綠色混凝土建筑材料的應(yīng)用及發(fā)展

王會(huì)波

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素就是環(huán)境污染。面對(duì)自然資源的減少和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，普通混凝土已不能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)材料要求日益提高。因此，發(fā)展環(huán)保、節(jié)能、節(jié)約資源和綠色高性能混凝土材料的就成為了必須考慮的事情。綠色高性能混凝土是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑材料，它兼具上述特點(diǎn)，是建筑材料的完美之選，本文將介紹其應(yīng)用和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色混凝土；建筑材料；應(yīng)用；發(fā)展

引言

混凝土是使用最為廣泛的、數(shù)量最大的一種建筑材料。但是，混凝土的廣泛使用破壞了自然資源，使得人類面臨著前所未有的資源和能源危機(jī)。在第二十一世紀(jì)，我們不僅對(duì)混凝土的技術(shù)參數(shù)有著更高的要求，也要盡可能地在混凝土的生產(chǎn)和使用中減少破壞生態(tài)環(huán)境，以可持續(xù)發(fā)展為最終目標(biāo)。因此，開發(fā)綠色高性能產(chǎn)品—綠色混凝土建筑材料是可持續(xù)發(fā)展所要走的必經(jīng)之路。

一、綠色混凝土建筑材料的發(fā)展內(nèi)涵

中國(guó)科學(xué)院院士吳宗緯首次提出了綠色混凝土建筑材料的概念，他指出了綠色混凝土建筑材料是混凝土在未來(lái)混凝土發(fā)展的必然趨勢(shì)。在經(jīng)過(guò)筆者對(duì)其研究成果和學(xué)界其他人士對(duì)綠色混凝土的定義進(jìn)行總結(jié)，可以得出，綠色混凝土發(fā)展的內(nèi)涵應(yīng)該為以下幾點(diǎn)：

①使用的水泥必須是綠色水泥。作為原料的砂石要有計(jì)劃地開采，不能破壞環(huán)境；②混凝土生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)最大限度地減少危害環(huán)境副產(chǎn)品的排放，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等等；③可以考慮混合更多的農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢渣加工來(lái)加工混凝土，優(yōu)質(zhì)礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、大米稻殼都是可考慮的選擇。降低水泥用量的同時(shí)，也能保護(hù)環(huán)境并提高混凝土的強(qiáng)度；④可以研究如何將工業(yè)廢液使用在混凝土的生產(chǎn)當(dāng)中，比如說(shuō)使用的造紙的廢液制造減水劑。積極開發(fā)工業(yè)廢液在混凝土生產(chǎn)中使用方法，以達(dá)到處理其他工業(yè)生產(chǎn)廢液的目的；⑤拌和站應(yīng)摻入混凝土，以減少現(xiàn)場(chǎng)拌和混凝土所產(chǎn)生的廢物、粉塵和廢水，這樣也能讓廢物和水得到循環(huán)利用；⑥通過(guò)提高強(qiáng)度，減少橫截面的面積或體積的結(jié)構(gòu)，來(lái)減少混凝土用量。設(shè)法提高混凝土的耐久性，結(jié)構(gòu)，達(dá)到延長(zhǎng)建筑壽命的目的，進(jìn)一步節(jié)省重建成本，減少自然資源的濫用；⑦拆除建筑后產(chǎn)生的大量廢棄物可以回收利用制作混凝土，人造骨料混凝土也是比較，綠色環(huán)保的發(fā)展方向。

二、綠色混凝土和一般混凝土的差別

環(huán)境保護(hù)：這種混凝土和傳統(tǒng)混凝土的成分之間的差異是，它很少使用傳統(tǒng)意義上的混凝土材料，而是通過(guò)對(duì)大量固體廢物、工業(yè)廢渣、廢磚、混凝土、固體垃圾、工業(yè)廢液等進(jìn)行收集，通過(guò)采取一定的技術(shù)手段加以混合處理，制造出新的環(huán)?；炷?，來(lái)實(shí)現(xiàn)回收各類垃圾和減少環(huán)境污染的目的。

