绿色高性能混凝土特点及其应用

史华

[摘 要]本文介绍了绿色高性能混凝土的分类，并从其材料和技术的角度分析了绿色高性能混凝土的特点，最后从整体、工程环境和可持续发展的角度给绿色高性能混凝土的发展提出了相应的建议，为建设者和研究人员提供参考。

[关键词]绿色高性能混凝土；特点；应用

[中图分类号]TU528 [文献标识码]A

随着城市的发展，混凝土使用量越来越多，这给环境带来了很多负面影响，为了解决这一问题，绿色高性能混凝土应运而生。与普通混凝土相比，绿色高性能混凝土具备更强的工作性能和更多的功能性，最为关键的是它能够有效地节约资源和能源、改善生态环境，为城市建设提供更多的选择，因此有必要系统地对绿色高性能混凝土进行系统梳理，明确其材料、技术的特点，以便挖掘出发展绿色高性能混凝土的有效途径，为城市建设、资源节约、生态改善提供更多的帮助。

1 绿色高性能混凝土的分类

1.1 环境友好型

环境友好型的绿色高性能混凝土是指从混凝土的配制、使用到废弃这一完整的流程中能够对降低环境的负担。

1.1.1 在混凝土生产时降低对环境的负担。在生产时降低对环境的负担最关键的是配制材料的选用。绿色高性能混凝土在配制时多选用固体垃圾、工业废渣等城市垃圾，如利用生态水泥进行配制的生态混凝土和再生混凝土。生态混凝土是通过城市垃圾焚烧后的残渣、工业残渣和石灰石的处理而获得水硬性胶凝材料，将其作为主要掺合剂进行水泥的配制。在此过程中，首先可以解决城市生活和建设垃圾的占地，进一步释放了城市空间，同时减少了石灰石資源和相应能源的消耗，降低了混凝土生产对环境的负荷，是实现零污染的有效途径。

再生混凝土则是将建筑拆除后产生的量的建筑废料（废弃混凝土、废砂浆等）进行进一步的磨碎和分级，按照相应的比例混合然后产生再生骨料，由这些再生骨料充当混凝土的主要或者全部材料。此外还采用了许多工业残渣和工业废液作为配制混凝土的掺合剂，如硅灰、煤灰、磨细矿渣等，这不仅实现了废物利用，同时也节约了资源，降低了对环境的负荷。

1.1.2 在混凝土使用时降低对环境的负担。在混凝土使用时，需要通过一定的技术手段来实现对环境负荷的降低，例如免振自密实混凝土、高耐久性混凝土等。免振自密实混凝土在施工现场进行现场浇筑时不需要额外的进行捣实，依靠其自身的重力和惯性就能够达到捣实的效果，而免振自密实混凝土在生产时就具有底噪、高效和节能的特点，使用过程中去掉捣实的工序进一步节省了资源，属于绿色化施工技术。此外，在使用混凝土时通过对其耐久性能的提升，降低了相应的维修费用，这也是一种对环境负荷的降低。

1.2 生物相容型

生物相容型的混凝土主要体现了混凝土与植物、动物等生物和谐共存的特性，它对调整生态环境、美化自然景观和实现人类与自然的协调发展有着重要推动作用。生物相容型混凝土主要分为植物相容性混凝土、海洋及水域相容型混凝土和净化水质型混凝土。目前进行研究且应用较为广泛的相容型混凝土为多孔混凝土。这种混凝土的原材料主要采用砂浆、水泥浆和粗骨料，又称为大孔混凝土。这种混凝土的特点是其内部具有大量的连空通，具备良好的透气性和透水性，因此能给生物繁殖提供良好的空间，同时还能够净化过滤地下水，能够有效地改善生态环境，是一种典型的生态环保型生物相容混凝土。

2 绿色高性能混凝土的技术特点

2.1 水泥熟料的使用量相对较少

与普通的水泥和高性能混凝土不同的是，在绿色高性能水泥的配制时水泥的使用量进一步减少，而使用的水泥熟料也为混凝土的外加剂，大部分使用的材料为工业残渣和城市垃圾等废料，这也使得在进行混凝土配制时二氧化碳的产生量大幅降低，减少了对大气的污染，同时也节省了自然资源和能源的消耗。

