綠色高性能混凝土材料及其應用研究

范偉

摘要：隨著我國改革開放和現代化進程的加快，我國的建設規模正日益增大，如何保證建筑工程質量的同時，也能使工程能長久的安全使用下去，日益受到各級政府和社會各界的廣泛關注。在眾多的土木工程建設中，混凝土的應用面之廣和使用次數之多是很少見的。尤其近年來，一種較新的混凝土技術正在快速發展，并運用到許多實際工程項目中，那就是綠色高性能混凝土。文章重點就綠色高性能混凝土材料及其應用進行研究分析，以供參考和借鑒。

關鍵詞：綠色高性能；混凝土；應用；研究

引言

高性能混凝土是現代高強混凝土的基礎上發展起來的，使用新型的高效減水劑和礦物摻和料，是混凝土達到高性能的主要技術措施，前者能降低混凝土的水膠比，增大坍落度，控制坍落度損失，提高混凝土的密實性和工作性；后者能填充膠凝材料的孔隙，參與膠凝材料的水化，除提高混凝土的密實度外，還改善混凝土的界面結構，提高混凝土的強度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土將粉煤灰作為礦物摻和料，既改善了混凝土的技術性能，同時又充分利用了工業廢料，有效地節約了資源和能源，減少了環境污染，綠色高性能混凝土的發展方向，促進了混凝土技術的健康發展。

1綠色高性能混凝土材料概述

1.1綠色高性能混凝土材料的內涵

綠色高性能混凝土是一種具有優良的施工性能高、耐久性與高強度、能夠保護環境、節約能源并有益于人體健康的新型混凝土，代表了混凝土的發展方向。綠色高性能混凝土具有以下四個特點，即比傳統混凝土材料有更好的力學性能和耐久性能，盡量減少修補或拆除過程中建筑垃圾對環境的污染；大量利用工業廢渣和其他資源，最大限度地減少能耗大、污染嚴重的水泥熟料的生產與使用；施工簡單，盡量降低使用工業廢渣及其他資源時的二次能源消耗；具有與自然環境的協調性，減輕對環境的負荷，實現非再生性資源的循環使用。

1.2綠色高性能混凝土材料的分類

如今綠色高性能混凝土已逐漸形成一門獨立學科，根據使用功能，發展為植被綠化型混凝土、透水型混凝土、水生物保護型混凝土等三大類，詳細如下：第一，植被綠化型混凝土。植被綠化型混凝土是指能夠適應植物生長、可進行植被作業的混凝土及其制品，具有保護環境、改善生態條件、基本保持原有結構材料性能。多孔連續型綠化混凝土是植被綠化混凝土的一種類型，這種混凝土以多孔混凝土作為骨架結構，內部存在著一定量的連通孔隙，為混凝土表面的綠色植物提供根部生長、吸取養分的空間，采用多孔混凝土作為植物生長基體，并在孔隙內充填植物生長所需的物質；第二，透水型混凝土。透水混凝土是具有15%-30%的連通孔隙的多孔或大孔混凝土，它是由膠凝材料、粗骨料、水和外加劑按照一定的比例拌和而成。由于無細骨料，在硬化后的混凝土中存在著較大孔洞，有較強透水性能；第三，水生物保護型混凝土。水生物保護型混凝土是指能夠營造出適合生物生長、生息的空間或孔隙，能夠為水藻類生物提供合適的附著表面，并能在混凝土表面增殖，通過相互作用或共生作用形成食物鏈，使混凝土周圍的水質對生物生長沒有不良影響，為海洋生物和淡水生物生長提供良好條件，保護生態環境。

