綠色建筑之綠色混凝土研究發(fā)展現(xiàn)狀

吳永川　郭萬峰

【摘 要】在建筑施工當(dāng)中，綠色混凝土的使用能夠減少建筑施工的環(huán)境污染率，是混凝土與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展所必需的建筑材料。論文根據(jù)現(xiàn)階段綠色混凝土發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行重點分析，從而提出一些可行性的意見和建議，進(jìn)一步促進(jìn)綠色建材的研發(fā)。

【Abstract】In the building construction， the application of green concrete can reduce the environmental pollution rate of the building construction， and it is a necessary building material for the coordinated development of concrete and environment. Based on the present situation of green concrete development at this stage， this paper puts forward some feasible suggestions， so as to further promote the research and development of green building materials.

【關(guān)鍵詞】綠色建筑;綠色混凝土;研發(fā)現(xiàn)狀

【Keywords】 green building; green concrete; current research and development situation

【中圖分類號】TU528 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）03-0104-02

1 綠色混凝土定義

就當(dāng)前情況來看，對綠色混凝土還沒有統(tǒng)一的界定，最早提出綠色高性能混凝土定義的是吳中偉院士，他將綠色混凝土概念提出后，并進(jìn)行了一定的論述。在近幾年中，很多大學(xué)科學(xué)院士對綠色混凝土方面都有一定的研究，經(jīng)國內(nèi)外的研究綜述認(rèn)為，綠色混凝土是當(dāng)下混凝土與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的必然趨勢，相較于傳統(tǒng)的混凝土而言，綠色混凝土有更高的耐久性和強(qiáng)度性，這樣能夠讓非再生資源持續(xù)性利用，循環(huán)性利用，不僅優(yōu)化了環(huán)境，實現(xiàn)了節(jié)能減排，減少了環(huán)境污染，而且也最大限度地實現(xiàn)了人與自然的和諧共處。“綠色”本就有節(jié)約資源，提高資源的利用率之意，是指人與自然能夠協(xié)調(diào)共存，在不危害子孫后代的情況下，滿足當(dāng)代社會對自然資源的需求。

2 綠色混凝土的特點

綠色混凝土，顧名思義它是以綠色材料為基本，對混凝土進(jìn)行加工和處理，從而使混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，優(yōu)化環(huán)境的作用，進(jìn)而促進(jìn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。它的特點主要包含四方面內(nèi)容：一是綠色混凝土本身的先進(jìn)性;二是在混凝土生產(chǎn)過程中的安全性;三是在選擇混凝土材料時是否具有合理性;四是綠色混凝土在研發(fā)過程中要滿足現(xiàn)代工程學(xué)的各項要求。

為了體現(xiàn)綠色混凝土的實用性，它必須滿足以下四點：第一，要提高工業(yè)廢料的利用率，實現(xiàn)節(jié)約成本，節(jié)約水泥用量的效果;第二，相比于傳統(tǒng)的混凝土，所研發(fā)的綠色混凝土必須擁有更強(qiáng)的力學(xué)和耐久性能;第三，綠色混凝土在應(yīng)用過程中不能與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展初衷相悖;第四，它還要為人類提供無污染、舒適、安全的生活環(huán)境。

3 綠色混凝土研究現(xiàn)狀

3.1 大量利用工業(yè)廢料，降低水泥用量的研究

在混凝土的應(yīng)用當(dāng)中，水泥是其重要的組成部分，然而，水泥的生產(chǎn)對于環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，而且還需要消耗大量的資源才能夠完成水泥的生產(chǎn)。但是就當(dāng)下情況來看，水泥作為混凝土的主要膠凝材料，還并未找到能夠更好地替代水泥的建筑材料[1]。所以，為了實現(xiàn)節(jié)能減排，提高資源的利用率，優(yōu)化環(huán)境，降低水泥用量已經(jīng)成為當(dāng)前混凝土開發(fā)和利用當(dāng)中的一個關(guān)鍵性問題。

現(xiàn)如今經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土的制作當(dāng)中，可以利用粉煤灰、硅灰、?；郀t礦渣等摻合料代替水泥，使混凝土的作用更優(yōu)化，而且已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。提高工業(yè)廢料的利用率，節(jié)約資源成本，優(yōu)化環(huán)境，已經(jīng)成為綠色混凝土研究的重點內(nèi)容。工業(yè)廢渣中的活性礦物的摻和力能夠提高混凝土的制備性能，實現(xiàn)混凝土的綠色化。

3.2 再生骨料和人造骨料的使用研究

砂石是混凝土制作過程中所必需的一個材料，而且它的用量較大，但是在當(dāng)前，優(yōu)質(zhì)砂石材料存在很大的缺陷，與此同時，在大量建筑材料的堆積過程中，使很多廢棄混凝土被堆埋，而再生骨料和人造骨料的利用對優(yōu)化環(huán)境，節(jié)能減排起著不可代替的作用[2]。

骨料在混凝土中的應(yīng)用主要取決于骨料自身的潔凈和堅實度，所以這對骨料的加工和來源有較強(qiáng)的要求。再生骨料與天然砂石骨料物理性能有較大的差異，他們的吸水性能和表面密度都大為不同，因此，兩者所制作出來的混凝土也各有差異。當(dāng)前情況下，對混凝土骨料的研究主要集中在其對混凝土性能的影響程度以及如何進(jìn)行改進(jìn)。主要是為了促進(jìn)這些因素的最佳組合，從而生產(chǎn)出更加適合的再生骨料混凝土。就我國現(xiàn)在對混凝土骨料的研究來說，再生骨料研究取得了一定的成效，例如，在制備技術(shù)，配比設(shè)計以及性能影響方面都有所突破，再生骨料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)章等也被納入制定當(dāng)中，這在一定意義上促進(jìn)了綠色混凝土的研發(fā)與應(yīng)用。

