绿色混凝土的发展及应用
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绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向摘要:随着我国“以绿色为主”的发展战略,“以绿色为主”的新型高效混凝土也越来越受到建筑业的重视。
由于它具有绿色环保和耐久性好等优点,因此受到了众多建筑界的广泛关注,并已成为混凝土材料的发展趋势。
因此,文章从绿色高效混凝土的特点和优化设计出发,阐述了其在实际工程中的应用,以期为今后的发展提供借鉴。
关键词:绿色;高性能混凝土;混凝土;发展方向引言在施工过程中,水泥是非常关键的组成部分,起到了非常关键的作用。
但是,它的实施也带来了诸如“环保”等不利因素。
因此,能否更好的使用混凝土,关键是能否成为一种环保的建筑材料,能否实现可持续发展。
从这一点可以看出,绿色混凝土材料的环保化将是今后混凝土的重要发展趋势。
一、绿色高性能混凝土的特征绿色高效混凝土(CHPC)具有以下特点:一是能够节约大量的熟料水泥,减少环境污染,实现了环保目的。
水泥是混凝土的一种,使用绿色水泥能够替代水泥熟料,并降低二氧化碳、一氧化碳等多种气体的排放量,从而降低能耗。
第二,利用废弃的矿渣,例如粉碎的钢渣,作为有效的混合材料,减少了水泥的用量,既能提高混凝土的耐用性,又能保护周围的环境。
第三,利用先进的制造技术,最大限度地利用建筑废弃物,将其转化为可循环利用的水泥碎石。
第四,充分利用高强度混凝土的作用,通过对构造区域或容积的调控,达到节省混凝土用量的目的。
通过提高混凝土的耐用性,使结构的承受力更加强大。
二、绿色高性能混凝土的优化设计随着我国“绿色环保”的发展,建筑业也必须紧跟潮流,进行建材的绿色设计,而水泥基建材又是建材的一个重要组成部分,因此,加强对水泥基建材的绿色高效建材的优化,是促进建筑业可持续发展的一个重要方面。
(一)CHPC材料来源如何选择合适的原料,合理的配合比例,使之满足实际使用的需要,是非常重要的。
在中国,建筑产业正处于高速发展时期,拆除老建筑,新建筑已成为大势所趋。
而在这个过程中,必然会有大量的建筑废弃物被排放出来,这些废弃物不仅消耗大量的能源,而且还会对周围的生态环境带来严重的损害。
绿色混凝土的研究和应用现状及发展趋势绿色混凝土是一种以可再生材料和环保成分为主要原料的建筑材料,由于其环保性和可持续性特点,受到了越来越多的关注和研究。
本文将探讨绿色混凝土的研究和应用现状,并展望其未来的发展趋势。
绿色混凝土的研究已经取得了一定的成果。
在原材料方面,研究人员通过替代传统的水泥和骨料,使用废弃物和再生资源作为替代材料,如粉煤灰、矿渣粉、废弃混凝土等。
这些替代材料不仅降低了对有限资源的依赖,还减少了环境污染。
同时,研究人员还通过改变混凝土的配比和添加剂,优化了其力学性能和耐久性,提升了绿色混凝土的工程应用价值。
绿色混凝土的应用也在不断拓展。
在建筑领域,绿色混凝土得到了广泛应用。
例如,可以用于制作绿色墙体材料、隔热材料和抗震材料,提高建筑物的节能性能和抗灾能力。
此外,绿色混凝土还可以用于城市道路、桥梁和隧道等基础设施建设,提高其耐久性和减少维护成本。
此外,绿色混凝土还可以用于水处理、环境修复和废物处理等领域,发挥重要作用。
然而,绿色混凝土的发展仍面临一些挑战。
首先,绿色混凝土的成本相对较高,这限制了其在市场上的推广和应用。
因此,需要进一步降低绿色混凝土的生产成本,提高其经济性。
其次,绿色混凝土的技术标准和规范尚不完善,需要制定相关的标准和规范,以保证其质量和安全性。
同时,绿色混凝土的推广还需要政府的支持和鼓励,通过政策和经济激励措施,促进绿色混凝土的广泛应用。
展望未来,绿色混凝土有望在建筑领域发挥更大的作用。
随着人们对环境保护的重视和可持续发展理念的普及,绿色混凝土将会成为建筑材料的主流。
未来的研究将继续关注绿色混凝土的原材料和配比优化,以提高其力学性能、耐久性和可持续性。
同时,绿色混凝土的应用领域也将进一步拓展,涵盖更多的建筑和基础设施领域。
此外,绿色混凝土的标准和规范将逐步完善,为其推广和应用提供更好的保障。
绿色混凝土的研究和应用正处于快速发展的阶段。
尽管仍面临一些挑战,但其具有环保、可持续和经济等优势,有望在未来广泛应用于建筑领域。
绿色高性能混凝土材料及其应用1. 引言1.1 绿色高性能混凝土材料及其应用的背景绿色高性能混凝土是一种以环保、节能、高性能为特点的新型建筑材料,相比传统混凝土具有更好的性能和更广泛的应用范围。
随着全球环境保护意识的增强和建筑行业的发展,绿色高性能混凝土逐渐受到人们的关注和青睐。
绿色高性能混凝土的背景主要包括以下几个方面:其一,随着人口增长和城市化进程加快,建筑业的发展对资源和环境的压力越来越大,传统的混凝土在生产和施工过程中耗能高、污染严重,无法满足可持续发展的要求;其二,绿色建筑理念的兴起,要求建筑材料具有更好的环保性能和更高的使用寿命;其三,随着科技的不断进步,绿色高性能混凝土材料的研究和开发也得到了迅猛发展,推动了其在工程中的广泛应用。
