綠色混凝土建筑材料的應用及發展

王會波

摘要：隨著社會經濟的快速發展，影響社會經濟發展的一個重要因素就是環境污染。面對自然資源的減少和日益嚴重的環境污染問題，普通混凝土已不能適應社會經濟發展對材料要求日益提高。因此，發展環保、節能、節約資源和綠色高性能混凝土材料的就成為了必須考慮的事情。綠色高性能混凝土是近年來發展起來的一種新型建筑材料，它兼具上述特點，是建筑材料的完美之選，本文將介紹其應用和發展。

關鍵詞：綠色混凝土；建筑材料；應用；發展

引言

混凝土是使用最為廣泛的、數量最大的一種建筑材料。但是，混凝土的廣泛使用破壞了自然資源，使得人類面臨著前所未有的資源和能源危機。在第二十一世紀，我們不僅對混凝土的技術參數有著更高的要求，也要盡可能地在混凝土的生產和使用中減少破壞生態環境，以可持續發展為最終目標。因此，開發綠色高性能產品—綠色混凝土建筑材料是可持續發展所要走的必經之路。

一、綠色混凝土建筑材料的發展內涵

中國科學院院士吳宗緯首次提出了綠色混凝土建筑材料的概念，他指出了綠色混凝土建筑材料是混凝土在未來混凝土發展的必然趨勢。在經過筆者對其研究成果和學界其他人士對綠色混凝土的定義進行總結，可以得出，綠色混凝土發展的內涵應該為以下幾點：

①使用的水泥必須是綠色水泥。作為原料的砂石要有計劃地開采，不能破壞環境；②混凝土生產過程中應最大限度地減少危害環境副產品的排放，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等等；③可以考慮混合更多的農業和工業廢渣加工來加工混凝土，優質礦渣、優質粉煤灰、硅灰、大米稻殼都是可考慮的選擇。降低水泥用量的同時，也能保護環境并提高混凝土的強度；④可以研究如何將工業廢液使用在混凝土的生產當中，比如說使用的造紙的廢液制造減水劑。積極開發工業廢液在混凝土生產中使用方法，以達到處理其他工業生產廢液的目的；⑤拌和站應摻入混凝土，以減少現場拌和混凝土所產生的廢物、粉塵和廢水，這樣也能讓廢物和水得到循環利用；⑥通過提高強度，減少橫截面的面積或體積的結構，來減少混凝土用量。設法提高混凝土的耐久性，結構，達到延長建筑壽命的目的，進一步節省重建成本，減少自然資源的濫用；⑦拆除建筑后產生的大量廢棄物可以回收利用制作混凝土，人造骨料混凝土也是比較，綠色環保的發展方向。

二、綠色混凝土和一般混凝土的差別

環境保護：這種混凝土和傳統混凝土的成分之間的差異是，它很少使用傳統意義上的混凝土材料，而是通過對大量固體廢物、工業廢渣、廢磚、混凝土、固體垃圾、工業廢液等進行收集，通過采取一定的技術手段加以混合處理，制造出新的環保混凝土，來實現回收各類垃圾和減少環境污染的目的。

節能降耗：水泥生產時有高溫煅燒硅質材料（粘土或頁巖）的步驟，所以使用自然材料在水泥生產過程中需要消耗大量的能量。如果使用綠色混凝土制備免燒水泥，能耗就能有所降低。

三、綠色混凝土的類型和發展

（一）生態環保型混凝土

為了滿足高強度、高耐久性的要求，傳統的混凝土生產對產品的密實度要求非常高，從而使混凝土結構（剛性路面的地段和建筑物等）的滲透性不足，使得城市熱島效應加劇，使得人類的生存環境惡化。而且也不利于雨水在城市中的的滲透，從而使得城市地下水位降低，影響地表植物的生長，導致城市生態系統紊亂。由于混凝土的顏色是灰色的，也會給人在感官上帶來不適。而生態環保型混凝土完全能解決這些問題。生態環保型混凝土根據功能的不同可分為植物混凝土和透水性混凝土。