節(jié)能降耗：水泥生產(chǎn)時(shí)有高溫煅燒硅質(zhì)材料（粘土或頁(yè)巖）的步驟，所以使用自然材料在水泥生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的能量。如果使用綠色混凝土制備免燒水泥，能耗就能有所降低。

三、綠色混凝土的類型和發(fā)展

（一）生態(tài)環(huán)保型混凝土

為了滿足高強(qiáng)度、高耐久性的要求，傳統(tǒng)的混凝土生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品的密實(shí)度要求非常高，從而使混凝土結(jié)構(gòu)（剛性路面的地段和建筑物等）的滲透性不足，使得城市熱島效應(yīng)加劇，使得人類的生存環(huán)境惡化。而且也不利于雨水在城市中的的滲透，從而使得城市地下水位降低，影響地表植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)紊亂。由于混凝土的顏色是灰色的，也會(huì)給人在感官上帶來(lái)不適。而生態(tài)環(huán)保型混凝土完全能解決這些問(wèn)題。生態(tài)環(huán)保型混凝土根據(jù)功能的不同可分為植物混凝土和透水性混凝土。

（二）再生骨料混凝土

這種混凝土的原料大多是從被拆除的舊建筑物中被獲得。它一般以廢磚塊、廢砂漿、廢混凝土作為骨料，將其添加水泥砂漿來(lái)拌成新的混凝土?；炷凉こ潭加兄渥陨淼氖褂媚晗蕖Ｈ羰浅^(guò)年限太長(zhǎng)，那么建筑物就會(huì)出現(xiàn)損壞，這就需要進(jìn)行修復(fù)或者是拆除。而實(shí)際上，建筑廢料中有很大一部分都是能夠進(jìn)行回收再利用的，若是將拆除掉的建筑垃圾進(jìn)行分類挑選，再制作成再生的混凝土骨料，即可用于新建筑物的建設(shè)上。這樣不但能有效解決一部分建筑廢料的處置問(wèn)題，也能降低運(yùn)輸量和天然材料的使用量。所以再生骨料的使用也被認(rèn)為是綠色混凝土發(fā)展的主要措施之一。

（三）高摻量粉煤灰高性能混凝土

高摻量粉煤灰混凝土（HVFAC）一般指粉煤灰摻量大于30%的流態(tài)或插入振動(dòng)的混凝土。它的主要特性是：更多地節(jié)約水泥和處理電廠廢棄物，可節(jié)能、節(jié)約資源和改善溫室效應(yīng)；降低混凝土材料成本；降低混凝土水化熱；提高混凝土抗?jié)B性，抗Cl-離子滲透和化學(xué)腐蝕及堿集料反應(yīng)的能力；早期強(qiáng)度相對(duì)較低；抗鹽凍剝蝕性能差。粉煤灰的大量使用能降低混凝土的生產(chǎn)成本和工廠廢氣的處理成本，它的充分利用能為人類產(chǎn)生較多的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

四、綠色混凝土的應(yīng)用

綠色混凝土概念的提出時(shí)間并不長(zhǎng)，但它具有的明顯優(yōu)勢(shì)已經(jīng)引起的國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。由于混凝土在現(xiàn)如今已被廣泛用作結(jié)構(gòu)材料，所以綠色混凝土的出現(xiàn)將使其成為本世紀(jì)主要的建筑結(jié)構(gòu)材料。美國(guó)芝加哥近三百米、七十層的南沃克大廈，采用的就是綠色混凝土。日本明石海峽大橋也同樣使用近40萬(wàn)立方類似混凝土材料建成，是當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的懸索大橋。

綠色混凝土的使用在中國(guó)起步較晚，并且由于之前北京和天津地區(qū)立交橋出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的缺陷，引起了工程領(lǐng)域的極大關(guān)注。所以綠色混凝土應(yīng)用研究的相關(guān)課題在我國(guó)也不是很多。上海靜安中心大廈使用的就是C80混凝土。

