生態(tài)水泥混凝土材料與技術(shù)分析

張杰

摘 ? ?要：硅酸鹽水泥混凝土作為現(xiàn)階段最主要的建材，在給人們的日常生活帶來(lái)便利的同時(shí)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，本文介紹了生態(tài)水泥混凝土的生產(chǎn)背景與分類(lèi)分析，以期降低水泥混凝土材料在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)荷，希望能夠給讀者帶來(lái)啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水泥混凝土;再生骨料混凝土;混合材

1 ?引言

在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，越來(lái)越多的土地被混凝土所覆蓋，水位下降、熱島效應(yīng)等情況日趨嚴(yán)重，為降低建筑工程對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的損壞，生態(tài)水泥混凝土作為能夠與生態(tài)體系和諧發(fā)展的混凝土材料，受到了人們的廣泛關(guān)注。

2 ?生態(tài)水泥混凝土的生產(chǎn)背景

以水泥為凝膠的混凝土材料因其原材料來(lái)源廣泛、施工維護(hù)費(fèi)用低廉等特征受到了各種工程建設(shè)的廣泛歡迎，然而，隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)水泥混凝土的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，2018年一年間，全球共生產(chǎn)水泥39.5億噸，僅中國(guó)就生產(chǎn)了22.1億噸，水泥的大量生產(chǎn)與使用給地球的自然生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。面對(duì)嚴(yán)峻的生態(tài)問(wèn)題，生態(tài)材料這一理念最早在1993年被前沿科學(xué)研討會(huì)所提出，而生態(tài)混凝土這一概念則是在1995年由日本混凝土協(xié)會(huì)與生態(tài)混凝土研究委員會(huì)首次提出，其目的在于生產(chǎn)出能夠與生態(tài)和諧發(fā)展的混凝土，創(chuàng)造出人與自然和諧共處的情況[1]。

3 ?生態(tài)水泥混凝土的分類(lèi)分析

3.1 ?減輕環(huán)境負(fù)荷的生態(tài)混凝土

減輕環(huán)境負(fù)荷的生態(tài)混凝土指的是這種混凝土材料在制造、使用以及使用后都可以有效地降低對(duì)自然環(huán)境的負(fù)擔(dān)。

3.1.1 ?生態(tài)水泥配置混凝土的技術(shù)

在當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)過(guò)程中，廢棄物的處理問(wèn)題直接關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的清潔程度，在傳統(tǒng)的固體垃圾處理過(guò)程中，利用焚化爐對(duì)其進(jìn)行焚燒是較為常用的處理方式，但這種垃圾處理方式在造成一定空氣污染的同時(shí)，無(wú)法產(chǎn)生足夠的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)此，利用廢棄物制造水泥已經(jīng)成為減輕環(huán)境污染的一種有效方式。如表1所示，相較于廢棄物焚化爐，利用水泥回轉(zhuǎn)窯對(duì)廢棄物盡行處理具備更好的效果。具體來(lái)說(shuō)，生態(tài)水泥指的是生產(chǎn)廠家利用城市以及工業(yè)廢棄物作為原材料制造的水泥，利用這種生產(chǎn)方式制造的混凝土不僅造價(jià)低廉，節(jié)約了石灰石資源，還可以有效的解決廢棄物堆放問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)前北京某水泥生產(chǎn)廠家制造生態(tài)水泥的主要方式是利用水泥回轉(zhuǎn)窯對(duì)廢棄物進(jìn)行加工處理，這種生產(chǎn)方式不但減少了化石燃料的消耗量，還通過(guò)將廢棄物焚燒后的殘?jiān)鳛樗嗌a(chǎn)原料的方式，提升了自身的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.2 ?再生骨料配置混凝土的技術(shù)

