现代路面材料

浅谈绿色建材绿色高性能混凝土 随着科学发展观战略的提出健康可持续发展成为时代的主题，国家倡导建设节约型社会，面对新的建设理念，绿色建材已成为建材产业的发展方向。绿色建材可以减少环境污染，节约资源和能源，满足可持续发展的需求，达到发展与环境保护的统一一、绿色建材的特征建材行业既是资源、能源消耗大户，又是废弃物回收利用的大户，能够大量吸纳和减少人们向大自然排放的废料。可以说，建材工业的创新与发展对循环经济有着很大的推动作用。而绿色建材是指采用清洁生产技术，少用自然资源和能源，大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性且有利于环境保护和人体健康的建筑材料， 也称生态建材、 环保建材或健康建材。（1）生产绿色建材所用的原料尽可能少用自然资源， 大量使用废渣、 废液等废弃物。（2）采用低能耗制造工艺和无环境污染的生产技术。（3）在产品的配制和生产过程中，不得使用对人体有害的物质；不得使用含有铅、镉、铬等金属及其化合物的颜料与添加剂；产品中不含有汞及其化合物。（4）产品的设计以改善生态环境、提高人类生活质量为目的，即产品既有益于人体健康又具备多种功能，如抗菌、隔热、防火、调湿、隔声、抗静电等。（5） 产品可以循环或回收再利用，不产生污染环境的废弃物。可见，绿色建材最基本的功能是维护人体的健康和保护环境，是一种可持续发展的材料。二、绿色混凝土概念的提出与水泥混凝土相关的资源、 能源与环境问题十分突出。传 统的混凝土生产，尤其是其主要原材料水泥的生产会带来极大的资源、能源消耗和严重的环境污染。生产 1 t 水泥熟料的燃料约 4 0 0 k g ； 1 t 熟料由C a C O 3 分解生成 6 2 0k g的 C a O，同时产生 4 9 0 k g的 CO2再加上电耗 ，则生产 1 t 水泥熟料所排放的总量 约为 1t 。自从世界上大量的水泥混凝土建筑物及构筑物开始出现人们所未曾预料到的过早的失效破坏，尤其是当人们开始意识到人类毫无节制地滥用地球资源和能源，以致开始出现危机时，混凝土材料科学界也开始进行反思：混凝土材料如何才能可持续发展。 为使混凝土业能够可持续地发展，Me h t a 提出了3个基本原则，即：节约利用混凝土原材料，提高混凝土结构耐久性，以及在混凝土技术的研究和教育中将习用的还原论方法转换为整体论方法。1 9 9 0 年 5月， 由美国标准与技术研究院( N I S T ) 和混凝土学会( A C I ) 主办召开了第一次国际 H P C研讨会，在这次会议上，首次提出了高性能混凝： ( H i g h P e r f o r ma n c e C o n c r e t e ， 简称 H P C) 的概念，得到了各国工程界的广泛响应，被称为“ 2 l 世纪混凝土”。但不同国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。 我国混凝土科学技术的先驱与奠基人中国工程院院士吴中伟从合理利用资源 ,保护人类赖于生存的自然环境不遭破坏并实现可持续发展的战略高度出发 ,论述了混凝土目前及今后的发展方向 ,提出了发展绿色高性能混凝土( GHPC)的观点。对 H P C定义如下：H P C是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原料，在妥善的质量管理条件下制成。除水泥、 集料、 水 以外 ， 必须采用低水胶比，掺加足够的细掺料与高效外加剂。 H P C应同时保证下列诸性能： 耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性与经济合理。中国混凝土学会高强、高性能混凝土委员会于 2 0 0 0年在苏州召开的会议上，建议将高性能混凝土定义为：以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化 生产与施工的混凝土。他提出GHPC应具有以下特点1、更多地节约熟料水泥,减少环境污染。 各国已规定CO2排放限量, 水泥工业的发展必将受到限制, 水泥产量不能再增加了, 必须积极改变品种和工艺, 降低能耗和改进应用技术, HPC用大量细掺料代替熟料, 最多可达6080 % , 将是一条出路。GHPC中,磨细工业废渣,而不是熟料水泥成为最大的胶凝组份。2、更多地掺加工业废渣为主的细掺料。不仅减少熟料, 而且改善环境, 减少二次污染。我国水淬矿渣年产量8000万吨,几乎全部用作水泥混合材, 但由于粒度粗等原因, 活性远未被利用, 大多只起着微集料作用，在HPC中必须细磨或超细磨, 国内外已有不少成果。