绿色混凝土建筑材料的应用及发展

王会波

摘要：随着社会经济的快速发展，影响社会经济发展的一个重要因素就是环境污染。面对自然资源的减少和日益严重的环境污染问题，普通混凝土已不能适应社会经济发展对材料要求日益提高。因此，发展环保、节能、节约资源和绿色高性能混凝土材料的就成为了必须考虑的事情。绿色高性能混凝土是近年来发展起来的一种新型建筑材料，它兼具上述特点，是建筑材料的完美之选，本文将介绍其应用和发展。

关键词：绿色混凝土；建筑材料；应用；发展

引言

混凝土是使用最为广泛的、数量最大的一种建筑材料。但是，混凝土的广泛使用破坏了自然资源，使得人类面临着前所未有的资源和能源危机。在第二十一世纪，我们不仅对混凝土的技术参数有着更高的要求，也要尽可能地在混凝土的生产和使用中减少破坏生态环境，以可持续发展为最终目标。因此，开发绿色高性能产品—绿色混凝土建筑材料是可持续发展所要走的必经之路。

一、绿色混凝土建筑材料的发展内涵

中国科学院院士吴宗纬首次提出了绿色混凝土建筑材料的概念，他指出了绿色混凝土建筑材料是混凝土在未来混凝土发展的必然趋势。在经过笔者对其研究成果和学界其他人士对绿色混凝土的定义进行总结，可以得出，绿色混凝土发展的内涵应该为以下几点：

①使用的水泥必须是绿色水泥。作为原料的砂石要有计划地开采，不能破坏环境；②混凝土生产过程中应最大限度地减少危害环境副产品的排放，如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等等；③可以考虑混合更多的农业和工业废渣加工来加工混凝土，优质矿渣、优质粉煤灰、硅灰、大米稻壳都是可考虑的选择。降低水泥用量的同时，也能保护环境并提高混凝土的强度；④可以研究如何将工业废液使用在混凝土的生产当中，比如说使用的造纸的废液制造减水剂。积极开发工业废液在混凝土生产中使用方法，以达到处理其他工业生产废液的目的；⑤拌和站应掺入混凝土，以减少现场拌和混凝土所产生的废物、粉尘和废水，这样也能让废物和水得到循环利用；⑥通过提高强度，减少横截面的面积或体积的结构，来减少混凝土用量。设法提高混凝土的耐久性，结构，达到延长建筑寿命的目的，进一步节省重建成本，减少自然资源的滥用；⑦拆除建筑后产生的大量废弃物可以回收利用制作混凝土，人造骨料混凝土也是比较，绿色环保的发展方向。

二、绿色混凝土和一般混凝土的差别

环境保护：这种混凝土和传统混凝土的成分之间的差异是，它很少使用传统意义上的混凝土材料，而是通过对大量固体废物、工业废渣、废砖、混凝土、固体垃圾、工业废液等进行收集，通过采取一定的技术手段加以混合处理，制造出新的环保混凝土，来实现回收各类垃圾和减少环境污染的目的。

节能降耗：水泥生产时有高温煅烧硅质材料（粘土或页岩）的步骤，所以使用自然材料在水泥生产过程中需要消耗大量的能量。如果使用绿色混凝土制备免烧水泥，能耗就能有所降低。

三、绿色混凝土的类型和发展

（一）生态环保型混凝土

为了满足高强度、高耐久性的要求，传统的混凝土生产对产品的密实度要求非常高，从而使混凝土结构（刚性路面的地段和建筑物等）的渗透性不足，使得城市热岛效应加剧，使得人类的生存环境恶化。而且也不利于雨水在城市中的的渗透，从而使得城市地下水位降低，影响地表植物的生长，导致城市生态系统紊乱。由于混凝土的颜色是灰色的，也会给人在感官上带来不适。而生态环保型混凝土完全能解决这些问题。生态环保型混凝土根据功能的不同可分为植物混凝土和透水性混凝土。