3.3 通過混凝土設(shè)計研究，開發(fā)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的功能型混凝土

在開發(fā)與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的功能型混凝土?xí)r，主要對混凝土的材料性能、形狀以及構(gòu)造設(shè)計進(jìn)行了深入的研究，從而實現(xiàn)降低環(huán)境負(fù)荷的作用。比如，海洋生物適應(yīng)型混凝土、綠色植被適應(yīng)型混凝土、凈化水質(zhì)生態(tài)混凝土、淡水生物適應(yīng)型混凝土等混凝土的開發(fā)和研究，這有利于促進(jìn)混凝土與自然生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到人與自然的和諧共存。在混凝土的應(yīng)用當(dāng)中，我國使用最多的是多孔混凝土，因為它具備良好的透水性和透氣性，這對于地下水資源能夠起到很好的保護(hù)作用，而且它還可以吸收環(huán)境噪聲。在混凝土材料的制備中，可以將催化技術(shù)應(yīng)用其中，它能夠利用混凝土材料中所形成的光催化混凝土，這樣就可以達(dá)到催化城市大氣的作用，而這個研究的原理是利用建筑物表面的二氧化碳混凝土進(jìn)行光催化作用，從而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使大氣中的污染物氧化成碳酸，硝酸和硫酸等成分，最后隨雨水降落，這一過程中極大地凈化了環(huán)境，使環(huán)境污染率達(dá)到最低[3]。

3.4 混凝土的高性能化研究

在混凝土的高性能化研究方面，主要是為了提高混凝土耐久性、工作性，使其擁有很強(qiáng)的力學(xué)性能?；炷粮咝阅芑难芯恳彩蔷G色混凝土研發(fā)的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)階段，混凝土的高性能化研究已經(jīng)成為混凝土研究的熱點和難點，對其高性能化的基礎(chǔ)研究也在深入進(jìn)行當(dāng)中，這樣才能夠根本上減少資源應(yīng)用率，節(jié)約成本，節(jié)約資源，而且也在極大程度上提高了混凝土的工作性能，并使環(huán)境噪聲降到了最低，并且能夠延長建筑使用壽命，使節(jié)能減排達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

3.5 通過提高混凝土的機(jī)敏性研究，改善人們生存環(huán)境的安全性

提高混凝土的機(jī)敏性能夠讓混凝土感知外部環(huán)境的變化，從而提升自身的適應(yīng)性，做到對環(huán)境衛(wèi)生的控制和調(diào)整。機(jī)敏混凝土能夠改善人們生存的環(huán)境空間，但是我國在這方面的研究還并未深入，只是停留在初期，有待進(jìn)一步深化。

4 綠色混凝土研究發(fā)展建議與趨勢

根據(jù)混凝土的發(fā)展?fàn)顩r以及從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，綠色混凝土研發(fā)建議與趨勢主要呈現(xiàn)在以下四個方面：第一，要加強(qiáng)對潛在活性的廢物材料的摻和技術(shù)研究，要能夠達(dá)到綠色混凝土節(jié)約資源的作用，與此同時，要深化對混凝土堅持度和耐久性的研究，進(jìn)一步實現(xiàn)混凝土綠色化的目標(biāo)[4];第二，再生骨料混凝土能夠最大限度地改善當(dāng)下混凝土研發(fā)過程中存在的不足和缺憾，對實現(xiàn)混凝土的綠色化起到了很強(qiáng)的推動作用;第三，在混凝土多功能化、綠色化的開發(fā)過程中，環(huán)保型混凝土的研究能夠?qū)ζ淦鸬揭欢ǖ拇龠M(jìn)作用，例如，透水性混凝土、低堿性混凝土，以及光催化混凝土等都能夠加強(qiáng)混凝土與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性，從而加強(qiáng)自然環(huán)境與混凝土的可持續(xù)發(fā)展;第四，機(jī)敏性混凝土能夠使混凝土向智能化、綠色化邁進(jìn)。例如，性能自感知混凝土、性能自調(diào)節(jié)混凝土等都有利于綠色混凝土的開發(fā)和研究。

5 結(jié)語

綠色混凝土能夠促進(jìn)資源的回收利用，在保證建筑材料的質(zhì)量與性能的前提下，實現(xiàn)節(jié)能減排，優(yōu)化環(huán)境的目標(biāo)，其對于實現(xiàn)建筑業(yè)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展起著很大的推動作用。相較于傳統(tǒng)的混凝土，其不僅降低了環(huán)境負(fù)荷，而且也在最大限度上優(yōu)化了環(huán)境，使人們的居住環(huán)境更加舒適安全，因此，綠色混凝土的開發(fā)與研究已經(jīng)成為混凝土發(fā)展的必然趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

【1】夏遠(yuǎn)英，陳景，熊曉輝，等.綠色混凝土發(fā)展途徑的探討[J].混凝土，2011（4）：101-104.

【2】艾紅梅，白軍營.環(huán)境協(xié)調(diào)型綠色混凝土的發(fā)展[J].混凝土，2010（12）：93-95.

【3】陶學(xué)康，王俊.發(fā)展綠色混凝土促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展[J].施工技術(shù)，2008，（37）3：5-7.

【4】張長森，奚新國，祁非.燒煤矸石在混凝土中的應(yīng)用[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2004，23（6）：79-81.