綠色高性能混凝土材料及應(yīng)用探索

唐昌麗

（四川路橋盛通建筑工程有限公司， 成都 610000）

混凝土材料是建筑行業(yè)中最為基礎(chǔ)的一種建筑材料，近年來，在“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色生態(tài)”等發(fā)展戰(zhàn)略影響下，建筑行業(yè)普遍開始關(guān)注“綠色高性能材料”[1]。基于此，本文通過分析傳統(tǒng)混凝土材料的不足，介紹綠色高性能混凝土材料的優(yōu)勢，并重點針對其在建筑行業(yè)中的運用展開論述研究。

1 傳統(tǒng)混凝土材料對于環(huán)境的影響

近年來，隨著國內(nèi)外建筑行業(yè)快速發(fā)展，全世界范圍內(nèi)的混凝土年使用量高達(dá)數(shù)10億噸。與國外其它國家相比，我國建筑行業(yè)每年使用的混凝土材料總用量一直位居世界首位，高達(dá)20多億噸，其中含有70%左右的集料，而生產(chǎn)這些建筑材料需要消耗大量自然資源。

另外，在建筑產(chǎn)業(yè)化過程中，國內(nèi)越來越多的服役期滿的混凝土建筑將面臨著拆除或倒塌問題，這些傳統(tǒng)的混凝土材料無法用于建筑可持續(xù)循環(huán)利用過程，由此產(chǎn)生了大量的垃圾，而絕大部分城市建筑材料垃圾未經(jīng)妥善處理就被施工單位運往鄉(xiāng)村或郊外，通過填埋或露天堆放方式處理，對環(huán)境造成了巨大污染和破壞，不僅耗用了征用土地資源，且需要耗費垃圾清運等建設(shè)經(jīng)費。

此外，在混凝土材料垃圾運輸或清運和堆放過程中，也會有遺撒和粉塵灰砂飛揚等問題產(chǎn)生。隨著我國環(huán)保理念逐步加強，采用綠色高性能混凝土進(jìn)行建筑施工，勢必成為環(huán)境保護(hù)部門和建筑施工企業(yè)面臨的重要課題[2]。

2 綠色高性能混凝土材料及其分類

2.1 綠色高性能混凝土材料概念特征

綠色高性能混凝土簡稱“GHPC”(Green High Performance Concrete)，這是一種有益于人體健康的新型混凝土材料。其不僅代表了當(dāng)前國內(nèi)、外混凝土材料發(fā)展應(yīng)用的最新方向和趨勢，也在建筑行業(yè)充分發(fā)揮了其優(yōu)良的材料性能，如強度高、耐久性好、施工性能優(yōu)良，最為顯著的特征就是綠色高性能混凝土材料能夠節(jié)約資源、降低能耗，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境，有利于建筑產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化與綠色化、可持續(xù)化。

2.2 綠色高性能混凝土材料優(yōu)勢

與傳統(tǒng)混凝土材料相比，綠色高性能混凝土材料具有無可比擬的材料應(yīng)用優(yōu)勢：

⑴力學(xué)性能好，建筑結(jié)構(gòu)耐久性強，用于建筑領(lǐng)域能夠大大減少建筑結(jié)構(gòu)修補或拆除過程中產(chǎn)生的垃圾，有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境；

⑵這種混凝土材料生產(chǎn)配制主要原料為工業(yè)廢渣及其它廢棄資源，能夠最大限度減少對自然生態(tài)資源的消耗和浪費，也能夠減少對污染嚴(yán)重的水泥熟料的使用與生產(chǎn)；

⑶施工應(yīng)用流程簡單，可減少二次能源消耗，且與自然環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性好，能夠減輕對環(huán)境的破壞，有助于實現(xiàn)對非可再生資源的循環(huán)利用。

2.3 綠色高性能混凝土材料分類

建筑信息化與產(chǎn)業(yè)化助推了建筑行業(yè)優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新發(fā)展，在此背景下，綠色高性能混凝土材料受到人們的青睞，很多建筑行業(yè)也加大了對綠色高性能混凝土材料的研究與運用。基于其耐久性與環(huán)保性特征，可將綠色高性能混凝土材料劃分為如下三種類型：

⑴摻雜了大量工業(yè)廢渣取代傳統(tǒng)混凝土中的水泥材料的新型混凝土。這種綠色高性能混凝土材料減少了對水泥材料的使用量，但性能更強，能夠滿足當(dāng)前建筑工程施工各種結(jié)構(gòu)性能要求。在配置這種混凝土材料時，摻雜工業(yè)廢渣，能夠減少廢渣污染處理費用，降低綠色高性能混凝土材料生產(chǎn)配制成本。

⑵使用再生骨料，通過對砂漿以及磚塊和廢棄混凝土進(jìn)行生產(chǎn)處理，能夠制作新的骨料。將砂漿與經(jīng)過二次處理的骨料材料相混合，能夠用于建筑施工，有助于打造環(huán)保型建筑結(jié)構(gòu)體系。