由于混凝土的生產(chǎn)需要大量的砂石、骨料等材料，面對(duì)當(dāng)前混凝土需求量逐年上漲的情況，砂石、骨料等原材料的需求量也在逐年上漲，為獲取足夠的混凝土原材料開(kāi)山采石的情況屢見(jiàn)不鮮，這個(gè)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅。盡管每年混凝土的需求量不斷增加，但經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在全球范圍內(nèi)，每年因建筑拆除產(chǎn)生的廢舊混凝土、建筑產(chǎn)生的廢棄混凝土以及預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)廢棄的混凝土構(gòu)件的數(shù)量極為巨大，并且呈逐年上漲的趨勢(shì)，對(duì)于這些混凝土廢棄物，傳統(tǒng)的處理方式是堆放與填埋，這種處理方式不僅浪費(fèi)了一定的土地資源，還造成了一定的環(huán)境污染。為解決這一問(wèn)題，自第二次世界大戰(zhàn)以后與廢棄混凝土開(kāi)發(fā)利用相關(guān)的議題已經(jīng)受到了人們的關(guān)注，再生骨料混凝土的生產(chǎn)工藝就是其中的一項(xiàng)成果。再生骨料混凝土指的是將廢棄、破碎以及使用過(guò)的混凝土的膠結(jié)材料、混合材料以及骨料作為制作混凝土的原材料。由于再生骨料含有30%左右的硬化水泥漿，使得其吸水性能、密度、抗拉強(qiáng)度等特征與天然的砂石骨料存在一定的差別，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，相關(guān)工作人員必須明確再生骨料混凝土中再生骨料的的比重以便保證建筑的整體效果符合建筑需求。具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段在實(shí)際建筑過(guò)程中，為進(jìn)一步擴(kuò)大再生骨料混凝土的適用范圍，相關(guān)工作人員可以通過(guò)機(jī)械活化、酸液活化、化學(xué)漿液處理以及水玻璃液處理的方式對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化處理，從而提升再生骨料混凝土的質(zhì)量[2]。

3.1.3 ?用混合材配置混凝土的技術(shù)

從《2019年中國(guó)粉煤灰行業(yè)分析報(bào)告—行業(yè)規(guī)?，F(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究報(bào)告》中得知，截止至2017年年底，我國(guó)的粉煤灰產(chǎn)量高達(dá)6.86億噸，高居全球第一的位置，盡管近年來(lái)，我國(guó)涌現(xiàn)出一批將粉煤灰應(yīng)用于建材、建筑、農(nóng)業(yè)、化工等多個(gè)方面的企業(yè)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的粉煤灰綜合利用率仍比較低，粉煤灰的不恰當(dāng)處理仍舊給我國(guó)的自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。面對(duì)這一問(wèn)題，將高爐礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢棄物當(dāng)做混合材制作混凝土，不但可以減少?gòu)U棄物處理用地的面積、還可以達(dá)到降低混凝土生產(chǎn)成本、減少CO2排放量的目的。

3.2 ?環(huán)境協(xié)調(diào)型混凝土

環(huán)境協(xié)調(diào)型混凝土指的是工作人員通過(guò)控制混凝土材料的性能、形狀等性質(zhì)，降低混凝土對(duì)自然環(huán)境的影響。環(huán)境協(xié)調(diào)型混凝土的代表為多空混凝土，這種混凝土主要是通過(guò)控制混凝土的空隙特征的方式，使其具備良好的吸音、透水、蓄熱等性能。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，相關(guān)工作人員主要通過(guò)對(duì)多空混凝土的性能以及顏色進(jìn)行調(diào)控的方式，將其應(yīng)用于植物的栽培與綠化、水的抑制與滲透、生物生息、調(diào)控溫度、吸音、隔音等方面，降低了混凝土對(duì)環(huán)境的影響?，F(xiàn)階段，人們制作多孔混凝土的主要材料與普通混凝土的材料基本相同，都包括水泥、水、粗細(xì)集料、外加劑等，但因多空混凝土在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)材料的孔徑大小、孔徑分布等情況存在一定的差別，因此有時(shí)細(xì)集料、混合材以及外加劑是不會(huì)被添加到多空混凝土的制作當(dāng)中。

3.3 ?綠色高性能混凝土

綠色高性能混凝土并不是依靠混凝土本身達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，而是通過(guò)對(duì)這種混凝土進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，提升混凝土的使用壽命從而降低混凝土材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。綠色高性能混凝土技術(shù)與水泥混凝土循環(huán)再利用技術(shù)相對(duì)應(yīng)，兩者保護(hù)環(huán)境的方式都是通過(guò)延長(zhǎng)混凝土制造物的壽命，降低能源與資源的消耗。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人口膨脹、資源短缺以及環(huán)境惡化已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)面臨的主要問(wèn)題，為解決上述問(wèn)題，加大對(duì)環(huán)境的保護(hù)已成為現(xiàn)階段刻不容緩的任務(wù)，在我國(guó)，建筑行業(yè)作為當(dāng)前的國(guó)民支柱性產(chǎn)業(yè)，其建材質(zhì)量與環(huán)境安全息息相關(guān)，為保障建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)水泥混凝土已經(jīng)成為建筑行業(yè)的主要建材。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳龍修.生態(tài)混凝土組成設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)研究[D].揚(yáng)州大學(xué)，2018.

[2] 朱勉紅.淺談新型綠色混凝土及其實(shí)際應(yīng)用[J].中國(guó)住宅設(shè)施，2018（12）：24～26.