于其利用工業(yè)廢棄物和生活垃圾，因而能最大限度地節(jié)約天然資源和能源，具有保護(hù)環(huán)境的效益，可以有效地堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，所以發(fā)展綠色混凝土是走可持續(xù)發(fā)展道路的必要條件。

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