⑶除了以上兩種類型的綠色高性能混凝土材料外，在建筑行業(yè)還有一種環(huán)保型的高性能混凝土材料，其主要特征是能夠美化整個建筑環(huán)境，與一般混凝土功能相配合，優(yōu)化整個建筑功能。

3 綠色高性能混凝土材料的應(yīng)用分析

3.1 植被綠化型混凝土材料的應(yīng)用

這種綠色高性能混凝土材料在應(yīng)用過程中，需將石子、減水劑、水泥等材料混合在一起。

(1) 水泥：按照一定的比例，將5種常用水泥材料配比為1:10的水泥漿，然后采用試紙測試這幾種材料配合的水泥漿液的PH值。通常情況下，礦渣、硅酸鹽、火山灰、普通硅酸鹽及低堿度硫鋁酸鹽的PH測定值適宜范圍分別為11.2～12.2、13～14.2、10.2～11.2、12.5～13.5、8.9～10。這幾種水泥漿材料 PH 通常都≥10，但植被綠化型混凝土材料實際配比要求其PH值≤10，所以根據(jù)測定結(jié)果，一般在實際應(yīng)用中只能選擇低堿度硫鋁酸鹽水泥漿。

(2) 減水劑：減水劑的應(yīng)用能夠減少水的用量，調(diào)整混凝土材料凝結(jié)時間，提升其總體強度，但不同降水劑其減水率差異很大，如樹脂系減水劑、木質(zhì)素系減水劑和萘系減水劑的減水率分別為20～32%、8～12%和 11～22%。因此，要選擇減水率最高的樹脂系減水劑配制植被綠化型混凝土。

(3) 石子：在實際應(yīng)用中，為了能夠有效提升植被綠化型混凝土材料的透水性能，需選擇粒徑單一、孔隙相對較大的石子材料。但綠色高性能混凝土材料對于石子材料的強度無特殊要求，只需選擇級配標(biāo)準(zhǔn)分別為10～22mm或5～10mm的透水性較好的碎石即可。

(4) 水灰比：綠色高性能混凝土材料在實際應(yīng)用中，材料的透水性以及總體強度還會受水灰比因素影響，一般最適宜的水灰比為0.2～0.4。

(5) 混凝土配合比：在配制綠色高性能混凝土材料時，需通過試驗篩選各種材料，保證其配合比滿足混凝土配比要求，一般植被綠化型混凝土所需配比強度為C15-C20。

植被綠化型綠色高性能混凝土材料通常主要用于綠化項目，其能夠充當(dāng)綠化工程中的固堤、固沙、固土等加固材料，也經(jīng)常被應(yīng)用于城市中央的人行路面、綠化隔離帶或者局部建筑工程中；另外，也可將植被綠化型綠色高性能混凝土材料應(yīng)用到大型建筑工程施工中，能夠起到修復(fù)景觀的作用。

3.2 透水型混凝土材料及水生物保護(hù)型混凝土材料的應(yīng)用

這兩種類型的綠色高性能混凝土材料主要應(yīng)用于廣場建筑施工、城市道路施工、水域工程建設(shè)項目中。由于透水型混凝土材料在配制時，水泥材料的使用量一般在 320～460kg/m3之間，且其水泥強度要求≥42.5MPa，減水劑和石子分別為樹脂系減水劑和級配標(biāo)準(zhǔn)均為10～22mm或5～10mm的碎石，水灰比、混凝土配合比強度要求控制在0.25～0.45之間和C30以下，所以這種材料透水性能強，強度較高，將其應(yīng)用到城市道路中能夠起到排水的作用，便于人們出行。另外，水生物保護(hù)型混凝土可以滿足工程強度及耐久性需求，所以通常將這種類型的綠色高性能混凝土材料應(yīng)用到海洋中充當(dāng)人工礁石；再者，這種材料放在海洋中其表面能夠附著大量的海藻類生物，可形成能夠為海洋生物提供更好生長環(huán)境的食物鏈[3]。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)日益進(jìn)步與發(fā)展，建筑行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，最顯著的變化就是傳統(tǒng)混凝土材料在建筑業(yè)中的應(yīng)用弊端越來越突顯，而具有“環(huán)保”、“綠色”、“可持續(xù)”特性的綠色高性能混凝土材料由于符合“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色生態(tài)”等發(fā)展戰(zhàn)略理念，所以近幾年來在建筑行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用與推廣。本文分析了傳統(tǒng)混凝土材料的不足，總結(jié)并闡述了綠色高性能混凝土材料的特點、優(yōu)勢及配比合比要求等，希望通過對其實際應(yīng)用分析，使綠色高性能混凝土材料在建筑行業(yè)能夠得到廣泛應(yīng)用與推廣，增加現(xiàn)代化城市綠化面積，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。