綠色高性能混凝土特點(diǎn)及其應(yīng)用

史華

[摘 要]本文介紹了綠色高性能混凝土的分類，并從其材料和技術(shù)的角度分析了綠色高性能混凝土的特點(diǎn)，最后從整體、工程環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的角度給綠色高性能混凝土的發(fā)展提出了相應(yīng)的建議，為建設(shè)者和研究人員提供參考。

[關(guān)鍵詞]綠色高性能混凝土；特點(diǎn)；應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TU528 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著城市的發(fā)展，混凝土使用量越來越多，這給環(huán)境帶來了很多負(fù)面影響，為了解決這一問題，綠色高性能混凝土應(yīng)運(yùn)而生。與普通混凝土相比，綠色高性能混凝土具備更強(qiáng)的工作性能和更多的功能性，最為關(guān)鍵的是它能夠有效地節(jié)約資源和能源、改善生態(tài)環(huán)境，為城市建設(shè)提供更多的選擇，因此有必要系統(tǒng)地對(duì)綠色高性能混凝土進(jìn)行系統(tǒng)梳理，明確其材料、技術(shù)的特點(diǎn)，以便挖掘出發(fā)展綠色高性能混凝土的有效途徑，為城市建設(shè)、資源節(jié)約、生態(tài)改善提供更多的幫助。

1 綠色高性能混凝土的分類

1.1 環(huán)境友好型

環(huán)境友好型的綠色高性能混凝土是指從混凝土的配制、使用到廢棄這一完整的流程中能夠?qū)档铜h(huán)境的負(fù)擔(dān)。

1.1.1 在混凝土生產(chǎn)時(shí)降低對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。在生產(chǎn)時(shí)降低對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)最關(guān)鍵的是配制材料的選用。綠色高性能混凝土在配制時(shí)多選用固體垃圾、工業(yè)廢渣等城市垃圾，如利用生態(tài)水泥進(jìn)行配制的生態(tài)混凝土和再生混凝土。生態(tài)混凝土是通過城市垃圾焚燒后的殘?jiān)?、工業(yè)殘?jiān)褪沂奶幚矶@得水硬性膠凝材料，將其作為主要摻合劑進(jìn)行水泥的配制。在此過程中，首先可以解決城市生活和建設(shè)垃圾的占地，進(jìn)一步釋放了城市空間，同時(shí)減少了石灰石資源和相應(yīng)能源的消耗，降低了混凝土生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的負(fù)荷，是實(shí)現(xiàn)零污染的有效途徑。

再生混凝土則是將建筑拆除后產(chǎn)生的量的建筑廢料（廢棄混凝土、廢砂漿等）進(jìn)行進(jìn)一步的磨碎和分級(jí)，按照相應(yīng)的比例混合然后產(chǎn)生再生骨料，由這些再生骨料充當(dāng)混凝土的主要或者全部材料。此外還采用了許多工業(yè)殘?jiān)凸I(yè)廢液作為配制混凝土的摻合劑，如硅灰、煤灰、磨細(xì)礦渣等，這不僅實(shí)現(xiàn)了廢物利用，同時(shí)也節(jié)約了資源，降低了對(duì)環(huán)境的負(fù)荷。

1.1.2 在混凝土使用時(shí)降低對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。在混凝土使用時(shí)，需要通過一定的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境負(fù)荷的降低，例如免振自密實(shí)混凝土、高耐久性混凝土等。免振自密實(shí)混凝土在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)不需要額外的進(jìn)行搗實(shí)，依靠其自身的重力和慣性就能夠達(dá)到搗實(shí)的效果，而免振自密實(shí)混凝土在生產(chǎn)時(shí)就具有底噪、高效和節(jié)能的特點(diǎn)，使用過程中去掉搗實(shí)的工序進(jìn)一步節(jié)省了資源，屬于綠色化施工技術(shù)。此外，在使用混凝土?xí)r通過對(duì)其耐久性能的提升，降低了相應(yīng)的維修費(fèi)用，這也是一種對(duì)環(huán)境負(fù)荷的降低。

