绿色混凝土的发展与混凝土绿色生产技术

　
　　摘要：绿色混凝土，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。综述了绿色混凝土的特征和研究领域，研究和发展绿色混凝土的必要性进行了分析，最后提出绿色混凝土的发展趋势。绿色混凝土是混凝土的发展方向，是混凝土未来。
　　关键词：绿色混凝土 可持续发展
　　 引言
　　 混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。所以混凝土在土木建筑工程领域发挥着无可取代的作用与功能。混凝土在给人们带来便利的同时，也给全球生态环境带来了巨大的挑战与危害。混凝土消耗自然资源和能源高，破坏土地多，将造成水土流失或河流改道等严重后果，废气如CO2的排放，将造成“温室效应”，使全球气温变暖。混凝土能否长期作为最重要的建筑结构材料，因此我们必须发展一种新型的混凝土。它的使用能与自然生态系统协调共生，节约非再生资源、能源，同时能够提高混凝土的性能为目的。
　　 1 绿色混凝土的概念
　　 目前，绿色混凝土还没有统一的定义。吴中伟院士较早曾提出过绿色高性能混凝土(GHPC)的概念，并就其特征进行过论述。混凝土能否长期作为最大宗的建筑结构材料，关键在于能否成为绿色材料，一般认为，绿色混凝土包括如下一些特征：更多地节约熟料水泥,降低能耗与环境污染; 更多地掺加工业废料为主的细掺料; 更大地发挥混凝土的高性能优势,减少水泥与混凝土的用量。同时，吴中伟院士还提出了绿色的概念，可理解为:节约资源、能源;不破坏环境,更应有利于环境;可持续发展, 既要满足当代人的需求, 又不危害后代人满足其需要的能力。
　　 2 绿色混凝土的研究领域
　　 2.1 绿色高性能混凝土
　　 在1997 年3 月的“高强与高性能混凝土”会议上，吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝土”的概念，并指出：“GHPC 是混凝土的发展方向，更是混凝土的未来。”高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能，如果将高性能混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑，则成为绿色高性能混凝土（GHPC）。绿色高性能混凝土的突出特点是节约能源和资源，能减轻环境负荷。同时它能降低生产成本，延长结构的安全使用寿命。
　　 绿色高性能混凝土具有以下特征：
　　 (1)尽可能多使用绿色水泥，并最大限度地减少普通水泥，从而减少水泥生产中排放的CO2，NO2等废气，以保护环境。
　　 (2)能用先进生产技术，对大量建筑垃圾进行合理化处理，使之成为有效利用的资源，这样能降低资源消耗，减少对环境的污染和破坏。
　　 (3)绿色高性能混凝土各方面的性质都有效提高，最大限度发挥其这方面的优势，减少结构体积，即减少混凝土的用量。这样能有效的节约资源和能源，能与环境相互协调。
　　 (4)大量应用工业中难以处置的废渣，废气到混凝土的生产过程中，既可以保护环境，又可以提高混凝土的性能。
　　 2.2 再生骨料混凝土
　　 世界上每年拆除、工程建设产生的废弃混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。如果这些建筑垃圾得不到有效利用，它将会影响建筑业的可持续发展。传统的将废弃混凝土进行填埋处理或者简单破碎后作为路基材料使用，不仅材料的处理工作量大，而且造成极大的资源和能源浪费。
