綠色高性能混凝土材料及其應(yīng)用研究

范偉

摘要：隨著我國改革開放和現(xiàn)代化進程的加快，我國的建設(shè)規(guī)模正日益增大，如何保證建筑工程質(zhì)量的同時，也能使工程能長久的安全使用下去，日益受到各級政府和社會各界的廣泛關(guān)注。在眾多的土木工程建設(shè)中，混凝土的應(yīng)用面之廣和使用次數(shù)之多是很少見的。尤其近年來，一種較新的混凝土技術(shù)正在快速發(fā)展，并運用到許多實際工程項目中，那就是綠色高性能混凝土。文章重點就綠色高性能混凝土材料及其應(yīng)用進行研究分析，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：綠色高性能；混凝土；應(yīng)用；研究

引言

高性能混凝土是現(xiàn)代高強混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，使用新型的高效減水劑和礦物摻和料，是混凝土達到高性能的主要技術(shù)措施，前者能降低混凝土的水膠比，增大坍落度，控制坍落度損失，提高混凝土的密實性和工作性；后者能填充膠凝材料的孔隙，參與膠凝材料的水化，除提高混凝土的密實度外，還改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的強度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土將粉煤灰作為礦物摻和料，既改善了混凝土的技術(shù)性能，同時又充分利用了工業(yè)廢料，有效地節(jié)約了資源和能源，減少了環(huán)境污染，綠色高性能混凝土的發(fā)展方向，促進了混凝土技術(shù)的健康發(fā)展。

1綠色高性能混凝土材料概述

1.1綠色高性能混凝土材料的內(nèi)涵

綠色高性能混凝土是一種具有優(yōu)良的施工性能高、耐久性與高強度、能夠保護環(huán)境、節(jié)約能源并有益于人體健康的新型混凝土，代表了混凝土的發(fā)展方向。綠色高性能混凝土具有以下四個特點，即比傳統(tǒng)混凝土材料有更好的力學性能和耐久性能，盡量減少修補或拆除過程中建筑垃圾對環(huán)境的污染；大量利用工業(yè)廢渣和其他資源，最大限度地減少能耗大、污染嚴重的水泥熟料的生產(chǎn)與使用；施工簡單，盡量降低使用工業(yè)廢渣及其他資源時的二次能源消耗；具有與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性，減輕對環(huán)境的負荷，實現(xiàn)非再生性資源的循環(huán)使用。

1.2綠色高性能混凝土材料的分類

如今綠色高性能混凝土已逐漸形成一門獨立學科，根據(jù)使用功能，發(fā)展為植被綠化型混凝土、透水型混凝土、水生物保護型混凝土等三大類，詳細如下：第一，植被綠化型混凝土。植被綠化型混凝土是指能夠適應(yīng)植物生長、可進行植被作業(yè)的混凝土及其制品，具有保護環(huán)境、改善生態(tài)條件、基本保持原有結(jié)構(gòu)材料性能。多孔連續(xù)型綠化混凝土是植被綠化混凝土的一種類型，這種混凝土以多孔混凝土作為骨架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部存在著一定量的連通孔隙，為混凝土表面的綠色植物提供根部生長、吸取養(yǎng)分的空間，采用多孔混凝土作為植物生長基體，并在孔隙內(nèi)充填植物生長所需的物質(zhì)；第二，透水型混凝土。透水混凝土是具有15%-30%的連通孔隙的多孔或大孔混凝土，它是由膠凝材料、粗骨料、水和外加劑按照一定的比例拌和而成。由于無細骨料，在硬化后的混凝土中存在著較大孔洞，有較強透水性能；第三，水生物保護型混凝土。水生物保護型混凝土是指能夠營造出適合生物生長、生息的空間或孔隙，能夠為水藻類生物提供合適的附著表面，并能在混凝土表面增殖，通過相互作用或共生作用形成食物鏈，使混凝土周圍的水質(zhì)對生物生長沒有不良影響，為海洋生物和淡水生物生長提供良好條件，保護生態(tài)環(huán)境。

