绿色高性能混凝土材料及应用探索

唐昌丽

（四川路桥盛通建筑工程有限公司， 成都 610000）

混凝土材料是建筑行业中最为基础的一种建筑材料，近年来，在“可持续发展”、“绿色生态”等发展战略影响下，建筑行业普遍开始关注“绿色高性能材料”[1]。基于此，本文通过分析传统混凝土材料的不足，介绍绿色高性能混凝土材料的优势，并重点针对其在建筑行业中的运用展开论述研究。

1 传统混凝土材料对于环境的影响

近年来，随着国内外建筑行业快速发展，全世界范围内的混凝土年使用量高达数10亿吨。与国外其它国家相比，我国建筑行业每年使用的混凝土材料总用量一直位居世界首位，高达20多亿吨，其中含有70%左右的集料，而生产这些建筑材料需要消耗大量自然资源。

另外，在建筑产业化过程中，国内越来越多的服役期满的混凝土建筑将面临着拆除或倒塌问题，这些传统的混凝土材料无法用于建筑可持续循环利用过程，由此产生了大量的垃圾，而绝大部分城市建筑材料垃圾未经妥善处理就被施工单位运往乡村或郊外，通过填埋或露天堆放方式处理，对环境造成了巨大污染和破坏，不仅耗用了征用土地资源，且需要耗费垃圾清运等建设经费。

此外，在混凝土材料垃圾运输或清运和堆放过程中，也会有遗撒和粉尘灰砂飞扬等问题产生。随着我国环保理念逐步加强，采用绿色高性能混凝土进行建筑施工，势必成为环境保护部门和建筑施工企业面临的重要课题[2]。

2 绿色高性能混凝土材料及其分类

2.1 绿色高性能混凝土材料概念特征

绿色高性能混凝土简称“GHPC”(Green High Performance Concrete)，这是一种有益于人体健康的新型混凝土材料。其不仅代表了当前国内、外混凝土材料发展应用的最新方向和趋势，也在建筑行业充分发挥了其优良的材料性能，如强度高、耐久性好、施工性能优良，最为显著的特征就是绿色高性能混凝土材料能够节约资源、降低能耗，保护自然生态环境和社会环境，有利于建筑产业化、规模化与绿色化、可持续化。

2.2 绿色高性能混凝土材料优势

与传统混凝土材料相比，绿色高性能混凝土材料具有无可比拟的材料应用优势：

⑴力学性能好，建筑结构耐久性强，用于建筑领域能够大大减少建筑结构修补或拆除过程中产生的垃圾，有助于保护生态环境；

⑵这种混凝土材料生产配制主要原料为工业废渣及其它废弃资源，能够最大限度减少对自然生态资源的消耗和浪费，也能够减少对污染严重的水泥熟料的使用与生产；

⑶施工应用流程简单，可减少二次能源消耗，且与自然环境之间的协调性好，能够减轻对环境的破坏，有助于实现对非可再生资源的循环利用。

2.3 绿色高性能混凝土材料分类

建筑信息化与产业化助推了建筑行业优质、创新发展，在此背景下，绿色高性能混凝土材料受到人们的青睐，很多建筑行业也加大了对绿色高性能混凝土材料的研究与运用。基于其耐久性与环保性特征，可将绿色高性能混凝土材料划分为如下三种类型：

⑴掺杂了大量工业废渣取代传统混凝土中的水泥材料的新型混凝土。这种绿色高性能混凝土材料减少了对水泥材料的使用量，但性能更强，能够满足当前建筑工程施工各种结构性能要求。在配置这种混凝土材料时，掺杂工业废渣，能够减少废渣污染处理费用，降低绿色高性能混凝土材料生产配制成本。

⑵使用再生骨料，通过对砂浆以及砖块和废弃混凝土进行生产处理，能够制作新的骨料。将砂浆与经过二次处理的骨料材料相混合，能够用于建筑施工，有助于打造环保型建筑结构体系。

⑶除了以上两种类型的绿色高性能混凝土材料外，在建筑行业还有一种环保型的高性能混凝土材料，其主要特征是能够美化整个建筑环境，与一般混凝土功能相配合，优化整个建筑功能。