1.2 生物相容型

生物相容型的混凝土主要體現(xiàn)了混凝土與植物、動(dòng)物等生物和諧共存的特性，它對(duì)調(diào)整生態(tài)環(huán)境、美化自然景觀和實(shí)現(xiàn)人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展有著重要推動(dòng)作用。生物相容型混凝土主要分為植物相容性混凝土、海洋及水域相容型混凝土和凈化水質(zhì)型混凝土。目前進(jìn)行研究且應(yīng)用較為廣泛的相容型混凝土為多孔混凝土。這種混凝土的原材料主要采用砂漿、水泥漿和粗骨料，又稱為大孔混凝土。這種混凝土的特點(diǎn)是其內(nèi)部具有大量的連空通，具備良好的透氣性和透水性，因此能給生物繁殖提供良好的空間，同時(shí)還能夠凈化過濾地下水，能夠有效地改善生態(tài)環(huán)境，是一種典型的生態(tài)環(huán)保型生物相容混凝土。

2 綠色高性能混凝土的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 水泥熟料的使用量相對(duì)較少

與普通的水泥和高性能混凝土不同的是，在綠色高性能水泥的配制時(shí)水泥的使用量進(jìn)一步減少，而使用的水泥熟料也為混凝土的外加劑，大部分使用的材料為工業(yè)殘?jiān)统鞘欣葟U料，這也使得在進(jìn)行混凝土配制時(shí)二氧化碳的產(chǎn)生量大幅降低，減少了對(duì)大氣的污染，同時(shí)也節(jié)省了自然資源和能源的消耗。

2.2 大量的采用工業(yè)廢料。

在綠色高性能混凝土的配制時(shí)，為了增強(qiáng)其流動(dòng)性和耐久性，需要加入大量的活性摻合劑，而這些活性摻合劑主要就包括粉煤灰、磨細(xì)礦渣和硅灰等工業(yè)廢料，這些工業(yè)廢渣本身就具備很強(qiáng)的耐久性和抗腐蝕性，因此在混凝土的配制時(shí)加入工業(yè)廢料摻合劑，不僅能夠節(jié)省自然資源，形成廢物利用，更能提高混凝土的工作性能。

2.3 擁有更小的體積和更輕的質(zhì)量

在上文中介紹到綠色高性能混凝土的熟水泥使用量并且還會(huì)摻入大量的工業(yè)廢渣摻合劑以提升耐久度、抗腐蝕性等特性，這些摻合劑的密度通常要小于水泥，因此這就減輕了混凝土的體積和重量，這也進(jìn)一步地增強(qiáng)了其耐久性，使混凝土能在更加復(fù)雜的環(huán)境下保持較長(zhǎng)的使用壽命。

3 綠色高性能混凝土的特點(diǎn)

3.1 節(jié)約特點(diǎn)

綠色高性能混凝土由于采用大量的工業(yè)廢料和較少的水泥用量，大大節(jié)省資源和能源，也可稱之為節(jié)約型混凝土。如上文中提到的加入工業(yè)廢料提升耐久性和抗腐蝕性，還有降低熟水泥使用量的“一磨”水泥配制工藝，都很大程度上節(jié)約了資源，這些技術(shù)都能夠有效地減少資源和能源的消耗。

3.2 友好特點(diǎn)

綠色高性能混凝土與其他混凝土的不同還表現(xiàn)在其與生態(tài)環(huán)境的和諧共生方面。從綠色高性能混凝土采用的材料和其技術(shù)特點(diǎn)來看，它能夠有效地減輕環(huán)境負(fù)荷，并且還具備能夠主動(dòng)改善環(huán)境的功能：現(xiàn)代城市建設(shè)中使用的生態(tài)種植混凝土，這種混凝土很適合植物生長(zhǎng)，能夠有效增多城市的綠地面積；使用透水型混凝土能夠有效的防止水資源的流失，改善城市的“熱島效應(yīng)”；生物適應(yīng)性混凝土能夠保護(hù)海洋資源，為海洋生物提供良好的生存環(huán)境；光催化混凝土能夠凈化空氣，分解污染氣體。這些綠色、高性能混凝土都體現(xiàn)了其與環(huán)境的友好共存特征。

