浅谈绿色混凝土建筑材料的应用及发展
李雪 郑柯尧 雷治伟
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李雪 郑柯尧 雷治伟 ,. 浅谈绿色混凝土建筑材料的应用及发展[J]. 材料科学研究,2021.1. DOI:10.12721/ccn.2021.157006.
摘要: 绿色混凝土建筑材料的出现,推动建筑行业节能环保发展。绿色混凝土材料,可以通过原材料优化、材料配比改善、新材料应用等措施完成生产,投入到实际建筑施工项目当中,提高建筑施工效率,控制项目开发投资成本。为实现建筑行业的绿色环保节能发展,应当应用绿色混凝土建筑材料,推动绿色混凝土材料的应用普及,改变我国建筑行业的发展现状。本文就绿色混凝土建筑材料的实际应用与发展进行分析讨论。
关键词: 建筑行业;绿色混凝土;实际应用;发展展望
DOI:10.12721/ccn.2021.157006
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1 绿色混凝土的含义

所谓绿色混凝土,首先要具备保护环境和生态平衡的能力,符合可持续发展理念,在工程应用中,要有足够的耐久性和稳定性,比传统的混凝土要有更加优秀的强度和工作性能。

2 绿色混凝土的特点

通过调节合适的级配和配合比,绿色混凝土可以实现绝大部分高性能混凝土的特点。绿色混凝土的大部分原料来自于建筑固体垃圾和已拆除的废旧建筑物,可以减少天然矿石的开采,减少自然资源和能源的消耗,降低原料的开采与生产成本,进而降低工程造价,对资源的综合利用起到积极的推动作用,实现了建筑材料的循环重复利用。强度也是绿色混凝土一个很重要的指标。在绿色混凝土中添加各种矿物质外加剂可以有效改善绿色混凝土的力学性能,弥补绿色混凝土原材料的缺陷。绿色混凝土一般使用在绿化或者装饰工程中,使用环境的要求较高,因此绿色混凝土必须有良好的耐久性。研究表明,在混凝土拌制过程中加入适量的粉煤灰和高炉炉渣可以有效地提高绿色混凝土的抗冻融性能,控制绿色混凝土中胶凝材料的用量可以提高其耐酸碱腐蚀的能力。孔隙率较大的绿色混凝土上可以生长植物,植物的根系可以穿越其孔隙后由土向四周扩展,有利于更好的紧固混凝土块层。绿色混凝土能够与环境相适应,促进人类与自然和谐共生,减少自然环境的承载能力,是混凝土未来发展的必然趋势。

3 绿色混凝土的种类及应用

3.1再生骨料混凝土的应用

若将废弃的水泥混凝土块就地回收,经破碎、清洗、分级后作为骨料再生利用全部或部分代替天然骨料配制成再生骨料混凝土,不仅可从根本上解决废弃混凝土的处理问题,还可节约天然骨料资源,缓解供求矛盾,同时还具有显著的社会经济和环保效益。目前在公路养护部门,再生骨料混凝土已经广泛地应用于路基填充、道路修补和部分对于混凝土强度要求不严格的工程中。

3.2 机敏混凝土的应用

机敏混凝土作为一种智能型的混凝土,它可以对外界的变化做出特定的响应。有一种透明的机敏混凝土材料,意大利在2010年上海世博会上就使用了这种混凝土。这种混凝土中加入了玻璃质地的成分,不仅会根据环境条件自主调节透明度,改变室内的光线条件,还能产生不同类型的颜色变化。这种混凝土的水泥基材料中加入适量的短切碳纤维,这种碳纤维可以让混凝土产生热电效应,进而监控室内温度变化,控制和调节馆内温度。

