绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向

绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向

王金国

青岛汇轩科技集团有限公司  266406

摘要：随着我国“以绿色为主”的发展战略，“以绿色为主”的新型高效混凝土也越来越受到建筑业的重视。由于它具有绿色环保和耐久性好等优点，因此受到了众多建筑界的广泛关注，并已成为混凝土材料的发展趋势。因此，文章从绿色高效混凝土的特点和优化设计出发，阐述了其在实际工程中的应用，以期为今后的发展提供借鉴。

关键词：绿色；高性能混凝土；混凝土；发展方向

引言

在施工过程中，水泥是非常关键的组成部分，起到了非常关键的作用。但是，它的实施也带来了诸如“环保”等不利因素。因此，能否更好的使用混凝土，关键是能否成为一种环保的建筑材料，能否实现可持续发展。从这一点可以看出，绿色混凝土材料的环保化将是今后混凝土的重要发展趋势。

一、绿色高性能混凝土的特征

绿色高效混凝土（CHPC）具有以下特点：一是能够节约大量的熟料水泥，减少环境污染，实现了环保目的。水泥是混凝土的一种，使用绿色水泥能够替代水泥熟料，并降低二氧化碳、一氧化碳等多种气体的排放量，从而降低能耗。第二，利用废弃的矿渣，例如粉碎的钢渣，作为有效的混合材料，减少了水泥的用量，既能提高混凝土的耐用性，又能保护周围的环境。第三，利用先进的制造技术，最大限度地利用建筑废弃物，将其转化为可循环利用的水泥碎石。第四，充分利用高强度混凝土的作用，通过对构造区域或容积的调控，达到节省混凝土用量的目的。通过提高混凝土的耐用性，使结构的承受力更加强大。

二、绿色高性能混凝土的优化设计

随着我国“绿色环保”的发展，建筑业也必须紧跟潮流，进行建材的绿色设计，而水泥基建材又是建材的一个重要组成部分，因此，加强对水泥基建材的绿色高效建材的优化，是促进建筑业可持续发展的一个重要方面。

（一）CHPC材料来源

如何选择合适的原料，合理的配合比例，使之满足实际使用的需要，是非常重要的。在中国，建筑产业正处于高速发展时期，拆除老建筑，新建筑已成为大势所趋。而在这个过程中，必然会有大量的建筑废弃物被排放出来，这些废弃物不仅消耗大量的能源，而且还会对周围的生态环境带来严重的损害。如果能将这些废物重新循环使用，那就更好了。将建筑垃圾通过工艺处理制成混凝土骨料，与一般的混凝土骨料相比，其具有很大的离散性，组成也比较复杂，如何选取可利用的再生骨料是必须要解决的关键问题。

（二）骨料分类及性能

本文将再生骨料作为一个例子，根据再生骨料的尺寸大小，可以将其分为两种类型，在一般的情况下，其尺寸超过4,8mm，被称为粗骨料，而小于4,8mm被称为细骨料。如果用再生混凝土来代替自然混凝土，那就是完全的再生混凝土。

（三）掺入粉煤灰的影响

第一个是崩塌程度。若水泥的用量不变，例如287公斤/立方米，则水泥的含水量较高，其塌落度也会有起伏。当粉煤灰掺量为38%时，其坍落度和膨胀度均较高，粘性较好。添加飞灰可提高CHPC的工作性能。

第二个方面，就是强度。在水泥用量为一定时，如287kg/m3，随着粉煤灰含量的提高，其强度也会改变，总的来说，CHPC前期强度增加较缓慢，后期迅速。

第三点，它的耐炭化性能。随着粉煤灰含量的增加，抗碳化深度不会有很大的改变，大约为13mm，虽然抗碳化能力不强，但其抗碳化性能可以满足标准。

第四，是对氯化物的阻隔作用。在较高的掺量下，水泥石的耐氯性不会有太大的改变，因此，水泥石的高孔隙率是造成水泥石压实性能下降的主要因素。

三、 绿色高性能混凝土工程应用

（一）植被绿化型混凝土

植被绿化的混凝土是一种固沙固土的主要物质，可以用于城市的公路两侧和隔离地带。例如，在我国北部，面对着诸如土地荒漠化等诸多环境问题，需要使用固沙固土材料。南部海岸地区的海岸具有不稳定、崩塌等特点，因此需要使用固岸材料；此外，还需要对其进行更深层次的改造，其中最有效的措施就是发展植物混凝土。采用不同比例的混合料为植物提供了适宜的生长环境，同时采用了各种现代工艺，为其提供了适宜的环境。