3.3 高效特點(diǎn)

從綠色高性能混凝土的技術(shù)特點(diǎn)和其材料的選擇上可以看出，其功能較為多樣，并且具有高耐久性和循環(huán)利用的工作性能。因此綠色高性能混凝土的配制最終目的是提升耐久度達(dá)到自然資源和能源的節(jié)約，同時(shí)以混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量和功能多樣化為重點(diǎn)，以開發(fā)循環(huán)可利用的材料為方向，這三者不是孤立的而是相互影響的。如綠色高性能混凝土通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和材料的配制，提升了混凝土的耐久度和建筑的使用壽命，從而節(jié)約了資源，降低了環(huán)境負(fù)荷。

4 發(fā)展綠色高性能混凝土的途徑

4.1 以混凝土為整體

發(fā)展綠色高性能混凝土，要將混凝土整體作為研究的重點(diǎn)，而不能只把重點(diǎn)放在水泥石上。這是因?yàn)樵诨炷林?，骨料占?jù)大部分體積，約為70%，骨料和水泥漿體之間僅有一層薄層作為過渡區(qū)，過渡區(qū)對(duì)混凝土的強(qiáng)度、滲透性程度等工作性能影響很大，而從學(xué)術(shù)研究和具體的應(yīng)用上來看，對(duì)于骨料和薄弱的過渡區(qū)缺乏足夠的重視。相對(duì)而言，水泥石實(shí)際上比骨料和過渡區(qū)均勻地多，對(duì)強(qiáng)度和滲透性的影響沒有骨料和過渡區(qū)大。因此，發(fā)展綠色高性能混凝土，提升其工作性，要將混凝土作為一個(gè)整體的研究對(duì)象，利用大摻量礦物摻合料，用于改善過渡區(qū)，可以大大地增強(qiáng)混凝土后期的工作性能，減少早期產(chǎn)生的裂縫，提升耐久性，從而節(jié)約資源。

4.2 注重對(duì)工程環(huán)境與綠色高性能混凝土的結(jié)合

混凝土作為一種工程材料，它的生產(chǎn)和制作過程與其他很多建筑材料都有所不同，它的制作環(huán)境相對(duì)不穩(wěn)定，無法對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精確嚴(yán)格的控制，這就導(dǎo)致了混凝土的工作性能很大程度上受到工程所處環(huán)境的影響。因此要在混凝土的設(shè)計(jì)上充分考慮具體的工程環(huán)境，根據(jù)工具環(huán)境設(shè)計(jì)更為節(jié)能環(huán)保的混凝土，做好規(guī)范化、流程化管理，尤其在現(xiàn)場(chǎng)澆筑等即時(shí)使用混凝土的環(huán)節(jié)，要更為嚴(yán)格地管控工程環(huán)境，以使混凝土達(dá)到最佳的工作性能。由于綠色高性能混凝土還涉及生物相容等問題，因此更好注重研究在不同特定環(huán)境對(duì)混凝土配制的影響。

4.3 注重可持續(xù)發(fā)展

綠色高性能混凝土本身對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善和資源能源的節(jié)約有著很大幫助，在其具體的應(yīng)用時(shí)，更要注重可持續(xù)發(fā)展的理念，要在城市垃圾、工程殘?jiān)葟U物利用的基礎(chǔ)上注重對(duì)整體流程的優(yōu)化，讓混凝土的生產(chǎn)、使用和維護(hù)實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)的無縫連接，將資源能源的節(jié)約和生態(tài)改善的效果發(fā)揮到最大。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 馮劍.綠色高性能混凝土的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用[J].江西建材，2014（24）.

[2] 黃志遠(yuǎn).綠色高性能混凝土技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].河北企業(yè)，2016（12）.

[3] 崔占敏.綠色高性能混凝土材料及其應(yīng)用探討[J].黑龍江交通科技，2012（7）.