（二）再生骨料混凝土

这种混凝土的原料大多是从被拆除的旧建筑物中被获得。它一般以废砖块、废砂浆、废混凝土作为骨料，将其添加水泥砂浆来拌成新的混凝土。混凝土工程都有着其自身的使用年限。若是超过年限太长，那么建筑物就会出现损坏，这就需要进行修复或者是拆除。而实际上，建筑废料中有很大一部分都是能够进行回收再利用的，若是将拆除掉的建筑垃圾进行分类挑选，再制作成再生的混凝土骨料，即可用于新建筑物的建设上。这样不但能有效解决一部分建筑废料的处置问题，也能降低运输量和天然材料的使用量。所以再生骨料的使用也被认为是绿色混凝土发展的主要措施之一。

（三）高掺量粉煤灰高性能混凝土

高掺量粉煤灰混凝土（HVFAC）一般指粉煤灰掺量大于30%的流态或插入振动的混凝土。它的主要特性是：更多地节约水泥和处理电厂废弃物，可节能、节约资源和改善温室效应；降低混凝土材料成本；降低混凝土水化热；提高混凝土抗渗性，抗Cl-离子渗透和化学腐蚀及碱集料反应的能力；早期强度相对较低；抗盐冻剥蚀性能差。粉煤灰的大量使用能降低混凝土的生产成本和工厂废气的处理成本，它的充分利用能为人类产生较多的经济效益和环境效益。

四、绿色混凝土的应用

绿色混凝土概念的提出时间并不长，但它具有的明显优势已经引起的国内外的广泛关注。由于混凝土在现如今已被广泛用作结构材料，所以绿色混凝土的出现将使其成为本世纪主要的建筑结构材料。美国芝加哥近三百米、七十层的南沃克大厦，采用的就是绿色混凝土。日本明石海峡大桥也同样使用近40万立方类似混凝土材料建成，是当时最长的悬索大桥。

绿色混凝土的使用在中国起步较晚，并且由于之前北京和天津地区立交桥出现了较为严重的缺陷，引起了工程领域的极大关注。所以绿色混凝土应用研究的相关课题在我国也不是很多。上海静安中心大厦使用的就是C80混凝土。

五、绿色混凝土材料的发展方向

绿色混凝土材料的在未来的发展方向主要有：①加强绿色混凝土相关技术的研究、技术标准的订立，并提升工程设计和施工人的环保意识，更加注重对于绿色概念的宣传，以此来让绿色混凝土的使用在建筑工程领域各个环节受到更多的重视；探索并订立绿色混凝土的设计的标准化流程、质量检测手段、验收标准、生产工艺指导等；③加大对绿色混凝土相关技术的研发力度，使其能向着更加理想的方向发展，并使其能够使用在更多类型的建筑当中，扩充其使用的范畴。集中力量克服绿色混凝土因为低水胶比所导致的自收缩问题、过度水化导致的大量裂缝问题、因为强度太大导致脆性过高的问题等。④着手研究更加完善的人造骨料技术，尤其是使用工业各种废物如粉煤灰、煤矸石等制作出新的轻型骨料；开发利用城市处理较为困难的固体垃圾，特别是对旧建筑进行废弃处理后留下的废弃混凝土、砖石、瓦和其他建筑废料，用这些废料来替代天然的骨料，降低砂石料的使用，减轻由于石料开采对环境造成的损害。⑤订立相关的法规和政策，倡导建筑业使用绿色混凝土。⑥由政府相关部门牵头建立有关绿色混凝土的专业研发、推广、质检和管理的科研机构。⑦为绿色混凝土生产企业和建筑企业提供更多的合作机会，降低推行使用绿色混凝土的难度。下力气进行调研，进行大规模的的工程调查。明确在当前绿色混凝土研究与应用中亟待解决的所有问题、并总结使用綠色混凝土所积累的经验教训，订立起有针对性的研究计划。

六、总结

绿色混凝土的生产较一般混凝土而言，对环境的破坏很小，所以它符合可持续发展的要求。伴随我国生产能力的不断提升与社会的日趋进步，绿色混凝土将会重新获得建筑行业的关注，更多的建筑的会选择绿色混凝土来建设，建筑行业的也会更加倾向于使用绿色混凝土而非一般的混凝土。

绿色混凝土有着远强于一般混凝土性能，并且也能够很好的将工业垃圾和建筑垃圾利用起来，所以能有效的节省自认资源和生存耗能，有效保护环境，是未来建筑材料的一大首选，在未来必将受到更大的重视，为我国可持续发展战略的实施尽一份力。

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