绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展

黄鹄翔

中铁十二局集团有限公司 山西太原 030032

水泥是所有建筑材料中最基本的材料，它对社会经济和生态环境有着重要的影响。由于传统的水泥生产方法产生的二氧化碳排放量很高，因此生态压力会更大。为了遵循国家的可持续发展战略，水泥工业应向低效能、低碳化以及低耗能方向发展，以推进绿色高性能混凝土努力推进建材创新。

1 绿色高性能混凝土概述

绿色高性能混凝土（HPC）从上世纪80年代开始在房建工程中得到应用，具有高强度、高耐久性等特点。绿色高性能混凝土强度一般在60-100MPa之间，也有强度超过100MPa的超高强混凝土。在其研发过程中，主要是出于建筑抗震、抗渗、抗磨损等方面的实际需求，通过采用绿色高性能外加剂，对混凝土材料性能进行改良，使其具有更高的结构强度。由于高性能混凝土自身强度等级高，不需要设计较大的结构尺寸，即可满足建筑的承载力需求，为建筑结构轻量化发展提供了支持。在此情况下，可以减轻结构自重和地基荷载，从而大幅度减少工程材料用量及造价成本。绿色高性能混凝土具有较强的环境抵御能力，耐久性强，也可以降低建筑使用过程中的维护成本，具有多方面的应用优势[1]。

2 建筑工程材料的可持续发展

2.1 工业的可持续发展

作为我国现阶段的重要发展战略，可持续发展具有十分重要的现实意义。其主要是指在实现经济发展的基础上，资源、社会等多方面能够协调发展。工业的可持续发展主要分为5方面内容：

（1）大力研发对自然资源的利用，并且提升资源的利用率，从而在最大程度上实现能源的损耗。

（2）在保证生产率稳步提升的同时，实现低能耗、低消耗生产。

（3）提高对生态环境的保护，加强人们的环保意识，使生态环境处于平衡、稳定的状态，在最大程度上降低对环境造成的污染。

（4）减少废水、废气的排放。

（5）建立完整的生态工业体系，从而实现内部循环作业，在保证废水、废气、废弃物得到自净的同时，达到无废生产的最终目的。

2.2 建筑工程材料的可持续发展

建筑业在中国民间经济中名列第三，在工业生产中占钢铁、木材和水泥总消费的25%、22%和70%。随着科技水平的提高，化学建筑材料发展迅速，已经成为我国第四大建筑材料。由于我国还在开发中，从农业大国转向工业国，因此进一步的建设需要解决我国城市化引起的人口流动的住房问题、城市建设问题以及城市交通和大型设施建设等诸多问题，这些问题的存在必然会增加建筑材料使用量，促进建筑工程材料的开发。水泥混凝土是建设工程最常用的材料之一，已有170多年的历史，大部分都出现了水泥混凝土，但他们改变了建造砖房的方式。100年来，这座建筑以混凝土水泥为主要材料，能反映不同时代、不同地区的建筑风格和水平、文化和历史背景[2]。

3 绿色高性能混凝土在建筑工程材料可持续发展中的前景探讨

社会发展和人类生活变化追求对可持续发展提出了更为迫切的需求，包括对环境污染问题的关注日益严重。另外，经济发展与环境保护的矛盾不断加深，对各种产业可持续性的关注也在提高。因此，非常需要资源利用和环境保护的作用和发展。

3.1 绿色高性能混凝土建筑材料使用的可行性探讨

建筑中绿色建筑材料的使用符合中国社会的要求，是建筑企业在市场竞争中获得发展利益的关键，也更关系到未来的生存。建筑工程材料的可持续勘探开发可促进建筑业可持续发展，同时提高能源资源的使用效率。绿色高性能混凝土建筑材料实施科学发展概念的基本要求，主要实施建筑材料的可持续发展，人的生活对社会发展和质量提高至关重要，相关国家的可持续发展政策，以及研究、开发和使用绿色高性能混凝土材料的基础和保障。

3.2 绿色高性能混凝土的发展趋势

绿色高性能混凝土在应用和设计中会吸引许多部门和环节。在这个体系中，如果仅仅适应其产业结构是不够的，如果要实现真正的绿色产品需要做以下工作：一是加大研发力度，同时加强标准制定并设计工程等方面的环保意识，大力推广绿色节能理念，以生产相关科研人员为重点，创新现有炉灶、燃料、工业以废品生产、循环利用为突破口，生产绿色优质水泥。其次，设计人员应创新传统设计方法，大胆地在混凝土中加入复合活性材料，研究者应加强对工业废物残留处理方法的研究。从而使废渣的活性得到充分的利用[3]。

3.3 绿色混凝土的要求和标准

绿色高性能混凝土是指除了具备高强度以及耐久性，还能实现环境友好的新型混凝土，其主要有3方面的要求和标准：

（1）在进行绿色高性能混凝土的配制时，可以利用粒径符合要求破碎的石屑代替传统的天然砂石。

（2）限制混凝土中的水泥含量，降低其中二氧化碳与二氧化硫的含量，从而有效降低温室效应的加剧，避免酸雨的形成，实现保护环境的目的。

（3）绿色高性能混凝土中需要加入适量经过处理的工业废渣，如粉煤灰、稻壳灰等，将这些工业废渣作为活性料加入水泥中，不仅可以节约水泥用量，还能起到提高绿色高性能混凝土耐久性，减少工业废物排放的作用。

4 结语

总之，目前，可持续发展的理念已深入到社会发展的所有生活阶层，建筑业的可持续发展要求建筑材料在生产和使用中作为对环境的影响，绿色高性能混凝土建材按照建材可持续发展的理念，应注重其研发和推广。