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浅析绿色混凝土的发展与应用【摘要】综述了绿色混凝土的分类和特征，对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应用开发问题。【关键词】绿色混凝土；可持续发展引语：近年来，混凝土的大超使用给我们的环境带来了负面影响：目前，我国每生产It水泥熟料平均约消耗152kg标准煤，打灰石2t，同时排出CO，另外还有NO，SO：等气体及大量粉尘排出导致温搴效应引起酸雨现象，将破坏生态环境及自然景观，改变河床位置及形状，造成水土流失或河流改道等后果。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即可理解为：节约资源、能源，不破坏环境，更有利于环境。一般说来，绿色混凝上应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的最低排放，既能减少环境污染又能与自然生态系统协调共生。1 绿色混凝土的基本分类绿色混凝土主要分为：绿色高性能混凝上、再生骨料混凝土、环保型混凝土及机敏型混凝土等。11绿色高性能混凝土商性能混凝土具有普通混凝士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11丁持续发展结合起来考虑，则成为绿色高性能混凝土(GHPC)。在1997年3月的“高强与高性能混凝上”会议上，吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝上”的概念。并指出：GHPC是混凝土的发展方向。更是混凝上的未来。真正的绿色高性能混凝土应该是节能型混凝土，所使用的水泥必须为绿色水泥。普通水泥生产过程中需要高温锻烧硅质原料和钙质原料，消耗大量的能源。如果采用无熟辑水泥或免烧水泥配制混凝土，就能显著降低能耗，达到节能的目的。如碱矿渣水泥利用工业废渣与某些碱金属化合物发生化学反应，替代水泥胶凝材料，可将硅酸盐水泥生产工艺的“两磨一一烧”简化为“一磨”是一种低能耗、低成本的绿色水泥。12再生骨料混凝土世界上每年拆除的废旧混凝土、工程建设产生的废弃混凝土、混凝土预制构件厂排放的混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。全世界从19912000年的lO年间，废混凝土总以超过10亿t。我国每年施工建设产生的建筑垃圾达4000万t，产生的废混凝土就有1360万t，清运处理工作量大。环境污染严重。再生骨料混凝土是以废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土。我国20世纪50年代所建成的混凝土工程已使用50余年，许多工程都已经损坏。随着结构的破坏许多建筑物都需要修补或拆除，而在大量拆除建筑废料中相当一部分都足可以再利用的如果将拆除下来的建筑废料进行分选，制成再生混凝土骨料，用到新建筑物的重建上，不仅能够根本上解决大部分建筑废料的处理问题，同时减少运输量和天然骨料使用量，在德国再生混凝土主要用于公路工程，如德围lowerSaxong的1条双层公路采用了再生骨料混凝土该混凝上路面总厚度为26cm，底层混凝十I19cm采用再生骨料混凝土，面层7cm采用天然骨料配制的混凝土：为了更好地回收利用废混凝土。可将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利用再生骨料配制再生混凝土足发展绿色混凝土的主要措施之一，可节省建筑原材料的消耗。保护生态环境，有利于混凝土业的可持续发展。但是，再生骨料与天然骨料相比，孔隙率大、吸水性强、强度低，因此再生骨料混凝土与天然骨料配置的混凝土的特性相差较大，这是应用再生骨料混凝土时需要注意的问题。121 吸收分解NOx的光催化混凝土城市工业和交通的发展会导致城市的空气的质量的下降。