五、綠色混凝土材料的發(fā)展方向

綠色混凝土材料的在未來(lái)的發(fā)展方向主要有：①加強(qiáng)綠色混凝土相關(guān)技術(shù)的研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的訂立，并提升工程設(shè)計(jì)和施工人的環(huán)保意識(shí)，更加注重對(duì)于綠色概念的宣傳，以此來(lái)讓綠色混凝土的使用在建筑工程領(lǐng)域各個(gè)環(huán)節(jié)受到更多的重視；探索并訂立綠色混凝土的設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化流程、質(zhì)量檢測(cè)手段、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)工藝指導(dǎo)等；③加大對(duì)綠色混凝土相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度，使其能向著更加理想的方向發(fā)展，并使其能夠使用在更多類型的建筑當(dāng)中，擴(kuò)充其使用的范疇。集中力量克服綠色混凝土因?yàn)榈退z比所導(dǎo)致的自收縮問(wèn)題、過(guò)度水化導(dǎo)致的大量裂縫問(wèn)題、因?yàn)閺?qiáng)度太大導(dǎo)致脆性過(guò)高的問(wèn)題等。④著手研究更加完善的人造骨料技術(shù)，尤其是使用工業(yè)各種廢物如粉煤灰、煤矸石等制作出新的輕型骨料；開發(fā)利用城市處理較為困難的固體垃圾，特別是對(duì)舊建筑進(jìn)行廢棄處理后留下的廢棄混凝土、磚石、瓦和其他建筑廢料，用這些廢料來(lái)替代天然的骨料，降低砂石料的使用，減輕由于石料開采對(duì)環(huán)境造成的損害。⑤訂立相關(guān)的法規(guī)和政策，倡導(dǎo)建筑業(yè)使用綠色混凝土。⑥由政府相關(guān)部門牽頭建立有關(guān)綠色混凝土的專業(yè)研發(fā)、推廣、質(zhì)檢和管理的科研機(jī)構(gòu)。⑦為綠色混凝土生產(chǎn)企業(yè)和建筑企業(yè)提供更多的合作機(jī)會(huì)，降低推行使用綠色混凝土的難度。下力氣進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)行大規(guī)模的的工程調(diào)查。明確在當(dāng)前綠色混凝土研究與應(yīng)用中亟待解決的所有問(wèn)題、并總結(jié)使用綠色混凝土所積累的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，訂立起有針對(duì)性的研究計(jì)劃。

六、總結(jié)

綠色混凝土的生產(chǎn)較一般混凝土而言，對(duì)環(huán)境的破壞很小，所以它符合可持續(xù)發(fā)展的要求。伴隨我國(guó)生產(chǎn)能力的不斷提升與社會(huì)的日趨進(jìn)步，綠色混凝土將會(huì)重新獲得建筑行業(yè)的關(guān)注，更多的建筑的會(huì)選擇綠色混凝土來(lái)建設(shè)，建筑行業(yè)的也會(huì)更加傾向于使用綠色混凝土而非一般的混凝土。

綠色混凝土有著遠(yuǎn)強(qiáng)于一般混凝土性能，并且也能夠很好的將工業(yè)垃圾和建筑垃圾利用起來(lái)，所以能有效的節(jié)省自認(rèn)資源和生存耗能，有效保護(hù)環(huán)境，是未來(lái)建筑材料的一大首選，在未來(lái)必將受到更大的重視，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施盡一份力。

參考文獻(xiàn)：

[1]石桂平. 分析綠色混凝土在建筑工程中的運(yùn)用[J]. 民營(yíng)科技，2015，（09）：176.

[2]吳奧然，王明麗. 淺談土建清水混凝土施工的方法[J]. 四川水泥，2015，（08）：292.

[3]王凱. 綠色混凝土的發(fā)展運(yùn)用[J]. 江西建材，2015，（08）：16+18.

[4]張斌. 綠色混凝土在建筑工程中的應(yīng)用[J]. 建設(shè)科技，2014，（10）：78-79.

[5]譚洪光. 綠色混凝土的若干問(wèn)題[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向，2012，（06）：25-29.