綠色高性能混凝土建筑材料可持續發展研究

摘要：近年來，我國經濟高速發展，人們生活質量得到了巨大的改善，環保意識也在逐漸增強。同時國家也開始提倡節能減排，人與自然和諧相處，推行可持續發展戰略。在這個背景下，綠色建筑已經成為了建筑領域的主要發展方向，綠色高性能混凝土建筑材料有著廣泛的應用空間，本文對綠色高性能混凝土建筑材料的可持續發展進行了討論。

關鍵詞：綠色高性能混凝土;外加劑;活性混合料

引言：隨著我國城市化建設不斷加快，建筑行業有了巨大的發展，出現了許多新的建筑材料，具有更加優秀的性能，可有效提高建筑質量。綠色高性能混凝土就是一種新型的建筑材料，可有減少各種能源的消耗，降低對環境的污染，符合我國推行的可持續發展戰略，因此對綠色高性能混凝土建筑材料進行深入研究具有重要意義。

一、綠色高性能混凝土的概述與標準

近年來，我國經濟高速發展，城市化建設不斷加快，建筑領域有了巨大發展，各種工程如雨后春筍一般冒了出來。水泥混凝土是建筑工程中使用最為廣泛、消耗量最大的建筑材料之一，具有成本低廉、適用性強、性能穩定、易于成型等特點。普通混凝土生產過程中需要高溫煅燒硅質原料和鈣質原料，消耗大量的能源，同時也會對環境造成嚴重的破壞。而綠色高性能混凝土是一種新型的建筑材料，又被稱為節能型混凝土，采用無熟料水泥或免燒水泥配制，并加入摻和料和外加劑，具有更強的耐久性、實用性、穩定性及各種力學性能，可以顯著減少能源的消耗，達到節能減排的目的。綠色高性能混凝土有很多標準，第一，必須使用綠色水泥，砂石料的開采不能破壞環境，要做到節制有序。第二，要最大程度減少水泥的用量，減少二氧化碳、二氧化氮等有害氣體的排放。第三，要摻加一定量的磨細礦渣、硅灰、優質粉煤灰等工農業廢渣，提高混凝土的耐久度。第四，要大量使用工業廢料，通過改性制造來生產減水劑和復合外加劑，消化其他工業難以消化的排放物。第五，通過改善施工技術，減小澆筑密實能耗，減小噪音，提高混凝土耐久度，提高建筑質量，節省維修費用。第六是對廢棄混凝土重復利用，發展再生混凝土[1]。我是一個資源緊缺型國家，正在大力推行可持續發展，對綠色高性能混凝土建筑材料可持續發展進行研究，可以促進建筑行業健康發展，緩解能源壓力，具有重要意義。

二、綠色高性能混凝土的可持續發展研究

（一）更新傳統混凝土的設計方法

活性混合材料可以改善混凝土的各項性能，提高混凝土的力學性能和適應性，但是在工程界還未被重視。比如，粉煤灰就是一種十分常見的活性材料，可以有效改善混凝土的各項性能，非常適合規模較大的混凝土工程和臨海的混凝土工程。根據試驗分析可知，粉煤灰的替代率可以達到35%到50%，但是目前商用混凝土中的含量只有15%左右，很少超過20%，還存在較大的差距。另外，針對混凝土的耐久性，工程人員沒有加大活性料的使用量，也缺乏對低堿水泥的重視，施工過程中大量使用防凍劑和早強劑，導致混凝土堿集料工程破壞的很嚴重，不僅造成了大量的資源浪費和環境污染，還影響了工程質量。因此想要可持續發展綠色高性能混凝體，工程設計人員應該對傳統混挺土的設計方法進行更新，加大活性混材料的使用量。施工人員要提高自身的環保意識和質量意識，嚴格控制施工過程中污染性原料的使用，根據施工方案，科學計算，盡可能的使用綠色高性能混凝土，推動綠色高性能混凝土發展。另外，施工過程中，大力推廣散裝水泥，也有助于綠色高性能水泥的發展。傳統水泥儲存和運輸主要使用塑料帶，在拆開后會對環境造成二次污染。而采用散裝水泥，可以在生產過程中進行機械化上料，自動稱量，有效減少資源浪費，目前，使用散裝形式進行運輸和儲存已經是水泥工業的必然趨勢。