3.3功能型混凝土

3.3.1碾压混凝土

用振动碾压混凝土,在混凝土未硬化的时候拌合物必须经受起碾压,在振捣的过程中混凝土必须足够的干,以阻止振动碾压下沉;同时又要足够的湿,使得砂浆在搅拌的过程中分散均匀。碾压混凝土相比较大体积混凝土有很多的优势,如水泥用量低,可以加入较多的矿物掺合料到混凝土中,使混凝土温升速率变慢;模板成本低,采用分层浇筑的方式;在混凝土运输、搅拌、振实费用较低;施工工期短。在整个施工方法上,碾压混凝土是连续性的,需要在同一时间浇筑完一个水平层,为此摊铺层的厚度是至关重要的,厚度太薄,会使浇筑强度低,失去了碾压混凝土的优势;摊铺厚度过厚,会导致水平间隙大,降低结构的强度及耐久性,正常情况下摊铺厚度一般为0.3m,通常在新的一个面层摊铺前会使用特殊的高稠度垫层砂浆,可以有效地减少冷缝的生成。

3.3.2透水混凝土

采用一种特殊的设计使得混凝土具有较大的孔隙体积,空隙体积在10%~35%。混凝土配合比设计中采用去除细骨料的方式使混凝土硬化后具有多孔结构,这种混凝土也称为多孔混凝土。由于具有较高的孔隙率,使得它对于一些流体是可以渗透的,但是整体强度较低。透水混凝土相比普通混凝土,使用透水混凝土作为路面材料的优势有三大类:安全性、环境友好性、经济优势。安全性,透水混凝土中含有较多的空隙具有高度的渗透性,能够将下雨天路面上的积水通过混凝土排出而不会使路面出现过度积水。由于透水混凝土的骨料主要由粗骨料构成,表面较为粗糙,增大路面的摩擦力,防止在雨雪天气车辆出现大规模的行驶滑移,降低了交通事故的风险。环境友好性是指透水混凝土用在路面有助于保持地下水位,它的渗透性及相对明亮的外观能够有效地减少城市的热岛效应,城市的灌溉水比重会因此下降,使得地表水及时地储存到土壤中,有利于周围植被的生长。

4 绿色混凝土的应用现状和发展方向

要想保证绿色混凝土在工程建设中充分发挥作用,必须要结合工程实际情况选择合适种类的绿色混凝土,同时加强对施工流程的监督和控制,防止违规操作的发生,这样才能使工程质量达到预期的设计要求,工程效益也能得到进一步提高。目前,我国在铁路等建设中已经应用了绿色高性能混凝土,例如京沪铁路、核电站等,无论从高层建筑物还是桥梁建设方面,对绿色高性能混凝土的使用也越来越多,又如高层建筑底部柱子和剪力墙、预应力混凝土制品。部分公路已经开始应用再生骨料混凝土,比如合宁高速公路。植被混凝土被广泛应用于修筑河坝护堤、公园路面、景观墙体和屋顶等工程中。透水混凝土应用于公园路面、城市人行道路面及各种体育场地的路面建设。机敏型混凝土主要是在大型土木设施、桥梁等监测与损伤评估、抗地震和台风等方面。随着绿色混凝土的需求逐渐变大,未来在防护工程、隧道、矿井等地下工程、高架结构、水工结构、保险库等方面领域的应用也会越来越广。再生骨料混凝土不仅能够节约自然资源,还有很好的经济效益和环保效益,就地利用路面废弃混凝土配置再生混凝土应用于道路工程方面,将是再生骨料混凝土的应用方向之一。环保型混凝土不仅能够满足结构材料的要求,还能够在一定程度上减少给环境带来的负荷和影响,符合我国的可持续发展战略,将是我国混凝土的主要发展方向。机敏型混凝土将在一些室内环境湿度要求较高的建筑物中广泛应用,如博物馆、图书馆、档案室等。

结 语 

随着社会经济的不断发展进步,人类环保意识也不断觉醒,尤其是在可持续发展理念影响下,绿色的概念走入了各行各业,在建筑行业,对建筑材料的绿色化研究也越来越深入。近年来,混凝土的绿色化备受关注,“绿水青山就是金山银山”,生态保护、可持续发展是未来各行各业发展的重要指导思想,混凝土行业的绿色转型也相当迫切,且具有良好的绿色发展前景,绿色化在时代潮流的推动下势必会蓬勃发展。

参考文献

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