3 绿色高性能混凝土材料的应用分析

3.1 植被绿化型混凝土材料的应用

这种绿色高性能混凝土材料在应用过程中，需将石子、减水剂、水泥等材料混合在一起。

(1) 水泥：按照一定的比例，将5种常用水泥材料配比为1:10的水泥浆，然后采用试纸测试这几种材料配合的水泥浆液的PH值。通常情况下，矿渣、硅酸盐、火山灰、普通硅酸盐及低碱度硫铝酸盐的PH测定值适宜范围分别为11.2～12.2、13～14.2、10.2～11.2、12.5～13.5、8.9～10。这几种水泥浆材料 PH 通常都≥10，但植被绿化型混凝土材料实际配比要求其PH值≤10，所以根据测定结果，一般在实际应用中只能选择低碱度硫铝酸盐水泥浆。

(2) 减水剂：减水剂的应用能够减少水的用量，调整混凝土材料凝结时间，提升其总体强度，但不同降水剂其减水率差异很大，如树脂系减水剂、木质素系减水剂和萘系减水剂的减水率分别为20～32%、8～12%和 11～22%。因此，要选择减水率最高的树脂系减水剂配制植被绿化型混凝土。

(3) 石子：在实际应用中，为了能够有效提升植被绿化型混凝土材料的透水性能，需选择粒径单一、孔隙相对较大的石子材料。但绿色高性能混凝土材料对于石子材料的强度无特殊要求，只需选择级配标准分别为10～22mm或5～10mm的透水性较好的碎石即可。

(4) 水灰比：绿色高性能混凝土材料在实际应用中，材料的透水性以及总体强度还会受水灰比因素影响，一般最适宜的水灰比为0.2～0.4。

(5) 混凝土配合比：在配制绿色高性能混凝土材料时，需通过试验筛选各种材料，保证其配合比满足混凝土配比要求，一般植被绿化型混凝土所需配比强度为C15-C20。

植被绿化型绿色高性能混凝土材料通常主要用于绿化项目，其能够充当绿化工程中的固堤、固沙、固土等加固材料，也经常被应用于城市中央的人行路面、绿化隔离带或者局部建筑工程中；另外，也可将植被绿化型绿色高性能混凝土材料应用到大型建筑工程施工中，能够起到修复景观的作用。

3.2 透水型混凝土材料及水生物保护型混凝土材料的应用

这两种类型的绿色高性能混凝土材料主要应用于广场建筑施工、城市道路施工、水域工程建设项目中。由于透水型混凝土材料在配制时，水泥材料的使用量一般在 320～460kg/m³之间，且其水泥强度要求≥42.5MPa，减水剂和石子分别为树脂系减水剂和级配标准均为10～22mm或5～10mm的碎石，水灰比、混凝土配合比强度要求控制在0.25～0.45之间和C30以下，所以这种材料透水性能强，强度较高，将其应用到城市道路中能够起到排水的作用，便于人们出行。另外，水生物保护型混凝土可以满足工程强度及耐久性需求，所以通常将这种类型的绿色高性能混凝土材料应用到海洋中充当人工礁石；再者，这种材料放在海洋中其表面能够附着大量的海藻类生物，可形成能够为海洋生物提供更好生长环境的食物链[3]。

4 结束语

总而言之，随着科学技术日益进步与发展，建筑行业发生了翻天覆地的变化，最显著的变化就是传统混凝土材料在建筑业中的应用弊端越来越突显，而具有“环保”、“绿色”、“可持续”特性的绿色高性能混凝土材料由于符合“可持续发展”、“绿色生态”等发展战略理念，所以近几年来在建筑行业中得到广泛应用与推广。本文分析了传统混凝土材料的不足，总结并阐述了绿色高性能混凝土材料的特点、优势及配比合比要求等，希望通过对其实际应用分析，使绿色高性能混凝土材料在建筑行业能够得到广泛应用与推广，增加现代化城市绿化面积，保护生态环境。