1.3綠色高性能混凝土的特征

綜合“綠色”和“高性能”含義，可以提出綠色高性能混凝土是指既能減少對地球環(huán)境的負荷，又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生，為人類構(gòu)造舒適環(huán)境的混凝土材料、采用先進的現(xiàn)代混凝土技術(shù)，在妥善的質(zhì)量管理條件下，盡量少占用天然資源和能源，大量使用工業(yè)廢棄物和城市垃圾制成的具有優(yōu)良耐久性、工作性和經(jīng)濟適用性的混凝土。綠色高性能混凝土一般具有以下特征：第一，盡可能多的使用綠色水泥，最大限度的減少水泥孰料用量，代之以工業(yè)廢渣為主的礦物外加劑，減少水泥生產(chǎn)過程中的二氧化碳、二氧化硫以及一氧化氮等氣體的排放量，降低對天然資源與能源的消耗；第二，更多的采用廢渣，如磨細礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰和稻殼灰等作為活性摻合料以節(jié)約水泥，并在改善混凝土耐久性的同時保護環(huán)境；第三，采用先進生產(chǎn)工藝，對大量建筑垃圾進行資源優(yōu)化處理，使之成為可以再利用的再生混凝土骨料，減少對天然礦石的開采；第四，最大限度的發(fā)揮高性能混凝土的優(yōu)勢，減少結(jié)構(gòu)面積或結(jié)構(gòu)體積，節(jié)省混凝土用量，減輕自重。通過大幅度提高混凝土耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，使材料和工程發(fā)揮其功能。

2綠色高性能混凝土材料的應(yīng)用要點

2.1注意研究低強高性能混凝土

目前高性能混凝土必須是高強混凝土（大于C50）的觀點大大限制了高性能混凝土的應(yīng)用范圍。事實上，大量使用的鋼筋混凝土建筑物，如低層和多層房層以及高層房層的上層構(gòu)件，以及大體積水下建筑物和基礎(chǔ)工程，對強度要求并不高（C25-C30左右），但對耐久性、工作性、均勻性、體積穩(wěn)定性、低溫升等有一定甚至很高的要求，必須采用高性能混凝土。

2.2提高混凝土材料的綠色度

混凝土的主要原料水泥是一種資源代價、能源代價和環(huán)境代價巨大的材料，每生產(chǎn)1噸水泥除放出大量的粉塵外，還排放出約1噸的溫室氣體二氧化碳，因此要提高混凝土的綠色度，必須采用有效措施，減少水泥的使用量。在高性能混凝土中科學地大量使用粉煤灰等礦物摻合料，既是提高混凝土性能的需要，又可減少對水泥產(chǎn)量的需求；既可減少煅燒熟料時二氧化碳的排放，又因大量利用粉煤灰、礦渣及其他工業(yè)廢料而有利于保護環(huán)境。

2.3降低高性能混凝土的成本

經(jīng)濟問題長期困擾著混凝土工作者，并成為混凝土技術(shù)進步的障礙，目前大部分高性能混凝土的成本比常規(guī)混凝土高30%以上，制約了高性能混凝土的推廣應(yīng)用，同時大量的試驗研究證實。高性能混凝土不一定要高成本，低成本生產(chǎn)高性能混凝土是完全可能的。

3綠色高性能混凝土材料的發(fā)展趨勢

綠色象征著自然生命和希望，綠色寓意著寬容、善意和友愛，綠色代表著舒適、健康和活力。于是人們就選擇了適度的、合理的綠色來代表無危害、無污染的生產(chǎn)方法和技術(shù)。在考慮綠色原則基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生產(chǎn)技術(shù)稱之為廢物最小化技術(shù)清潔工藝。綠色技術(shù)和方法是強調(diào)從源頭上減少或消除那些對人類健康或環(huán)境有害的生產(chǎn)方式和原材料的應(yīng)用，它強調(diào)從源頭上消除污染的產(chǎn)生，力求使生產(chǎn)過程具有“原子經(jīng)濟性”，實現(xiàn)廢物的“零排放”，它的著眼點在于不產(chǎn)生廢物，也就沒有了廢物處理的問題，而不是產(chǎn)生了廢物再去治理。因此，綠色生產(chǎn)、綠色工藝是一門徹底阻止污染產(chǎn)生的生產(chǎn)方式，它能合理的利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本，符合經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，因此綠色是人們的理想和追求，它寄托著人類對未來的憧憬和希望。

結(jié)束語

綜上所述，綠色高性能混凝土是混凝土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，是我國建設(shè)節(jié)約型、環(huán)保型社會發(fā)展道路方針的具體體現(xiàn)。加大對綠色高性能混凝土的研究，使綠色高性能混凝土創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益和社會效益，在加快研究與開發(fā)的同時，也要重視綠色高性能混凝土的宣傳推廣工作，盡快普及應(yīng)用到建設(shè)工程中，充分發(fā)揮其經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

參考文獻

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