新型混凝土技術(shù)與建筑節(jié)能研究

張震

摘要：混凝土材料所具有的特性決定著建筑節(jié)能的效果。文章分析了幾種新類型混凝土技術(shù)的配置方法、優(yōu)勢(shì)、特性以及應(yīng)用，同時(shí)對(duì)這些技術(shù)的開發(fā)以及推廣進(jìn)行了介紹，希望新型混凝土技術(shù)可以被廣泛地應(yīng)用到建筑施工中。

關(guān)鍵詞：混凝土技術(shù)；建筑節(jié)能；建筑施工；建筑行業(yè)；建筑材料 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU528 文章編號(hào)：1009-2374（2016）13-0092-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.044

混凝土在建筑行業(yè)中用途廣且用量也非常大，它的優(yōu)化能夠使建筑變得更加綠色和環(huán)保。傳統(tǒng)混凝土主要來(lái)自自然界，其配比材料屬于不可再生的一種資源。在混凝土的組成成分中，水泥具有非常高的生產(chǎn)能耗，其在生產(chǎn)時(shí)會(huì)排放出大量的溫室效應(yīng)氣體，并且廢棄的混凝土一般都不能進(jìn)行再利用，所以通常情況下人們都將混凝土看作一種低能效、高能耗、高污染的建筑材料。最近這幾年，一些新型節(jié)能環(huán)?；炷敛粩嘤楷F(xiàn)，筆者介紹了這部分混凝土技術(shù)的應(yīng)用以及推廣對(duì)于綠色建筑、節(jié)能建筑的發(fā)展價(jià)值，具體如下：

1 再生混凝土和建筑節(jié)能間的關(guān)系

現(xiàn)在我國(guó)通常都是應(yīng)用掩埋或堆放在偏僻地點(diǎn)的方式對(duì)廢棄混凝土進(jìn)行處理，此種方式不但會(huì)占據(jù)大面積的耕地，還會(huì)造成極其嚴(yán)重的環(huán)境污染，使生態(tài)失去平衡。

國(guó)內(nèi)混凝土的實(shí)際需求量不斷升高。據(jù)相關(guān)資料顯示，國(guó)內(nèi)一年使用的混凝土量高達(dá)16～22億噸，其中砂石骨料占混凝土總重量的72%，此用量是非常驚人的。假如不能使用合理的方法對(duì)傳統(tǒng)混凝土配置方法進(jìn)行改變，那么原材料將會(huì)逐漸枯竭，并且還會(huì)使環(huán)境污染逐漸惡化，進(jìn)而阻礙城市化的發(fā)展腳步。針對(duì)這種情況，必須應(yīng)用恰當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)混凝土進(jìn)行處理，以達(dá)到綠色經(jīng)濟(jì)以及建筑節(jié)能的目的。

回收利用廢棄混凝土，不但能夠節(jié)約礦山等眾多不可再生資源，還能夠減少建筑能耗。再生混凝土即把廢棄的混凝土按照級(jí)別進(jìn)行分離，然后再根據(jù)相應(yīng)比例進(jìn)行混合，最后形成一種新的骨料，也就是再生混凝土。如果按照再生混凝土的直徑劃分，再生混凝土可以分成兩種：一種是粒徑在0.5～5毫米間的混凝土，被稱作再生細(xì)混凝土；另一種是粒徑在5～40毫米間的混凝土，被稱作再生粗混凝土。

再生混凝土的生產(chǎn)來(lái)源與原生混凝土不同，因此這兩者具有不同的性能。我們一定要仔細(xì)研究這些性能，這樣在使用時(shí)才能夠更加合理地應(yīng)用再生混凝土。

再生混凝土相比于原生混凝土，表觀密度非常小，大約是原混凝土的82%～87%，同時(shí)吸水率也非常高，約是原混凝土的5～9倍，這樣在配置再生混凝土?xí)r，必須增加拌和用水量。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外針對(duì)這個(gè)缺陷進(jìn)行了研究，并制定出了改善再生混凝土表面狀態(tài)的方法，使其吸水率得到了降低，進(jìn)而充分地彌補(bǔ)了再生混凝土這點(diǎn)不足之處。在眾多技術(shù)不斷改進(jìn)的過(guò)程中，再生混凝土所具有的性能一定會(huì)越來(lái)越高，傳統(tǒng)混凝土將會(huì)被逐漸取代，進(jìn)而獲得良好的社會(huì)、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。

