绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想

绿色高性能混凝土建筑材料可持续发展的设想

武东昕

重庆建工建材物流有限公司，重庆 400000

摘要：随着社会经济的快速发展，环境污染问题日益突出。面对自然资源日益减少，普通混凝土已不能适应社会经济发展的需要，对混凝土性能的要求也越来越高。因此，混凝土材料的开发与环境保护、节能、资源利用和绿色高性能混凝土开发相一致。绿色高性能混凝土是近几年发展起来的一种新型建材，可以实现可持续发展目标。基于此，本文介了绍绿色高性能混凝土的概念、特点、发展策略，指出绿色高性能混凝土是实现混凝土材料可持续发展的必由之路。

关键词：绿色高性能混凝土；建筑材料；可持续发展

现阶段，建筑行业的可持续发展越来越受到人们的重视，混凝土建筑材料是建筑施工的主要材料，传统建筑施工中混凝土材料的使用会对环境产生一定影响。而绿色高性能混凝土材料与现代建筑技术相结合，能显著降低建筑环境的破坏，具有很好的应用前景。

一、绿色高性能混凝土概念

中国工程院院士吴中伟教授首次提出绿色高性能混凝土概念，只有满足以下条件，才能真正称得上绿色高性能混凝土：第一，所用水泥必须是绿色水泥，开采砂石料必须是非常有序且不会对环境造成过大的破坏；第二，最大限度地节约水泥的用量，从而减少水泥生产过程中产生的二氧化碳、二氧化硫等；第三，加大对工农业废渣的掺量，如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰、稻壳灰等作为活性掺合料，以节约水泥、保护环境、提高混凝土耐久性；第四，大量应用工业废液特别是黑色纸浆废液改性生产减水剂，并在此基础上开发出其它复合添加剂，帮助其它工业部门消化处理难以处理的液体排放物；第五，对混凝土进行集中搅拌，消除现场搅拌产生的废渣、尘土、废水，加强废品和废水的循环利用；第六，充分利用高性能滤凝土的优点，通过提高强度、减小结构截面积或结构体积、减少混凝土用量，从而节约水泥和砂石的用量。通过改善施工性能降低浇筑密实能耗，大幅度提高混凝土耐久性，延长结构物的使用寿命，进一步节约维修和重建费用；第七，大量拆除废弃混凝土，回收利用，开发再生混凝士[1]。

二、绿色高性能混凝土特点

高性能混凝土应具备以下优良性能：第一，良好的施工性能。能保证正常施工条件下混凝土结构的密实性和均匀性，最大限度地降低振动噪声和振动能耗；第二，具有优良的耐久性、抗冻性、抗渗性、冲击性、抗水砂冲刷性等；第三，强度高，同时考虑建筑的美学效果、结构挠度、功能要求；第四，具有超早强、低脆性、高耐磨性、吸声性、自呼吸性等特殊功能。尽管高性能混凝土的开发应用通常采用高性能外加剂和性能优良的掺合料，在一定程度上可达到节约水泥、节约资源、保护环境的目的，但高性能混凝土的研究开发者都很少从环境保护、节约资源的高度来认识这一问题[2]。

三、绿色高性能混凝土的原材料

绿色高性能混凝土虽然是相对节能的建筑材料，但是随着水泥产量和混凝土浇筑量的不断增加，对资源、能源、环境产生了巨大的影响。同时，还要排放有害气体，如SO2、NO等，大量CO2排放会直接导致温室效应。当气体排放时，会产生酸雨现象，水泥生产由于收尘设施差，产生大量粉尘，水泥厂一直是环境污染源头，水泥工业也是耗煤量大、耗电大户，大量生产和使用水泥会造成地球矿产资源短缺，破坏生态平衡[3]。因此，混凝土能否长期作为主要建筑材料，不仅要求混凝土的耐久性、可施工性和强度，更重要的是绿色标准是否高。水泥虽然只占混凝土原材料质量的30%~20%，但是在生产过程中消耗了大量的能量，占混凝土总能耗的50%~60%。因此，开发绿色高性能混凝土的首要条件是生产和使用节能环保的水泥。绿色水泥生产技术更加强化了环保技术与措施，使资源利用率和二次能源回收率达到最高水平。除了全面实施质量管理体系外，产品还真正实行全面的环境保护保障体系。绿色高性能混凝土原材料的烟尘、废渣、废气排放量几乎于零，真正做到零污染、无公害，而且还能利用其他工业的废料，帮助其他企业消化三废，改善环境[4]。