（二）再生骨料混凝土

這種混凝土的原料大多是從被拆除的舊建筑物中被獲得。它一般以廢磚塊、廢砂漿、廢混凝土作為骨料，將其添加水泥砂漿來拌成新的混凝土。混凝土工程都有著其自身的使用年限。若是超過年限太長，那么建筑物就會出現損壞，這就需要進行修復或者是拆除。而實際上，建筑廢料中有很大一部分都是能夠進行回收再利用的，若是將拆除掉的建筑垃圾進行分類挑選，再制作成再生的混凝土骨料，即可用于新建筑物的建設上。這樣不但能有效解決一部分建筑廢料的處置問題，也能降低運輸量和天然材料的使用量。所以再生骨料的使用也被認為是綠色混凝土發展的主要措施之一。

（三）高摻量粉煤灰高性能混凝土

高摻量粉煤灰混凝土（HVFAC）一般指粉煤灰摻量大于30%的流態或插入振動的混凝土。它的主要特性是：更多地節約水泥和處理電廠廢棄物，可節能、節約資源和改善溫室效應；降低混凝土材料成本；降低混凝土水化熱；提高混凝土抗滲性，抗Cl-離子滲透和化學腐蝕及堿集料反應的能力；早期強度相對較低；抗鹽凍剝蝕性能差。粉煤灰的大量使用能降低混凝土的生產成本和工廠廢氣的處理成本，它的充分利用能為人類產生較多的經濟效益和環境效益。

四、綠色混凝土的應用

綠色混凝土概念的提出時間并不長，但它具有的明顯優勢已經引起的國內外的廣泛關注。由于混凝土在現如今已被廣泛用作結構材料，所以綠色混凝土的出現將使其成為本世紀主要的建筑結構材料。美國芝加哥近三百米、七十層的南沃克大廈，采用的就是綠色混凝土。日本明石海峽大橋也同樣使用近40萬立方類似混凝土材料建成，是當時最長的懸索大橋。

綠色混凝土的使用在中國起步較晚，并且由于之前北京和天津地區立交橋出現了較為嚴重的缺陷，引起了工程領域的極大關注。所以綠色混凝土應用研究的相關課題在我國也不是很多。上海靜安中心大廈使用的就是C80混凝土。

五、綠色混凝土材料的發展方向

綠色混凝土材料的在未來的發展方向主要有：①加強綠色混凝土相關技術的研究、技術標準的訂立，并提升工程設計和施工人的環保意識，更加注重對于綠色概念的宣傳，以此來讓綠色混凝土的使用在建筑工程領域各個環節受到更多的重視；探索并訂立綠色混凝土的設計的標準化流程、質量檢測手段、驗收標準、生產工藝指導等；③加大對綠色混凝土相關技術的研發力度，使其能向著更加理想的方向發展，并使其能夠使用在更多類型的建筑當中，擴充其使用的范疇。集中力量克服綠色混凝土因為低水膠比所導致的自收縮問題、過度水化導致的大量裂縫問題、因為強度太大導致脆性過高的問題等。④著手研究更加完善的人造骨料技術，尤其是使用工業各種廢物如粉煤灰、煤矸石等制作出新的輕型骨料；開發利用城市處理較為困難的固體垃圾，特別是對舊建筑進行廢棄處理后留下的廢棄混凝土、磚石、瓦和其他建筑廢料，用這些廢料來替代天然的骨料，降低砂石料的使用，減輕由于石料開采對環境造成的損害。⑤訂立相關的法規和政策，倡導建筑業使用綠色混凝土。⑥由政府相關部門牽頭建立有關綠色混凝土的專業研發、推廣、質檢和管理的科研機構。⑦為綠色混凝土生產企業和建筑企業提供更多的合作機會，降低推行使用綠色混凝土的難度。下力氣進行調研，進行大規模的的工程調查。明確在當前綠色混凝土研究與應用中亟待解決的所有問題、并總結使用綠色混凝土所積累的經驗教訓，訂立起有針對性的研究計劃。

六、總結

綠色混凝土的生產較一般混凝土而言，對環境的破壞很小，所以它符合可持續發展的要求。伴隨我國生產能力的不斷提升與社會的日趨進步，綠色混凝土將會重新獲得建筑行業的關注，更多的建筑的會選擇綠色混凝土來建設，建筑行業的也會更加傾向于使用綠色混凝土而非一般的混凝土。

綠色混凝土有著遠強于一般混凝土性能，并且也能夠很好的將工業垃圾和建筑垃圾利用起來，所以能有效的節省自認資源和生存耗能，有效保護環境，是未來建筑材料的一大首選，在未來必將受到更大的重視，為我國可持續發展戰略的實施盡一份力。

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