粉煤灰年产量已超过1亿吨, 但利用率还不高，今后适于 HPC的优质粉煤灰将大量增加。1995年以来加拿大能源矿产部开发高掺量粉煤灰混凝土, 粉煤灰占胶结材 (水泥+粉煤灰) 总量的5565 % ,再掺加适量超塑化剂,能得到很好的工作性、耐久性与力学性能，这就是GHPC , 将矿渣、粉煤灰或硅灰等复合掺加,则效果更好,达到多掺多代、节能节料、改善环境的GHPC目标,这种 GHPC还具有降低温升、改善体积稳定性和耐磨耐蚀等优点。3、更大地发挥高性能的优势, 减少水泥与混凝土用量。例如利用高强度减小结构截面积、减轻自重，在高层和大跨结构中，已有不少例子。提高耐久性，保证或延长安全使用期，更能获得最大的经济效益。4、拥有广大的应用范围。将现行 HPC的强度低限从 C50C60降到C30 将 HPC用于大体积水工建筑、要求抗冻融、低温升等工程中, 可收到更大环境与技术经济效益。三、混凝土生产绿色话的途径1、大量利用工业废渣， 降低水泥用量 水泥是混凝土所有基本原材料中资源消耗、能耗和环境污染最严重的一种。降低水泥用量对提高混凝土的绿色含量尤其重要。 混凝土生成过程中，要减少因水泥生产而排放的CO2、 SO，唯一有效的措施是充分利用工业废渣，降低每立方米混凝土中的水泥用量。同时，在配制混凝土时加入较大量矿物细掺料，可降低温升，改善工作性，增进后期强度，并可改善混凝土的内部结构，提高抗腐蚀能力。尤其是矿物细掺料对碱一集料反应的抑制作用已引起国内外专业人员的极大兴趣。因此，国外将这种混合材料称为辅助胶凝材料，是高性能混凝土不可缺少的组分。科学地大量使用矿物细掺料，降低混凝土中的水泥用量，能够降低混凝土的水化热，减小收缩开裂的趋势。既是提高混凝土性能的需要，又可减少对增加熟料水泥产量的需求；既可减少煅烧水泥熟料时C O2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。应用大掺量粉煤灰和矿渣作为水泥替代材料，已表明是一种满足发展中国家建筑和基础设施建设的需要而不用增加水泥产量的有效措施。2、合理地选用外加剂 绿色高性能混凝土概念的深化得益于各种混凝土外加剂的研制和成功应用，混凝土外加剂的使用对混凝土可持续发展起到了不可替代的作用。合理地选用混凝土外加剂可以按要求改善混凝土的力学性能、施工性能，提高混凝土的耐久性，减少水泥用量，并促进工业废渣( 如磨细矿渣、粉煤灰及硅灰等)在胶凝材料系统中的应用，有助于节约资源和环境保护，高效减水剂(又称超塑化剂)是高性能混凝土必要的组分。3、在结构设计和构造允许的情况下，尽可能采用高强混凝土 高强混凝土致密，抗渗和抗冻性均高于普通混凝土，因此，在有腐蚀的环境、易招破损的结构，多采用高强混凝土。高强混凝土对以承受压力为主的构件，具有显著的技术经济效益。通过提高强度，可以减小结构截面面积或结构体积，减少混凝土用量。减轻结构自重并降低成本。 4、提高混凝土结构的安全使用寿命延长混凝土建筑的安全使用期是最经济的措施，可以大幅度减少因修补或拆除陈旧混凝土结构物造成的巨额资金浪费，节约大量天然资源、能源，减轻地球环境负荷。5、推广预拌混凝土 预拌混凝土是建筑工程生产方式的重大变革，为采用新技术与新材料，实行严格质量控制，改进施工方法，保证工程质量创造了有利的条件。在质量、效率、需求、能耗、环保(减少粉尘、噪音污染) 等方面，具有明显优势。预拌混凝土的应用数量和比例，标志着一个国家的混凝土工业生产水平。 6、发展再生混凝土我国每年因拆除建筑产生的固体废弃物2亿 t 以上，新建建筑产生的固体废弃物大约1亿 t ，两项合计约3亿 t ，仅废弃混凝土大约有1亿t 左右，其巨大处理费用和由此引发的环境问题十分突出。“再生混凝土”( R e c y c l e d C o n c r e t e ) 又称为“再生骨料混凝土”( R e c y c l e d A g g r e g a t e C o n c r e t e ) ，它是利用旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块，经过清洗、破碎、筛分和按一定比例相互配合后，作为部分或全部骨料重新拌制的混凝土。因为它是对废旧混凝土的再加工，使其恢复(或部分恢复)原有的性能，成为新的建材产品，所以称其为再生混凝土。目前，再生混凝土技术是世界各国共同关心的课题，已成为国内外工程界和学术界关注的热点和前沿问题之一。利用再生骨料配制再生混凝土已被看作为发展绿色混凝土的主要措施。再生混凝土技术的出现很好地解决了废弃建筑材料的运输、堆放和处理问题，对保护环境、节省资源有着重要的意义。具有巨大的社会效益，符合 人类的可持续发展，因而具有广阔的应用前景。