2.2 大量的采用工业废料。

在绿色高性能混凝土的配制时，为了增强其流动性和耐久性，需要加入大量的活性掺合剂，而这些活性掺合剂主要就包括粉煤灰、磨细矿渣和硅灰等工业废料，这些工业废渣本身就具备很强的耐久性和抗腐蚀性，因此在混凝土的配制时加入工业废料掺合剂，不仅能够节省自然资源，形成废物利用，更能提高混凝土的工作性能。

2.3 拥有更小的体积和更轻的质量

在上文中介绍到绿色高性能混凝土的熟水泥使用量并且还会掺入大量的工业废渣掺合剂以提升耐久度、抗腐蚀性等特性，这些掺合剂的密度通常要小于水泥，因此这就减轻了混凝土的体积和重量，这也进一步地增强了其耐久性，使混凝土能在更加复杂的环境下保持较长的使用寿命。

3 绿色高性能混凝土的特点

3.1 节约特点

绿色高性能混凝土由于采用大量的工业废料和较少的水泥用量，大大节省资源和能源，也可称之为节约型混凝土。如上文中提到的加入工业废料提升耐久性和抗腐蚀性，还有降低熟水泥使用量的“一磨”水泥配制工艺，都很大程度上节约了资源，这些技术都能够有效地减少资源和能源的消耗。

3.2 友好特点

绿色高性能混凝土与其他混凝土的不同还表现在其与生态环境的和谐共生方面。从绿色高性能混凝土采用的材料和其技术特点来看，它能够有效地减轻环境负荷，并且还具备能够主动改善环境的功能：现代城市建设中使用的生态种植混凝土，这种混凝土很适合植物生长，能够有效增多城市的绿地面积；使用透水型混凝土能够有效的防止水资源的流失，改善城市的“热岛效应”；生物适应性混凝土能够保护海洋资源，为海洋生物提供良好的生存环境；光催化混凝土能够净化空气，分解污染气体。这些绿色、高性能混凝土都体现了其与环境的友好共存特征。

3.3 高效特点

从绿色高性能混凝土的技术特点和其材料的选择上可以看出，其功能较为多样，并且具有高耐久性和循环利用的工作性能。因此绿色高性能混凝土的配制最终目的是提升耐久度达到自然资源和能源的节约，同时以混凝土产品的质量和功能多样化为重点，以开发循环可利用的材料为方向，这三者不是孤立的而是相互影响的。如绿色高性能混凝土通过科学合理的设计和材料的配制，提升了混凝土的耐久度和建筑的使用寿命，从而节约了资源，降低了环境负荷。

4 发展绿色高性能混凝土的途径

4.1 以混凝土为整体

发展绿色高性能混凝土，要将混凝土整体作为研究的重点，而不能只把重点放在水泥石上。这是因为在混凝土中，骨料占据大部分体积，约为70%，骨料和水泥浆体之间仅有一层薄层作为过渡区，过渡区对混凝土的强度、渗透性程度等工作性能影响很大，而从学术研究和具体的应用上来看，对于骨料和薄弱的过渡区缺乏足够的重视。相对而言，水泥石实际上比骨料和过渡区均匀地多，对强度和渗透性的影响没有骨料和过渡区大。因此，发展绿色高性能混凝土，提升其工作性，要将混凝土作为一个整体的研究对象，利用大掺量矿物掺合料，用于改善过渡区，可以大大地增强混凝土后期的工作性能，减少早期产生的裂缝，提升耐久性，从而节约资源。

4.2 注重对工程环境与绿色高性能混凝土的结合

混凝土作为一种工程材料，它的生产和制作过程与其他很多建筑材料都有所不同，它的制作环境相对不稳定，无法对各项参数进行精确严格的控制，这就导致了混凝土的工作性能很大程度上受到工程所处环境的影响。因此要在混凝土的设计上充分考虑具体的工程环境，根据工具环境设计更为节能环保的混凝土，做好规范化、流程化管理，尤其在现场浇筑等即时使用混凝土的环节，要更为严格地管控工程环境，以使混凝土达到最佳的工作性能。由于绿色高性能混凝土还涉及生物相容等问题，因此更好注重研究在不同特定环境对混凝土配制的影响。

4.3 注重可持续发展

绿色高性能混凝土本身对生态环境的改善和资源能源的节约有着很大帮助，在其具体的应用时，更要注重可持续发展的理念，要在城市垃圾、工程残渣等废物利用的基础上注重对整体流程的优化，让混凝土的生产、使用和维护实现资源循环的无缝连接，将资源能源的节约和生态改善的效果发挥到最大。

[参考文献]

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