燃烧燃料也会对大气环境造成严重的影响，危害最大的是NOx。NOx(主要有NO，NO2，N2O)可引起酸雨、臭氧层破坏、温窄效应及光化学烟雾等破坏地球生态环境和危害人的身体健康及其动植物的发育一系列问题。光催化混凝土足绿色建材巾的一种，它含有2氧化钛催化剜，因而具有催化剂。能氧化多数的有机和无机的污染物尤其是工业燃烧和汽车尾气排放的N0，气体，使其降解为二氧化碳和水等无害物质，起着审气净化、美化环境的作用。13生态混凝土131传统混凝土材料的密实性使各类混凝土结构缺乏透气性和透水性，调节空气温度和湿度的能力差，产生热岛现象，地温升高等使气候恶化。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上道路表面容易积水雨水长期不能下渗，使地下水位下降，上壤中水分不足、缺氧，影响植物生长，造成生态系统失调。水利、铁路、公路工程中的护坡广泛使用混凝上砌块，甚至直接用混凝土浇注成硬质斜坡或地坪，既不能长草，又不能下渗雨水，缺乏生态功能。另外混凝土材料颜色灰暗，给人以粗、硬，冷、暗的感觉，缺乏艺术的美感。凶此，开发应用既可作为建筑材料，又能与周围自然生态环境融为一体的新型生态混凝土材料具有重大意义。如利用一些金属废渣作为掺合料配制彩色混凝土，可以改善混凝士的观感，增加艺术效果：开发能够适应绿色植物生长。进行绿色植被的混凝土及其制品；研制可以吸收噪音和粉尘，满足吸声、保温等功能需求的混凝土等。根据使用功能的不同目前开发的生态混凝土的品种主要有透水性混凝土、植被混凝土和景观混凝土等。生态混凝土的开发和应用在我国还刚刚起步，随着人们对生活要求的提高和对生态环境的重视混凝土结构的美化、绿化，人造景观与自然景观的协调成为混凝土学科的叉一个重要课题，生态混凝土必将成为混凝土发展的一个重要方向。132透水性混凝土随着现代化水平的提高地表不断被钢筋混凝士建筑和不透水混凝土路面所覆盖，目前我国城市的道路覆盖率己达到7-15混凝土路面给人们的生产生活带来了极大的方便，但也给生态环境带来了诸多负面的影响。因此，研究开发透水性路面材料具有重要的社会意义和广阔的应用前景。与传统混凝土相比，透水性混凝土最大的特点是具有1530的连通孔隙具有很好的透水、透气性，将这种混凝土用于公园、道路，停车场以及各种体育场地，能增加地表的透水透气面积，调节空气温度和湿度。减少热岛敢应，城市的J莳热环境可以得到一定的改善。透水性混凝七还有利于雨水下渗和植物生长维持地下水位和生态平衡二透水性混凝土使用的原材料一般和普通混凝土相同但材料的配合比不同，使用的外加剂也不同14机敏型混凝上机敏混凝士足一种具有感知和修复性能的混凝土足智能混凝土的初级阶段，是混凝土材料发展的高级阶段：智能混凝土是在混凝土原有的绢成基础Ii掺加复合智能犁组分使混凝土材料具有一定的自感知、自适应和损伤自修复等智能特性的多功能材料根据这些特性可有效的预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要防止混凝土结构潜在的脆性破坏能显著提商混凝土结构的安全性和耐久性。近年来。损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土及仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的相续出现，为智能混凝土的研究和发展打下了坚实的基础。141自诊断智能混凝土自诊断智能混凝上具有压敏性和温敏性等性能。普通的混凝土材料本身并不具有自感应功能，但在混凝土基材中掺入部分导电相组分制成的复台混凝土呵具备自感应性能。目前常用的导电组分可分为三类：聚合物类、碳类和金属类，而最常用的是碳类和金属类。碳类导电组分包括石墨、碳纤维及碳黑；金属类材料则有金届微粉末、金属纤维、金属片及金属网等。142自调节机敏混凝土自调节机敏混凝土具有电力效应和电热效应等性能。