（二）開發高性能外加劑

綠色高性能混凝土在制備過程中需要摻加一些混合料，可能會對混凝土的性能產生一定的影響，因此需要開發適合高性能混凝土的外加劑，同時還可以避免混合材超細磨造成的能源損耗。根據實驗表明，在高粉煤灰用量、低水泥用量的情況下，加入適量的高效減水劑和引氣劑，可以制備出力學性能優異、耐久性強的綠色高性能混凝土[2]。根據工程需求，部分綠色高性能混凝土需要摻加細度中等的活性混合料，早期強度較弱。對此可有向其中摻加一定量的激發劑，改善其早期強度。但是在配置激發劑的過程中，要嚴格限制氯離子和硫離子的含量，否則容易引起鋼筋銹蝕。

（三）加大對工業廢料的利用程度

綠色高性能混凝土的特點是可以利用一部分其他工業難以處理的廢料，來提高建筑的質量，達到減少污染的效果。綠色高性能混凝土想要可持續發展，需要不斷加大對工業廢料的利用程度，提高廢物循環利用的力度。綠色高性能混凝土制備時，可以使用可燃廢料作為的燃料。工業廢料的處理非常復雜，如果放進燃燒廠燃燒，會造成大量的污染，產生多種有害氣體，而且需要消耗大量能源。如果將可燃廢料作為制作水泥熟料的有效燃料，既解決了廢料處理問題，又節省了制備綠色高性能混凝土所需要能源。比如，瑞士有11家水泥廠就接收大量的工業廢油、廢棄輪胎，通過燃燒產生的能量來制造綠色高性能混凝土，減少了20%的能源消耗，瑞士水泥廠的成功經驗值得借鑒。另外，活性硅含量較高的廢渣，也可以作為綠色高性能混凝土制備過程中的混合料使用，比如沸石、高爐礦渣、燒黏土、稻殼灰等。我是每年產出的工業廢渣接近10億噸，其中用來生產綠色高性能混凝土的只有不到1億噸，還有非常巨大的潛力可以挖掘。加強對工業廢料利用，實現互利互惠，是綠色高性能混凝土可持續發展的關鍵。

（四）制定綠色高性能混凝土的質量控制體系

綠色高性能混凝土想要可持續發展，需要大量應用于建筑工程之中，要有明確的質量標準。綠色高性能混凝土的制備中，都會摻加活性混合料，但是活性混合料的作用發揮主要是在后期，前期對材料性能的影響并不明顯。如果使用傳統的混凝土質量控制方法進行檢驗和驗收，將無法反應出綠色高性能混凝土的真實性能，同時也會造成材料的浪費。因此要制定科學、完善的綠色高性能混凝土質量控制體系，要明確質量控制方法、驗收標準、安全指標等，保證綠色高性能混凝土可以和建筑工程完美對接。另外，傳統混凝土質量控制方法中，只考慮混凝土的強度，而綠色高性能混凝土還有耐久性、耐腐蝕性等特點，除了常見指標外，還要在綠色高性能混凝土的質量控制體系中加入耐久性指標和耐腐蝕性指標。

結論：綜上所示，綠色高性能混凝土是一種新型建筑材料，可以通過摻加化工廢料來提高混凝土的各項性能，有利于降低能源損耗，減少污染。通過更新傳統混凝土的設計方法，開發高性能外加劑，加大對工業廢料的利用程度，制定科學完善的質量控制體系，可以保證綠色高性能混凝土可持續發展。

參考文獻：

[1]黃鵠翔.綠色高性能混凝土與建筑工程材料的可持續發展[J].商品與質量，2020，（2）：2.

[2]趙福超，沈宏任，徐倩.混凝土發展方向及兩種綠色混凝土的研究現狀[J].四川建材，2018，44（10）：3-4.

作者簡介：

陳炳潔（1989.2.25--），性別：男，籍貫：山東省威海人，學歷：專科，畢業于濟南工程職業技術學院，現有職稱：助理工程師，研究方向：建筑材料、建筑工程。

作者單位：威海建設集團股份有限公司