1.3綠色高性能混凝土的特征

綜合“綠色”和“高性能”含義，可以提出綠色高性能混凝土是指既能減少對地球環境的負荷，又能與自然生態系統協調共生，為人類構造舒適環境的混凝土材料、采用先進的現代混凝土技術，在妥善的質量管理條件下，盡量少占用天然資源和能源，大量使用工業廢棄物和城市垃圾制成的具有優良耐久性、工作性和經濟適用性的混凝土。綠色高性能混凝土一般具有以下特征：第一，盡可能多的使用綠色水泥，最大限度的減少水泥孰料用量，代之以工業廢渣為主的礦物外加劑，減少水泥生產過程中的二氧化碳、二氧化硫以及一氧化氮等氣體的排放量，降低對天然資源與能源的消耗；第二，更多的采用廢渣，如磨細礦渣、優質粉煤灰、硅灰和稻殼灰等作為活性摻合料以節約水泥，并在改善混凝土耐久性的同時保護環境；第三，采用先進生產工藝，對大量建筑垃圾進行資源優化處理，使之成為可以再利用的再生混凝土骨料，減少對天然礦石的開采；第四，最大限度的發揮高性能混凝土的優勢，減少結構面積或結構體積，節省混凝土用量，減輕自重。通過大幅度提高混凝土耐久性，延長結構的使用壽命，使材料和工程發揮其功能。

2綠色高性能混凝土材料的應用要點

2.1注意研究低強高性能混凝土

目前高性能混凝土必須是高強混凝土（大于C50）的觀點大大限制了高性能混凝土的應用范圍。事實上，大量使用的鋼筋混凝土建筑物，如低層和多層房層以及高層房層的上層構件，以及大體積水下建筑物和基礎工程，對強度要求并不高（C25-C30左右），但對耐久性、工作性、均勻性、體積穩定性、低溫升等有一定甚至很高的要求，必須采用高性能混凝土。

2.2提高混凝土材料的綠色度

混凝土的主要原料水泥是一種資源代價、能源代價和環境代價巨大的材料，每生產1噸水泥除放出大量的粉塵外，還排放出約1噸的溫室氣體二氧化碳，因此要提高混凝土的綠色度，必須采用有效措施，減少水泥的使用量。在高性能混凝土中科學地大量使用粉煤灰等礦物摻合料，既是提高混凝土性能的需要，又可減少對水泥產量的需求；既可減少煅燒熟料時二氧化碳的排放，又因大量利用粉煤灰、礦渣及其他工業廢料而有利于保護環境。

2.3降低高性能混凝土的成本

經濟問題長期困擾著混凝土工作者，并成為混凝土技術進步的障礙，目前大部分高性能混凝土的成本比常規混凝土高30%以上，制約了高性能混凝土的推廣應用，同時大量的試驗研究證實。高性能混凝土不一定要高成本，低成本生產高性能混凝土是完全可能的。

3綠色高性能混凝土材料的發展趨勢

綠色象征著自然生命和希望，綠色寓意著寬容、善意和友愛，綠色代表著舒適、健康和活力。于是人們就選擇了適度的、合理的綠色來代表無危害、無污染的生產方法和技術。在考慮綠色原則基礎上發展起來的生產技術稱之為廢物最小化技術清潔工藝。綠色技術和方法是強調從源頭上減少或消除那些對人類健康或環境有害的生產方式和原材料的應用，它強調從源頭上消除污染的產生，力求使生產過程具有“原子經濟性”，實現廢物的“零排放”，它的著眼點在于不產生廢物，也就沒有了廢物處理的問題，而不是產生了廢物再去治理。因此，綠色生產、綠色工藝是一門徹底阻止污染產生的生產方式，它能合理的利用資源和能源、降低生產成本，符合經濟可持續發展的要求，因此綠色是人們的理想和追求，它寄托著人類對未來的憧憬和希望。

結束語

綜上所述，綠色高性能混凝土是混凝土產業的發展方向，是我國建設節約型、環保型社會發展道路方針的具體體現。加大對綠色高性能混凝土的研究，使綠色高性能混凝土創造出更多的經濟效益和社會效益，在加快研究與開發的同時，也要重視綠色高性能混凝土的宣傳推廣工作，盡快普及應用到建設工程中，充分發揮其經濟、社會和環境效益。

參考文獻

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