四、绿色高性能混凝土可持续发展的设想

从原材料到具体工程应用，绿色高性能混凝土涉及很多部门和环节。水泥生产中的一个环节要实现“绿色化”还不够，必须同时进行以下工作：第一，加强对混凝土科研开发、标准制定、工程设计、施工人员的环保意识和节能意识，加强对“绿色”概念的宣传；第二，研究有效处理工业废渣的方法和设备，以充分发挥其活性。工业废渣的利用应坚持优质、优用的原则，即超细磨矿渣和优质粉煤灰主要用于高强混凝土的配制，中低强度混凝土仍应采用普通细渣或低等级粉煤灰；第三，工程设计人员应更新传统混凝土设计方法，敢于将活性材料掺入工程。比如，粉煤灰的应用，尽管科研人员早已开始研究粉煤灰掺量，但实际掺量一般仅为15%，极少超过20%。曾有人研究过低强度等级混凝土，其替代率为35%~50%，可以大量应用于道路路基，尤其是大掺量粉煤灰混凝土。在混凝土材料的耐久性方面，并没有预期中增加活性混合料的用量，也没有控制防冻剂和早强剂的用量；第四，研究一种或多种活性混合材、外加剂与水泥矿物成分之间的超叠加效应，为具体材料的优化设计提供依据；第五，为了解决掺混材料对混凝土性能的某些负面影响，同时避免过分提倡超细混合材而造成的能耗问题，采用适当的高减水剂和引气剂，可配制各种性能优良的混凝土

[5]。对于大掺量普通细度活性混合材，掺入有效激发剂可改善混凝土早期强度，但应严格限制CO2、S02含量，禁止使用激发剂，以免引起钢筋锈蚀或碱集料反应；第六，研究制定绿色高性能混凝土质量控制方法、验收标准等。如果仍沿用普通混凝土的质量控制方法和验收标准，以28天的抗压强度作为衡量混凝土质量的标准，不仅会造成强度、材料的浪费，还会影响绿色高性能混凝土的生产积极性，使绿色高性能混凝土难以推广，这与混凝土的“绿色化”目标背道而驰[6]。另外，绿色高性能混凝土要求混凝土具有较好的耐久性，但是传统和现行的混凝土质量评定标准仅考虑强度指标，一般不考虑耐久性指标，在新标准中应增加耐久性指标；第八，针对当前城市改造中大量拆除旧结构物混凝土的现状，研究一整套破碎分级技术，开发再生混凝土，用于对强度要求较低的路面。

结束语：

综上所述，随着科技的不断进步和发展，建筑行业也发生了巨大的变化，其中最大的变化就是传统混凝土材料在建筑行业中的弊端越来越明显，而绿色高性能混凝土材料具有环保、绿色和可持续等特点，更符合绿色生态的发展战略理念。因此，近年来在建筑行业得到广泛的应用和推广。本文通过分析绿色高性能混凝土材料的特点、优势及要求，希望通过对绿色高性能混凝土材料的实际应用分析，使绿色高性能混凝土在建筑行业得到广泛应用和推广，从而加强生态环境的保护。

参考文献：

[1]赵世伟.简述绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].装饰装修天地,2020(1):107.

[2]黄鹄翔.绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].商品与质量,2020(2):2.

[3]黄怡斐.浅谈绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].建材与装饰,2019(13):44-45.

[4]赵亚丽.绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].山东工业技术,2019(12):139.

[5]孔文琼,张瑜都.绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].四川水泥,2019(2):139.

[6]宋志成.绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展[J].百科论坛电子杂志,2020(8):1642.