（二）透水性混凝土

与一般的混凝土相比，透水性混凝土最大的特点是具有连通的孔隙，透气性和透水性都很好。将其应用于道路等路面，既可提高道路的透水性和透气性，又可调控空气温度和湿度，维护环境的稳定。

（三）水生物保护型混凝土

这种絮凝剂可以在不同的水体中使用，例如可以制造出人造的珊瑚礁，放置在海水中，可以容纳大量的海草，是普通水泥的三倍左右，而且这些海草的长势很好，可以作为食物网中的一环，给海洋生物提供了良好的生存环境。此外，这种混凝土还适合于浅水河床等，将其表面加工成不同的形态，使其与河床相匹配，为水草的生长提供了良好的环境，同时也可以提高水体质量，保持生物多样性。

四、绿色高性能混凝土问题及其展望

（一）问题

1.造假问题

环保高效混凝土对于原料的需求也是相当严格的，比如：高等级的水泥、洁净的骨料、颗粒大小不小于25毫米。由于受到生产的限制，因为各种原因，在具体的配合比例上，可能会导致所加入的材料过少，从而影响到水泥的品质。

2.早期开裂

混凝土的收缩是引起裂纹的一个重要因素，除冷却引起的收缩之外，由于水分的大量流失而引起的干燥等，也是引起裂纹的重要因素。由于高性能混凝土的水胶比值低于一般混凝土，而且由于加入了大量的细颗粒材料，或是加入了大量的超增塑物质，在水化时会引起过早的收缩，从而产生裂缝，所以，必须对高强混凝土进行早阶段的养护。

3.配合比设计问题

在进行高强混凝土配合比时，可以采用与普通混凝土类似的配制方式，在组成配合比的物质被选定后，通过试验就能满足相关的需求。由于使用的原料种类繁多，对强度等各方面的需求也非常高，因此，在进行混合比例的设计时，由于某些原因，会导致混合比例的变化，从而导致混合比例的降低。

（二）展望

1.强化对低强度高性能混凝土的研究力度

目前，由于HPC本身的特性，HPC应用的领域已经越来越窄。事实上，大多数使用的是钢筋混凝土，对于其强度的需求不是很高，但是对于其耐久性等的需求比较高，必须使用高性能混凝土。而要满足绿色环保的需求，还需继续加强对绿色高效混凝土的研究，并将其作为一种新型的建筑材料来处理，从而有效地提高其在建筑中的应用价值。

2.进一步提升混凝土材料的绿色度

水泥作为混凝土的重要原料，其产生的环境和能源问题十分严重，因此，要提高混凝土的“绿色化”程度，必须采用科学的方法，减少水泥的使用。将粉煤灰等添加剂添加到高性能混凝土中，不仅可以提高混凝土的性能，而且还可以对水泥的用量进行控制；不仅可以减少一氧化碳等的排放，还可以对飞煤灰等一些工业废物进行处理后进行科学利用，实现了环境保护。

结语

总之，“绿色”“高效”“环保”是未来混凝土发展的主流趋势，也是“可持续发展”的具体表现。目前，国内对HPC的开发尚处于起步阶段，仍有很多问题亟待解决。这就要求我们继续加强对高性能混凝土的开发和研究，并将其高效地运用到各种工程中，推动建设工业向绿色环保的方向发展。

参考文献

[1]王利莉.绿色高性能混凝土材料及其应用研究[J].合成材料老化与应用,2022,51(02):133-135.

[2]王宏利.绿色高性能混凝土材料的研究[J].四川水泥,2022(01):5-6.

[3]杨德胜.新时代绿色高性能混凝土发展的必要性研究[J].混凝土,2020(11):145-148.