绿色高性能混凝土材料及其应用研究

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　　摘要：随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时，也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广和使用次数之多是很少见的。尤其近年来，一种较新的混凝土技术正在快速发展，并运用到许多实际工程项目中，那就是绿色高性能混凝土。文章重点就绿色高性能混凝土材料及其应用进行研究分析，以供参考和借鉴。
　　关键词：绿色高性能；混凝土；应用；研究
　　引言
　　高性能混凝土是现代高强混凝土的基础上发展起来的，使用新型的高效减水剂和矿物掺和料，是混凝土达到高性能的主要技术措施，前者能降低混凝土的水胶比，增大坍落度，控制坍落度损失，提高混凝土的密实性和工作性；后者能填充胶凝材料的孔隙，参与胶凝材料的水化，除提高混凝土的密实度外，还改善混凝土的界面结构，提高混凝土的强度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土将粉煤灰作为矿物掺和料，既改善了混凝土的技术性能，同时又充分利用了工业废料，有效地节约了资源和能源，减少了环境污染，绿色高性能混凝土的发展方向，促进了混凝土技术的健康发展。
　　1绿色高性能混凝土材料概述
　　1.1绿色高性能混凝土材料的内涵
　　绿色高性能混凝土是一种具有优良的施工性能高、耐久性与高强度、能够保护环境、节约能源并有益于人体健康的新型混凝土，代表了混凝土的发展方向。绿色高性能混凝土具有以下四个特点，即比传统混凝土材料有更好的力学性能和耐久性能，尽量减少修补或拆除过程中建筑垃圾对环境的污染；大量利用工业废渣和其他资源，最大限度地减少能耗大、污染严重的水泥熟料的生产与使用；施工简单，尽量降低使用工业废渣及其他资源时的二次能源消耗；具有与自然环境的协调性，减轻对环境的负荷，实现非再生性资源的循环使用。
　　1.2绿色高性能混凝土材料的分类
　　如今绿色高性能混凝土已逐渐形成一门独立学科，根据使用功能，发展为植被绿化型混凝土、透水型混凝土、水生物保护型混凝土等三大类，详细如下：第一，植被绿化型混凝土。植被绿化型混凝土是指能够适应植物生长、可进行植被作业的混凝土及其制品，具有保护环境、改善生态条件、基本保持原有结构材料性能。多孔连续型绿化混凝土是植被绿化混凝土的一种类型，这种混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，内部存在着一定量的连通孔隙，为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，采用多孔混凝土作为植物生长基体，并在孔隙内充填植物生长所需的物质；第二，透水型混凝土。透水混凝土是具有15%-30%的连通孔隙的多孔或大孔混凝土，它是由胶凝材料、粗骨料、水和外加剂按照一定的比例拌和而成。由于无细骨料，在硬化后的混凝土中存在着较大孔洞，有较强透水性能；第三，水生物保护型混凝土。水生物保护型混凝土是指能够营造出适合生物生长、生息的空间或孔隙，能够为水藻类生物提供合适的附着表面，并能在混凝土表面增殖，通过相互作用或共生作用形成食物链，使混凝土周围的水质对生物生长没有不良影响，为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件，保护生态环境。
　　1.3绿色高性能混凝土的特征
　　综合“绿色”和“高性能”含义，可以提出绿色高性能混凝土是指既能减少对地球环境的负荷，又能与自然生态系统协调共生，为人类构造舒适环境的混凝土材料、采用先进的现代混凝土技术，在妥善的质量管理条件下，尽量少占用天然资源和能源，大量使用工业废弃物和城市垃圾制成的具有优良耐久性、工作性和经济适用性的混凝土。绿色高性能混凝土一般具有以下特征：第一，尽可能多的使用绿色水泥，最大限度的减少水泥孰料用量，代之以工业废渣为主的矿物外加剂，减少水泥生产过程中的二氧化碳、二氧化硫以及一氧化氮等气体的排放量，降低对天然资源与能源的消耗；第二，更多的采用废渣，如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料以节约水泥，并在改善混凝土耐久性的同时保护环境；第三，采用先进生产工艺，对大量建筑垃圾进行资源优化处理，使之成为可以再利用的再生混凝土骨料，减少对天然矿石的开采；第四，最大限度的发挥高性能混凝土的优势，减少结构面积或结构体积，节省混凝土用量，减轻自重。通过大幅度提高混凝土耐久性，延长结构的使用寿命，使材料和工程发挥其功能。
　　2绿色高性能混凝土材料的应用要点
　　2.1注意研究低强高性能混凝土
　　目前高性能混凝土必须是高强混凝土（大于C50）的观点大大限制了高性能混凝土的应用范围。事实上，大量使用的钢筋混凝土建筑物，如低层和多层房层以及高层房层的上层构件，以及大体积水下建筑物和基础工程，对强度要求并不高（C25-C30左右），但对耐久性、工作性、均匀性、体积稳定性、低温升等有一定甚至很高的要求，必须采用高性能混凝土。
　　2.2提高混凝土材料的绿色度
　　混凝土的主要原料水泥是一种资源代价、能源代价和环境代价巨大的材料，每生产1吨水泥除放出大量的粉尘外，还排放出约1吨的温室气体二氧化碳，因此要提高混凝土的绿色度，必须采用有效措施，减少水泥的使用量。在高性能混凝土中科学地大量使用粉煤灰等矿物掺合料，既是提高混凝土性能的需要，又可减少对水泥产量的需求；既可减少煅烧熟料时二氧化碳的排放，又因大量利用粉煤灰、矿渣及其他工业废料而有利于保护环境。
　　2.3降低高性能混凝土的成本
　　经济问题长期困扰着混凝土工作者，并成为混凝土技术进步的障礙，目前大部分高性能混凝土的成本比常规混凝土高30%以上，制约了高性能混凝土的推广应用，同时大量的试验研究证实。高性能混凝土不一定要高成本，低成本生产高性能混凝土是完全可能的。
　　3绿色高性能混凝土材料的发展趋势
　　绿色象征着自然生命和希望，绿色寓意着宽容、善意和友爱，绿色代表着舒适、健康和活力。于是人们就选择了适度的、合理的绿色来代表无危害、无污染的生产方法和技术。在考虑绿色原则基础上发展起来的生产技术称之为废物最小化技术清洁工艺。绿色技术和方法是强调从源头上减少或消除那些对人类健康或环境有害的生产方式和原材料的应用，它强调从源头上消除污染的产生，力求使生产过程具有“原子经济性”，实现废物的“零排放”，它的着眼点在于不产生废物，也就没有了废物处理的问题，而不是产生了废物再去治理。因此，绿色生产、绿色工艺是一门彻底阻止污染产生的生产方式，它能合理的利用资源和能源、降低生产成本，符合经济可持续发展的要求，因此绿色是人们的理想和追求，它寄托着人类对未来的憧憬和希望。
　　结束语
　　综上所述，绿色高性能混凝土是混凝土产业的发展方向，是我国建设节约型、环保型社会发展道路方针的具体体现。加大对绿色高性能混凝土的研究，使绿色高性能混凝土创造出更多的经济效益和社会效益，在加快研究与开发的同时，也要重视绿色高性能混凝土的宣传推广工作，尽快普及应用到建设工程中，充分发挥其经济、社会和环境效益。
　　参考文献
　　[1]崔占敏.绿色高性能混凝土材料及其应用探讨[J].黑龙江交通科技，2012，35（07）：12.
　　[2]胡检.EMC技术及其在环保高性能胶凝材料配制中的应用研究[D].湖南大学，2008.
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