2 粉煤灰混凝土和建筑節(jié)能間的關(guān)系

粉煤灰屬于活力發(fā)電廠中的廢棄物，這種材料價(jià)格非常低廉且活性極高，可以使其成為制備混凝土的一種摻合料。如果可以應(yīng)用粉煤灰來(lái)代替硅酸鹽水泥對(duì)混凝土進(jìn)行制備，那么水泥的消耗量就會(huì)大大降低，從而有效避免生產(chǎn)水泥時(shí)排放出大量的溫室氣體，同時(shí)火電廠排放的煙塵也得到了合理處理，這樣就可以有效避免因?yàn)闊焿m的大量排放對(duì)大氣造成污染。

最初混凝土中摻加的粉煤灰量只為16%～22%，這主要是因?yàn)榛炷林袚郊臃勖夯液螅W(xué)性能就會(huì)降低，而在人們不斷深入研究粉煤灰性能以及運(yùn)用技術(shù)逐漸完善的過(guò)程中，混凝土中粉煤灰的實(shí)際摻入量已經(jīng)變成26%～36%，到現(xiàn)在摻入量已經(jīng)上升到55%以上。此種大量摻加粉煤灰在耐久性以及物理力學(xué)方面的突破讓人吃驚。為了能夠?qū)⑵胀ɑ炷僚c粉煤灰混凝土區(qū)分開，Mehta與Malhotra把粉煤灰摻加量超出55%的混凝土叫做大摻加量粉煤灰混凝土。

因?yàn)榇髶郊恿康姆勖夯一炷帘蝗藗儚V泛應(yīng)用，所以國(guó)內(nèi)外一些有關(guān)人士開始對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究?，F(xiàn)在主要從新拌粉煤灰混凝土工作性能以及硬化粉煤灰力學(xué)性質(zhì)這兩方面進(jìn)行了重點(diǎn)分析，同時(shí)還對(duì)粉煤灰混凝土的耐久性進(jìn)行了研究。此外，根據(jù)粉煤灰自身水化熱小以及密度小的特點(diǎn)，可推斷粉煤灰混凝土所具有熱導(dǎo)率低于普通混凝土，絕熱性非常強(qiáng)。因?yàn)榉勖夯一炷辆哂兴療岬瓦@個(gè)特性，因此，它被人們應(yīng)用在工業(yè)廠房底板以及水壩等眾多大體積的混凝土施工中。

3 泡沫混凝土和建筑節(jié)能間的關(guān)系

泡沫混凝土主要就是利用發(fā)泡機(jī)使發(fā)泡劑充分發(fā)泡，然后將泡沫和水泥砂漿放到一起攪拌，最后利用泵送系統(tǒng)處理使其成型。在養(yǎng)護(hù)過(guò)后，此種混合物就會(huì)形成一種內(nèi)部多氣孔的材料。泡沫混凝土相比于傳統(tǒng)的多孔材料具有眾多優(yōu)點(diǎn)：

其一，泡沫混凝土之中具有非常多的泡沫，并且分布非常均勻，所以建筑物的重量會(huì)因此降低，同時(shí)建筑物所具有的某些力學(xué)性能也會(huì)降低。如果可以合理地對(duì)泡沫混凝土進(jìn)行應(yīng)用，那么這種混凝土所具有的輕質(zhì)優(yōu)勢(shì)會(huì)得到發(fā)揮，進(jìn)而使建筑物的自重大大降低，抗震性能更高。

其二，應(yīng)用發(fā)泡劑制成的混凝土空隙分布均勻且微小封閉。泡沫混凝土和普通混凝土進(jìn)行比較，熱導(dǎo)率非常低，熱阻以及比熱容更高。所以泡沫混凝土可以被應(yīng)用在墻體以及屋面板等圍護(hù)構(gòu)建施工中，這樣可以使建筑物更具保濕和隔熱的效果。應(yīng)用摻加鋼纖維等眾多強(qiáng)化技術(shù)對(duì)泡沫混凝土進(jìn)行強(qiáng)化，那么泡沫混凝土就會(huì)成為主要的承重材料。

其三，泡沫混凝土是一種多孔材料，同時(shí)它也屬于隔聲效果極強(qiáng)的材料，可以被用作地下室、高速公路以及高層等結(jié)構(gòu)隔板。與傳統(tǒng)的隔板材料進(jìn)行比較，泡沫混凝土還具有非常強(qiáng)的耐火性。在所有種類泡沫混凝土中，水泥基這種泡沫混凝土的使用量最大，并且還非常頻繁，此種混凝土的主要膠凝材料是水泥。泡沫混凝土在我國(guó)才剛剛被應(yīng)用不久，但其發(fā)展速度非?？臁，F(xiàn)在通常會(huì)被應(yīng)用在地板采暖、房屋隔熱層、屋面保溫層以及墻體保溫層中。

