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混凝土未来的发展方向——绿色高性能混凝土

来源:搜论文知识网位置:农业环境科学论文时间:2011-06-03 16:40

  摘要:本文分析了混凝土行业对建筑领域发展的重要性以及其对人类生态环境造成的破坏。介绍了高性能混凝土、绿色高性能混凝土的基本概念、优越性、实现途径等,指出混凝土行业将向绿色环保型发展。
  关键词:高性能混凝土、绿色高性能混凝土、可持续发展
  一、前言:
  混凝土以其良好的各项性能以及具有竞争力的经济性成为目前全世界用量最大和使用范围最广的材料。我国更是水泥和混凝土生产消耗大国,每年生产与消耗混凝土约120亿吨之多,约占全世界的二分之一左右,而每生产1立方米混凝土大约要用去三分之一吨水泥,每生产1吨水泥则向大气排放约1吨二氧化碳,而配置混凝土每年消耗近90亿吨的天然砂石料,可以说是世界上最大的天然资源用户。其生产和应用必将给环境带来许多不利的影响。在全世界都倡导绿色环保理念的形势下,混凝土能否长期作为建筑结构的主材料,关键在于能否成为绿色材料,因此绿色高性能混凝土将是其未来发展的主方向。
  二、绿色混凝土
  绿色混凝土一般说来,应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性。可以实现非再生资源的可循环使用和有害物质的从低排放。随着国民经济的发展,越来越多废旧建筑物需要拆除,这样就会产生大量的废弃混凝土块,既带来环境污染,又造成环境浪费。针对混凝土的可循环利用,目前在国内外均有研究即把废旧混凝土粉碎作为骨料、细粉粒在加入混凝土中使用。制成的再生混凝土强度也较高,具有明显的环境效益和经济效益。从材料循环使用角度来看,今天我们使用的材料不仅要考虑到满足现在建筑物的要求,而且要放眼几十年后的循环再利用,实现真正的可持续发展之路。但现在研究的远度和深度还远远没有达到。
  三、高性能混凝土
  高性能混凝土(HPC)是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同设计要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、实用性、强度、体积稳定性和经济性。为此高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加量的矿物细掺料和高效外加剂。在高层建筑、桥梁、海上、公路等方面都得到广泛应用。高性能混凝土被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土。高性能混凝土将逐步取代普通混凝土用于重要工程,这已经取得共识。
  四、绿色高性能混凝土
  绿色高性能混凝土(GHPC)是已故工程院院士吴中伟先生最先提出和大力倡导的。“绿色”的含义为:节约资源、能源;不破坏环境,更有利于环境;可持续发展,保证人类后代能健康、幸福的生活下去。同济大学孙振平等学者提出符合以下条件的HPC才真正称得上是GHPC:所使用的水泥必须为绿色水泥;砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提。此处的“绿色水泥”是指将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣和废料;产品除了全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保护的保证体系;粉层、废渣和废气等的排放几乎接近于零,真正做到不仅自身实现零污染、无公害,又因循环利用其它工业的废料、废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境;最大限量地节约水泥用量,从而减少顺逆生产中的副产品二氧化碳等气体,以保护环境;更多的掺加经加工处理的工农业废渣,如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰等作为活性掺合料,以节约水泥,保护环境,并改善混凝土耐久性;大量应用以工业废液,尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂,以及在此基础上研制的其它复合外加剂;集中搅拌混凝土,消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水,并加强对废料、废水循环利用;发挥HPC的优势,通过提高强度,减少结构横截面积或结构体体积,减少混凝土用量,从而节约水泥、砂石的用量;通过改善施工性来减少浇筑密实消耗,降低噪音;通过大幅度提高混凝土耐久性,延长结构物的使用寿命,进一步节约维修和重建费用,减少对自然资源无节制的使用;对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用,发展再生混凝土。绿色高性能混凝土在我国刚刚起步,也取得了一定进展。主要是在配置混凝土时减少水泥用量,多采用工业废料。像目前应用比较广泛的粉煤灰高性能混凝土就是在混凝土中科学地大量使用矿物掺合料。粉煤灰是火电厂的燃烧废渣,我国每年的排放量在1.4亿吨以上。粉煤灰具有火山灰活性,它掺到混凝土中,能降低初期水化热,减少干缩,改善新拌混凝土的和易性,增加混凝土的后期强度,显著提高混凝土的耐久性。充分利用粉煤灰等作为掺和料发展高性能混凝土,可节约资源和能源,减少二次污染,取得良好的经济和社会效益,是对实现我国可持续发展战略的巨大贡献。
  五、结语
  绿色高性能混凝土真正使混凝土变为合理应用资源,保护环境,保持生态平衡,成为与环境极其友好,能造福子孙后代的建筑材料。绿色高性能混凝土为传统混凝土未来发展注入了新的内容和活力,也提供了崭新的机遇,其发展必将使混凝土材料的应用具有更广阔的前景和产生巨大的社会经济效益。因此它是混凝土发展的方向,是混凝土的未来。
  参考文献:
  1、吴中伟绿色高性能混凝土与科技创新[J]。建筑材料学报,1998,27-29
  2、陈家辉高性能混凝土应用现状及其前景[J]。广东土木与建筑,2000,36-38
  3、覃维祖混凝土技术进展现代与可持续发展前景[J]。施工技术,2006,18-23
  4、王安岭等绿色高性能混凝土评价方法的建立[C]。2006,145-148

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