FHWittnmnn在1973年首先研究了力由变形产生电、电力，由电产生变形效应。FHWittmann在做水泥净浆小梁弯曲时，通过附着在粱表面的电极可检测到电压，且对其逆反应一电力效应进行了研究。发现粱产生弯曲变形，改变电压的方向时。弯曲的方向也发生相应的变化。机敏混凝土的力电效应、电力效应是基于电化学理论的可逆效应，因此将电力效应应用于混凝土结构的传感和驱动时，可以在一定范围内对它们实施变形调节。例如，对于平整度要求极高的特殊钢筋混凝土桥梁可通过机敏混凝土的电热和电力自调节功能进行调节由于温度自重所引起的蠕变；机敏混凝土的热电效应使其可以方便的实时检测建筑物内部和周围环境温度变化，并利用电热效应在冬季控制建筑物内部环境的温度，可极大的促进智镌化建筑的发展。I43自修复机敏混凝土混凝土结构在使用过程中，大多数结构是带裂缝工作的。含有微裂纹的混凝土在一定的环境条件下是能够自行愈合的。但自然愈合有其自身无法克服的缺陷受混凝土的龄期、裂纹尺寸、数量和分布以及特定的环境影响较大，而且愈合期较长。通常对较晚龄期的混凝土或当混凝土裂缝宽度超过了一定的界限混凝土的裂缝很难愈合。国内的研究表明，掺有恬性掺和料和微细有机纤维的混凝土破坏后其抗拉强度存在自愈合现象：国外研究混凝土裂缝自愈合的方法是在水泥基材料中掺入特殊的修复材料使混凝土结构在使用过程中发生损伤时，自动利用修复材料(粘结剂)进行恢复甚至提高混凝土材料的性能。美国伊利诺伊斯大学的CarolynDry采用在空心玻璃纤维中注入缩醛高分子溶液作为粘结荆埋入混凝土中。制成具有自修复智能混凝土。当混凝土结构在使用过程中发生损伤时，空心玻璃纤维中的粘结剂流出愈合损伤恢复甚至提高混凝土材料的性能。2绿色混凝土的研究和应用对于如何发展绿色混凝土。许多专家学者提出了许多中肯的意见和建议。现归为如下：21大力发展高标号熟料水泥生产，提高高标号熟料在整个熟料生产中的比重；研究改进熟料矿物组分。对传统的熟料矿物、水泥进行改性、改型发展生产能耗低的新品种，调整水泥产品结构。及发展满足配制高性能混凝土和绿色高性能混凝土要求的水泥。并在满足这一要求的前提下。尽量减少混凝土中的水泥用量：研究开发、改进、提高和发展水泥生产工艺及技术装备采用新技术、新工艺、新装备改造淘汰落后技术和装备，以提高水泥质量，达到节能、节约资源的目的。大力发展人造骨料。特别是利用工业固体废弃物粉煤灰、煤矸石生产制造轻骨料；积极利用城市固体垃圾特别是拆除的旧建筑物和构筑物的废弃物混凝土、砖、瓦及废物，以其代替天然砂石料，减少砂石料的消耗。22更新传统的混凝土设计方法，提高施工质量意识，严格施工。以保证混凝土的施工质量。研究和制定绿色高性能混凝土的设计规程、质量控制方法、验收标准、施工工艺等。23加强对绿色高性能混凝土配套技术的研究开发。使之向理想化发展，并使其适合于各种应用场合，扩大其应用范围。着重解决高性能混凝土和绿色高性能混凝土由于低水胶比引起的自收缩问题、进一步水化造成的裂纹问题、由于高强度带来的脆性问题等。24加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保意识，加大绿色概念的宣传力度，以引起混凝土工程领域各个环节的高度重视。25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。26成立有关绿色高性能混凝土专门的研究、开发、推广、质量检验和控制的机构。27加强水泥混凝土行业与其它行业部门的协调，减少推广应用高性能混凝土和绿色高性能混凝土的阻力。28加强调查研究。开展大范围的工程调查。弄清目前在高性能混凝土和绿色高性能混凝土研究和应用中存在的主要问题、经验教训，制订相应的对策和计划。4结语在我国经济持续增长和社会蓬勃发展的形势下，环境保护和提高能源效率已成为头等大事。到2010年底，国家建筑节能目标为50，而绿色建筑的节能水平将高于50。混凝土作为土木工程中大量应用的重要建筑材料，