　　 再生骨料是利用废物经过一定处理，破碎，分级并按一定的比例混合后，形成的以满足不同要求的骨料。再生骨料混凝土指以废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土。废混凝土经过特殊处理工艺制成再生骨料，用其部分或全部代替天然骨料配制成再生混凝土。再生骨料与天然骨料相比,具有孔隙率大、吸水性强、强度低等特性,这将导致再生骨料混凝土的特性与天然骨料混凝土有很大差别。为了克服这一现象，可以用30 %以下的再生骨料等量取代混凝土中的天然骨料时,其性能与天然骨料混凝土相似。再生骨料混凝土能够实现废弃混凝土循环再生利用，是发展绿色混凝土的必要措施。
　　 因此，再生骨料混凝土的研究应用，减少了拆除、工程建设产生的废弃混凝土等产生巨量的建筑垃圾，这样可以解决大量混凝土废弃物处理困难和引发对环境的影响，同时可以节省大量垃圾的清理费用和运送费用，并减少对环境的二次污染。这样也解决了天然骨料资源日益枯竭的问题，降低混凝土的生产成本，真正体现有限资源的可持续利用。
　　 2.3 环保型混凝土
　　 保护环境已经达到全世界人们的共识。混凝土不仅要满足作为结构材料的性能要求，还要尽量减少对环境的破坏，适应甚至可以改善生态环境，能够与自然协调，与环境共生。
　　 混凝土的生产工艺产生了许多负面影响，如生产水泥时排出的含硫气体形成酸雨，CO2产生温室效应，进而影响环境；施工过程中将会产生严重的噪音将会对周围居民生活带来严重影响；大量钢筋混凝土建筑物和混凝土道路使绿化面积明显减少；降雨时不透水的混凝土道路表面容易积水，使地下水位下降，土壤中水分不足、缺氧，影响植物生长，造成生态系统失调。新型的混凝土不仅要满足作为结构材料的基本要求，还要尽量减少给地球带来的负荷和对环境产生污染，能够与自然协调，与环境共生。这为研究环保型混凝土提供了有效的依据。
　　 3 绿色高性能混凝土的应用
　　 3.1 透水性混凝土
　　 不透水的地表也给城市的生态环境带来了诸多负面影响。如不透水路面使城市空气湿度降低，加速了城市热岛效应的形成;不透水路面是“死亡性地面”，会影响地面的生态系统，它使水生态无法正常循环，打破了城市生态系统的平衡，影响了植被的正常生长；当路面积水时, 常导致交通安全事故发生。因此，研究透水性混凝土具有重要的社会环境意义。
　　 透水混凝土又称多孔混凝土，其是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料， 由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。用于道路铺装和地面的透水性混凝土主要分为三类：水泥透水性混凝土；高分子透水性混凝土；烧结透水性制品。它具有高透水性，高承载力，良好的装饰效果，易维护性，抗冻融性，耐用性，高散热性等特点。它能有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等等的一些城市环境问题；它能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害；它是保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料；它有利于人类生存环境的良性发展及城市雨水管理与水污染防治等工作上，它具有吸音，降低噪音的功能，这为对噪音敏感的居民区提供了方便；它具有较大的孔隙率，能积蓄较多的热量，能够有效地调节大气中的湿度和温度，消除热岛现象；它还具有排水防滑功能，可保证行车和路人行驶的安全性。它在人类生活中具有特殊的重要意义。
　　 3.2 植被混凝土
　　 在水利工程和城市建设中，经常用混凝土板、块进行护砌，用混凝土板块砌成的大面积刚性护砌面上一片荒芜，由于制造混凝土板块还要加入大量的河沙和碎石，这种方式却是以自然环境的破坏和恶化为代价。而且混凝表面粗糙所以触觉效果差，土质地脆硬，土颜色灰暗导致视觉效果缺乏生机，混凝土材料构筑的生活空间给人以粗、硬、冷、暗的感觉。随着城市绿化要求的不断提高，要在不能妨碍各项公共设施的使用功能和城市有限的面积内生产更多的绿地，使人们将更多的目光投向了绿植被建材。于是，绿色植被混凝土便面临着巨大的商机。

