生态水泥混凝土材料与技术分析

张杰

摘    要：硅酸盐水泥混凝土作为现阶段最主要的建材，在给人们的日常生活带来便利的同时，对环境造成了严重的破坏，本文介绍了生态水泥混凝土的生产背景与分类分析，以期降低水泥混凝土材料在应用过程中对生态环境的负荷，希望能够给读者带来启发。

关键词：生态水泥混凝土;再生骨料混凝土;混合材

1  引言

在城市化进程不断推进的背景下，越来越多的土地被混凝土所覆盖，水位下降、热岛效应等情况日趋严重，为降低建筑工程对生态环境造成的损坏，生态水泥混凝土作为能够与生态体系和谐发展的混凝土材料，受到了人们的广泛关注。

2  生态水泥混凝土的生产背景

以水泥为凝胶的混凝土材料因其原材料来源广泛、施工维护费用低廉等特征受到了各种工程建设的广泛欢迎，然而，随着工业化进程的不断推进水泥混凝土的应用范围不断扩大，2018年一年间，全球共生产水泥39.5亿吨，仅中国就生产了22.1亿吨，水泥的大量生产与使用给地球的自然生态环境造成了极大的破坏。面对严峻的生态问题，生态材料这一理念最早在1993年被前沿科学研讨会所提出，而生态混凝土这一概念则是在1995年由日本混凝土协会与生态混凝土研究委员会首次提出，其目的在于生产出能够与生态和谐发展的混凝土，创造出人与自然和谐共处的情况[1]。

3  生态水泥混凝土的分类分析

3.1  减轻环境负荷的生态混凝土

减轻环境负荷的生态混凝土指的是这种混凝土材料在制造、使用以及使用后都可以有效地降低对自然环境的负担。

3.1.1  生态水泥配置混凝土的技术

在当前社会生产过程中，废弃物的处理问题直接关系到生态环境的清洁程度，在传统的固体垃圾处理过程中，利用焚化炉对其进行焚烧是较为常用的处理方式，但这种垃圾处理方式在造成一定空气污染的同时，无法产生足够的经济效益，对此，利用废弃物制造水泥已经成为减轻环境污染的一种有效方式。如表1所示，相较于废弃物焚化炉，利用水泥回转窑对废弃物尽行处理具备更好的效果。具体来说，生态水泥指的是生产厂家利用城市以及工业废弃物作为原材料制造的水泥，利用这种生产方式制造的混凝土不仅造价低廉，节约了石灰石资源，还可以有效的解决废弃物堆放问题。举例来说，当前北京某水泥生产厂家制造生态水泥的主要方式是利用水泥回转窑对废弃物进行加工处理，这种生产方式不但减少了化石燃料的消耗量，还通过将废弃物焚烧后的残渣作为水泥生产原料的方式，提升了自身的经济效益。

3.1.2  再生骨料配置混凝土的技术

由于混凝土的生产需要大量的砂石、骨料等材料，面对当前混凝土需求量逐年上涨的情况，砂石、骨料等原材料的需求量也在逐年上涨，为获取足够的混凝土原材料开山采石的情况屡见不鲜，这个生态环境的健康发展造成了严重的威胁。尽管每年混凝土的需求量不断增加，但经统计发现，在全球范围内，每年因建筑拆除产生的废旧混凝土、建筑产生的废弃混凝土以及预制构件场废弃的混凝土构件的数量极为巨大，并且呈逐年上涨的趋势，对于这些混凝土废弃物，传统的处理方式是堆放与填埋，这种处理方式不仅浪费了一定的土地资源，还造成了一定的环境污染。为解决这一问题，自第二次世界大战以后与废弃混凝土开发利用相关的议题已经受到了人们的关注，再生骨料混凝土的生产工艺就是其中的一项成果。再生骨料混凝土指的是将废弃、破碎以及使用过的混凝土的胶结材料、混合材料以及骨料作为制作混凝土的原材料。由于再生骨料含有30%左右的硬化水泥浆，使得其吸水性能、密度、抗拉强度等特征与天然的砂石骨料存在一定的差别，因此在实际使用过程中，相关工作人员必须明确再生骨料混凝土中再生骨料的的比重以便保证建筑的整体效果符合建筑需求。具体来说，现阶段在实际建筑过程中，为进一步扩大再生骨料混凝土的适用范围，相关工作人员可以通过机械活化、酸液活化、化学浆液处理以及水玻璃液处理的方式对其进行强化处理，从而提升再生骨料混凝土的质量[2]。

3.1.3  用混合材配置混凝土的技术

从《2019年中国粉煤灰行业分析报告—行业规模现状与发展趋势研究报告》中得知，截止至2017年年底，我国的粉煤灰产量高达6.86亿吨，高居全球第一的位置，尽管近年来，我国涌现出一批将粉煤灰应用于建材、建筑、农业、化工等多个方面的企业，但与发达国家相比我国的粉煤灰综合利用率仍比较低，粉煤灰的不恰当处理仍旧给我国的自然环境造成了严重的破坏。面对这一问题，将高炉矿渣、粉煤灰等工业废弃物当做混合材制作混凝土，不但可以减少废弃物处理用地的面积、还可以达到降低混凝土生产成本、减少CO2排放量的目的。

3.2  环境协调型混凝土

环境协调型混凝土指的是工作人员通过控制混凝土材料的性能、形状等性质，降低混凝土对自然环境的影响。环境协调型混凝土的代表为多空混凝土，这种混凝土主要是通过控制混凝土的空隙特征的方式，使其具备良好的吸音、透水、蓄热等性能。在实际生产过程中，相关工作人员主要通过对多空混凝土的性能以及颜色进行调控的方式，将其应用于植物的栽培与绿化、水的抑制与渗透、生物生息、调控温度、吸音、隔音等方面，降低了混凝土对环境的影响。现阶段，人们制作多孔混凝土的主要材料与普通混凝土的材料基本相同，都包括水泥、水、粗细集料、外加剂等，但因多空混凝土在生产过程中，对材料的孔径大小、孔径分布等情况存在一定的差别，因此有时细集料、混合材以及外加剂是不会被添加到多空混凝土的制作当中。

3.3  绿色高性能混凝土

绿色高性能混凝土并不是依靠混凝土本身达到保护环境的目的，而是通过对这种混凝土进行合理的设计，提升混凝土的使用寿命从而降低混凝土材料对生态环境的破坏。绿色高性能混凝土技术与水泥混凝土循环再利用技术相对应，两者保护环境的方式都是通过延长混凝土制造物的寿命，降低能源与资源的消耗。

4  結束语

经调查发现，人口膨胀、资源短缺以及环境恶化已经成为当今社会面临的主要问题，为解决上述问题，加大对环境的保护已成为现阶段刻不容缓的任务，在我国，建筑行业作为当前的国民支柱性产业，其建材质量与环境安全息息相关，为保障建筑行业的可持续发展，生态水泥混凝土已经成为建筑行业的主要建材。

参考文献：

[1] 陈龙修.生态混凝土组成设计及性能试验研究[D].扬州大学，2018.

[2] 朱勉红.浅谈新型绿色混凝土及其实际应用[J].中国住宅设施，2018（12）：24～26.