4 透光混凝土和建筑節(jié)能間的關(guān)系

透光混凝土即可以讓光線穿透的一種混凝土。如圖1從隔墻的正面就可以看清楚站在自己背后的人，修建此種墻的材料就是透光混凝土。此種混凝土是Aron Losonczi發(fā)明的，2007年德國(guó)在“BAUMA”這場(chǎng)展覽會(huì)上對(duì)其進(jìn)行了展示。此種混凝土主要是由混凝土材料與強(qiáng)透光纖維組成，透光率最高可以達(dá)到20米。同時(shí)還可以按照建筑實(shí)際需求加入不同種類的透光材料，這樣透光混凝土就會(huì)表現(xiàn)出各種各樣的顏色，構(gòu)建多樣化的光學(xué)效果。最為值得欣喜的是，混凝土墻中加入的光導(dǎo)纖維所占的含量非常小，僅為5%左右，這樣就不會(huì)影響到混凝土的強(qiáng)度。所以，Litracon砌塊完全可以被應(yīng)用在非承重隔墻的施工中，也可以用于承重墻施工中。與此同時(shí)，因?yàn)榛炷敛牧暇哂蟹浅?qiáng)的可塑性，這樣使用人員便可以按照實(shí)際需求，把其制成滿足需求的砌塊。

透光這種混凝土所具有的特點(diǎn)既可以讓光線在墻體內(nèi)部進(jìn)行透射，提高建筑物的采光性能，這樣室內(nèi)將會(huì)具有更好的光環(huán)境，使人工照明能耗降低，又能夠保護(hù)室內(nèi)工作者。相比于傳統(tǒng)的玻璃幕墻，透光混凝土具有非常強(qiáng)的吸光特性，不但可以讓光線穿透，還能吸收太陽(yáng)光所發(fā)出的熱量，發(fā)揮保溫隔熱的效果。除此之外，在燈光下透光混凝土還能夠表現(xiàn)出一種藝術(shù)效果，建筑師的創(chuàng)意以及藝術(shù)想象可以在這里充分發(fā)揮。

5 綠色混凝土和建筑節(jié)能間的關(guān)系

綠色混凝土即與綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求相滿足的一種混凝土材料。其主要體現(xiàn)的就是綠色概念，并不是單一的指集中混凝土，所以綠色混凝土也就是要在建筑節(jié)能領(lǐng)域上表現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展觀。綠色混凝土具有非常豐富的內(nèi)涵，具體如下：

5.1 回收理應(yīng)廢棄混凝土

應(yīng)用建筑垃圾分級(jí)和分類處理的方式，對(duì)再生混凝土進(jìn)行制造，這樣可以使建筑垃圾堆放的問(wèn)題得到解決。與此同時(shí)，還能夠使原生骨料得到保護(hù)，使生態(tài)環(huán)境可以持續(xù)發(fā)展，并且還能夠使建筑在混凝土方面的需求得到滿足。

5.2 減少溫室氣體的排放量

混凝土以及水泥工業(yè)屬于高能耗產(chǎn)業(yè)，也屬于排放二氧化碳的產(chǎn)業(yè)，所以應(yīng)該應(yīng)用恰當(dāng)?shù)姆绞娇刂扑嗌a(chǎn)中的二氧化碳排放量，以減緩全球變暖的發(fā)展速度以及改善生態(tài)環(huán)境。

5.3 開發(fā)替代水泥的材料

過(guò)去人們配置的混凝土中主要以水泥為主，可是在混凝土技術(shù)飛速發(fā)展過(guò)程中，此種配置觀念正在發(fā)生著改變，大量摻加粉煤灰所制成的混凝土就是其觀念改變的產(chǎn)物。因此應(yīng)用一些其他產(chǎn)品來(lái)替代水泥，制造可以被廣泛應(yīng)用的混凝土，不但能夠使建筑成本得到有效降低，還能夠減少水泥的實(shí)際使用量，進(jìn)而使環(huán)境得到保護(hù)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，混凝土依舊是建筑過(guò)程中應(yīng)用的主要材料。怎樣才能夠配置出與工程實(shí)際需求相符合的混凝土，并且還能夠滿足可持續(xù)發(fā)展的需求，就成為研制混凝土材料工作人員急需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。上文筆者所介紹的混凝土，只是現(xiàn)在混凝土這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)側(cè)面發(fā)展情況，在技術(shù)不斷更新的過(guò)程中，眾多的新型混凝土一定會(huì)持續(xù)不斷地涌現(xiàn)出來(lái)。

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（責(zé)任編輯：王 波）