綠色高性能混凝土與建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展

黃鵠翔

中鐵十二局集團(tuán)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，它對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境有著重要的影響。由于傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)方法產(chǎn)生的二氧化碳排放量很高，因此生態(tài)壓力會(huì)更大。為了遵循國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，水泥工業(yè)應(yīng)向低效能、低碳化以及低耗能方向發(fā)展，以推進(jìn)綠色高性能混凝土努力推進(jìn)建材創(chuàng)新。

1 綠色高性能混凝土概述

綠色高性能混凝土（HPC）從上世紀(jì)80年代開(kāi)始在房建工程中得到應(yīng)用，具有高強(qiáng)度、高耐久性等特點(diǎn)。綠色高性能混凝土強(qiáng)度一般在60-100MPa之間，也有強(qiáng)度超過(guò)100MPa的超高強(qiáng)混凝土。在其研發(fā)過(guò)程中，主要是出于建筑抗震、抗?jié)B、抗磨損等方面的實(shí)際需求，通過(guò)采用綠色高性能外加劑，對(duì)混凝土材料性能進(jìn)行改良，使其具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于高性能混凝土自身強(qiáng)度等級(jí)高，不需要設(shè)計(jì)較大的結(jié)構(gòu)尺寸，即可滿足建筑的承載力需求，為建筑結(jié)構(gòu)輕量化發(fā)展提供了支持。在此情況下，可以減輕結(jié)構(gòu)自重和地基荷載，從而大幅度減少工程材料用量及造價(jià)成本。綠色高性能混凝土具有較強(qiáng)的環(huán)境抵御能力，耐久性強(qiáng)，也可以降低建筑使用過(guò)程中的維護(hù)成本，具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[1]。

2 建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展

2.1 工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

作為我國(guó)現(xiàn)階段的重要發(fā)展戰(zhàn)略，可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其主要是指在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，資源、社會(huì)等多方面能夠協(xié)調(diào)發(fā)展。工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展主要分為5方面內(nèi)容：

（1）大力研發(fā)對(duì)自然資源的利用，并且提升資源的利用率，從而在最大程度上實(shí)現(xiàn)能源的損耗。

（2）在保證生產(chǎn)率穩(wěn)步提升的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低能耗、低消耗生產(chǎn)。

（3）提高對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，加強(qiáng)人們的環(huán)保意識(shí)，使生態(tài)環(huán)境處于平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)，在最大程度上降低對(duì)環(huán)境造成的污染。

（4）減少?gòu)U水、廢氣的排放。

（5）建立完整的生態(tài)工業(yè)體系，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)作業(yè)，在保證廢水、廢氣、廢棄物得到自凈的同時(shí)，達(dá)到無(wú)廢生產(chǎn)的最終目的。

2.2 建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展

建筑業(yè)在中國(guó)民間經(jīng)濟(jì)中名列第三，在工業(yè)生產(chǎn)中占鋼鐵、木材和水泥總消費(fèi)的25%、22%和70%。隨著科技水平的提高，化學(xué)建筑材料發(fā)展迅速，已經(jīng)成為我國(guó)第四大建筑材料。由于我國(guó)還在開(kāi)發(fā)中，從農(nóng)業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)向工業(yè)國(guó)，因此進(jìn)一步的建設(shè)需要解決我國(guó)城市化引起的人口流動(dòng)的住房問(wèn)題、城市建設(shè)問(wèn)題以及城市交通和大型設(shè)施建設(shè)等諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題的存在必然會(huì)增加建筑材料使用量，促進(jìn)建筑工程材料的開(kāi)發(fā)。水泥混凝土是建設(shè)工程最常用的材料之一，已有170多年的歷史，大部分都出現(xiàn)了水泥混凝土，但他們改變了建造磚房的方式。100年來(lái)，這座建筑以混凝土水泥為主要材料，能反映不同時(shí)代、不同地區(qū)的建筑風(fēng)格和水平、文化和歷史背景[2]。

3 綠色高性能混凝土在建筑工程材料可持續(xù)發(fā)展中的前景探討

社會(huì)發(fā)展和人類生活變化追求對(duì)可持續(xù)發(fā)展提出了更為迫切的需求，包括對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題的關(guān)注日益嚴(yán)重。另外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾不斷加深，對(duì)各種產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性的關(guān)注也在提高。因此，非常需要資源利用和環(huán)境保護(hù)的作用和發(fā)展。

3.1 綠色高性能混凝土建筑材料使用的可行性探討

建筑中綠色建筑材料的使用符合中國(guó)社會(huì)的要求，是建筑企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得發(fā)展利益的關(guān)鍵，也更關(guān)系到未來(lái)的生存。建筑工程材料的可持續(xù)勘探開(kāi)發(fā)可促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)提高能源資源的使用效率。綠色高性能混凝土建筑材料實(shí)施科學(xué)發(fā)展概念的基本要求，主要實(shí)施建筑材料的可持續(xù)發(fā)展，人的生活對(duì)社會(huì)發(fā)展和質(zhì)量提高至關(guān)重要，相關(guān)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展政策，以及研究、開(kāi)發(fā)和使用綠色高性能混凝土材料的基礎(chǔ)和保障。

3.2 綠色高性能混凝土的發(fā)展趨勢(shì)

綠色高性能混凝土在應(yīng)用和設(shè)計(jì)中會(huì)吸引許多部門(mén)和環(huán)節(jié)。在這個(gè)體系中，如果僅僅適應(yīng)其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是不夠的，如果要實(shí)現(xiàn)真正的綠色產(chǎn)品需要做以下工作：一是加大研發(fā)力度，同時(shí)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)制定并設(shè)計(jì)工程等方面的環(huán)保意識(shí)，大力推廣綠色節(jié)能理念，以生產(chǎn)相關(guān)科研人員為重點(diǎn)，創(chuàng)新現(xiàn)有爐灶、燃料、工業(yè)以廢品生產(chǎn)、循環(huán)利用為突破口，生產(chǎn)綠色優(yōu)質(zhì)水泥。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)創(chuàng)新傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，大膽地在混凝土中加入復(fù)合活性材料，研究者應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢物殘留處理方法的研究。從而使廢渣的活性得到充分的利用[3]。

3.3 綠色混凝土的要求和標(biāo)準(zhǔn)

綠色高性能混凝土是指除了具備高強(qiáng)度以及耐久性，還能實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的新型混凝土，其主要有3方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)：

（1）在進(jìn)行綠色高性能混凝土的配制時(shí)，可以利用粒徑符合要求破碎的石屑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的天然砂石。

（2）限制混凝土中的水泥含量，降低其中二氧化碳與二氧化硫的含量，從而有效降低溫室效應(yīng)的加劇，避免酸雨的形成，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的。

（3）綠色高性能混凝土中需要加入適量經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢渣，如粉煤灰、稻殼灰等，將這些工業(yè)廢渣作為活性料加入水泥中，不僅可以節(jié)約水泥用量，還能起到提高綠色高性能混凝土耐久性，減少工業(yè)廢物排放的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，目前，可持續(xù)發(fā)展的理念已深入到社會(huì)發(fā)展的所有生活階層，建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求建筑材料在生產(chǎn)和使用中作為對(duì)環(huán)境的影響，綠色高性能混凝土建材按照建材可持續(xù)發(fā)展的理念，應(yīng)注重其研發(fā)和推廣。