　　 植被混凝土具有表面固土能力较好，外表美观耐久，有着非常显著的环境效益，制作简单，施工方便，成本低等特点。这种绿色建筑材料现主要用于堤防迎水面植被护坡工程的护坡、固坡和美化，以及用来制造植被型路面砖材料。适用于公共设施的绿化。它可直接植草，改变了护坡工程中传统的填土植草方式。有效提高废物再利用，降低了生产新产品的费用。产品维护简单，更换容易，所以维护成本低。它能美化环境，吸收空气中的粉尘，减少水土流失，为人们提供清新，美丽，干净的环境。它既有传统混凝土的功能，又能改善生态环境。
　　 在走可持续发展道路过程中，绿色植被混凝土不但实现了在混凝土上可以长草，而且对改善生态环境，加大城市绿化面积，减少城市热岛效应也将发挥重要作用。绿色环保型植被混凝土砌块采用建筑废料作为骨料代替天然骨料，减少了因开采沙石而导致的生态环境恶化，实现了循环利用废弃建材，节约了社会资源，避免了建筑废弃物造成的环境污染，社会环境效益非常明显。
　　 4 绿色混凝土的发展趋势
　　 绿色混凝土是普通混凝土走可持续发展的结果，能够与环境相协调，又能保持传统混凝土的功能.目前绿色混凝土虽然得到了一定的发展，但是绿色混凝土的研究和发展还有待进一步提高，需要我们共同努力，未来对绿色混凝土的研究应从以下几个方面着手：
　　 (1)同时制定有关国家法律、政策， 以保护和鼓励使用绿色高性能混凝土。同时国家应加大对绿色建材研究与开发的投入力度，在财政、税收、资金、信贷政策上给以扶持，加快研究速度,尽早发挥效益。
　　 (2)加大绿色概念的宣传力度，是全民树立环保意识，以引起混凝土工程领域各个环节的高度重视。
　　 (3)要建立相应的质量评价体系,使绿色混凝土生产和使用标准化,确保绿色混凝土产品质量。
　　 (4)完全循环利用混凝土，防止产生建筑垃圾，对环境产生负荷。
　　 (5)大力研究开发绿色混凝土使用的胶凝材料、集料、外加剂,不断推出新产品,提高绿色混凝土性能和实用性。有效消除混凝土使用中的收缩裂缝,脆性等问题。
　　 (6)研究开发、改进、提高和发展水泥生产工艺及技术装备，对落后技术和装备进行改造升级，以提高水泥质量，达到节能、节约资源的目的。
　　 5 结语
　　 人们赖以生存的环境已经遭到严重破坏，我们已经意识到混凝土既要满足功能的要求，又要满足其对环境的影响，实现“混凝土的绿色化”。绿色混凝土是人类对混凝土这一传统建筑材料的迫切需求，也是未来混凝土材料的可持续发展目标。绿色混凝土实现了可持续发展，不但具有比普通混凝土更加优良的性能,还由于其有效利用废弃物,因而能最大限度地节约和循环利用天然资源和能源,具有保护环境的效益。随着人们的环保意识不断增强，绿色混凝土在未来必将有很大的应用前景，能使环境，社会，经济协调发展。绿色混凝土是混凝土的发展方向,是混凝土的未来。
　　
　　
　　参考文献:
　　[1]成晋元.我国绿色高性能混凝土的发展[J].山西建筑，2006，32（3）：171-172.
　　[2]谢莉.浅析绿色混凝土的发展与应用[J].科技信息，2010， （29）：54-55.
　　[3]钟海英 ,贾淑明.浅析绿色高性能混凝土的发展与应用[J].甘肃科技，2004，20（10）：96-98.
　　[4]吴中伟.高性能混凝土――绿色混凝土[J].混凝土与水泥制品,1998.3-6.
　　[5]王默.环保型绿色植被混凝土――建设绿化两相宜[J].环境经济杂志，2006， （29）：55-57
　　[6]吴初航, 顾民治.透水性多功能混凝土研发与应用前景[J].城市道桥与防洪，2007：100-102
　　[7]祝 叶，陈 竣.绿色生态混凝土的现状及展望[J].中国水运，2010,10（10）：251-252