在这样的背景下,绿色高性能混凝土材料及其应用成为了建筑行业的一个重要研究领域,对环境保护、资源节约、建筑结构安全等方面都具有重要的意义和作用。
未来,绿色高性能混凝土将会进一步拓展其应用领域,促进建筑行业向更可持续、更环保的方向发展。
1.2 研究目的研究目的:本文旨在通过对绿色高性能混凝土材料及其应用进行系统性分析和总结,深入探讨其在建筑工程领域中的重要性和潜在应用前景。
通过对绿色高性能混凝土的特点、研究与发展状况、工程应用情况、优势与不足以及未来发展方向的详细介绍,旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考和启示,推动绿色高性能混凝土在实际工程中的广泛应用。
希望通过本文的撰写,促进绿色高性能混凝土材料的研究和开发,推动建筑行业向着更加环保、高效的方向发展,为实现生态文明建设和可持续发展目标做出贡献。
2. 正文2.1 绿色高性能混凝土的特点1. 环保:绿色高性能混凝土采用矿物掺合料替代部分水泥,减少对自然资源的消耗,同时降低生产过程中的能耗和二氧化碳排放。
这种混凝土在生产和使用过程中对环境的影响较小,符合可持续发展的理念。
2. 抗裂性能好:绿色高性能混凝土中掺入了微纤维、纳米材料等增强剂,使得混凝土的抗裂性能得到提升。
绿色高性能混凝土材料及其应用研究绿色高性能混凝土材料是近年来建筑材料行业的一项重要研究内容,随着人们对建筑材料环保性和性能要求的不断提高,绿色高性能混凝土材料的研究和应用也越来越受到关注。
本文将从绿色高性能混凝土材料的概念、特点、制备方法、应用研究等方面展开阐述。
一、概念绿色高性能混凝土材料是指在保证混凝土强度、耐久性和耐久性等性能的基础上,尽量减少对自然资源的消耗和对环境的污染,达到资源节约和环境保护的目的。
它是对传统混凝土材料的改良和创新,具有绿色环保、高性能和可持续发展的特点。
二、特点1. 绿色环保:绿色高性能混凝土材料是由可再生、可回收的材料制备而成,不会对环境造成污染,符合现代社会对建筑材料的环保要求。
2. 高性能:绿色高性能混凝土材料具有很高的强度、耐久性和抗渗透性能,能够满足现代建筑结构对材料性能的要求。
3. 可持续发展:绿色高性能混凝土材料是以可持续发展理念为指导,不仅在制备过程中尽量减少对自然资源的消耗,还能够实现在使用和维护阶段的可持续发展。
三、制备方法1. 材料选择:绿色高性能混凝土材料的制备首先要选择环保、高性能的原材料,例如优质水泥、粉煤灰、硅灰、粗骨料、细骨料等。
2. 配合比设计:通过科学合理地设计配合比,控制水灰比、胶凝材料用量、骨料种类及掺量等参数,以确保混凝土的强度、耐久性和抗渗透性能。
3. 掺合料的应用:通过添加一定比例的粉煤灰、硅灰等掺合料,可以有效改善混凝土的性能,降低对水泥的消耗,并且减少CO2的排放。
4. 新型技术的应用:利用超细粉磨技术、化学掺合剂、高性能外加剂等新型技术,可以进一步提高混凝土的强度和耐久性,缩短龄期,并且降低能耗和排放。
四、应用研究1. 道路工程:绿色高性能混凝土材料在道路工程中的应用,可以提高道路的承载能力和耐久性,减少对原材料的消耗,延长道路的使用寿命。
4. 高层建筑:绿色高性能混凝土材料在高层建筑中的应用,可以提高建筑的抗震和抗风能力,增强整体结构的稳定性和安全性。
绿色混凝土的研究和应用现状及发展趋势随着环保意识的提高和可持续发展的要求,绿色混凝土作为一种环保、节能、低碳的建筑材料逐渐受到人们的重视。
绿色混凝土是指在混凝土的生产过程中采用环保材料、技术或方法,以减少对环境和人体健康的影响,并能在使用过程中降低能耗和排放。
目前,绿色混凝土的研究方向主要包括以下几个方面:
1.混凝土材料的环保性研究:选择环保、可再生、低污染的原材料,如工业废渣、生物质、再生骨料等,以减少采矿、开采和运输对环境的影响。
2.混凝土生产工艺的改进:采用新型的生产技术和设备,优化生产过程,减少能源和水的消耗,并降低废水、废气、废渣的排放。
3.混凝土性能的提升:研究新型的混凝土配合比和掺合料,提高混凝土的强度、耐久性、隔热性等性能,以减少建筑物的能耗和维护成本。
4.混凝土施工技术的创新:采用新型的施工技术和方法,如预制构件、模块化建筑、自动化施工等,提高施工效率和质量。
绿色混凝土的应用范围也在不断扩大,目前已经广泛应用于住宅、办公楼、桥梁、隧道、地铁等领域。
未来,随着建筑行业对绿色建筑的要求越来越高,绿色混凝土的应用将会更加普及,同时也将会面临一些挑战,如成本、市场需求、技术创新等方面的问题。
因此,需要不断加强绿色混凝土的研究和推广,以满足社会可持续发展的需求。
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绿色高性能混凝土材料及其应用1. 引言1.1 背景介绍绿色高性能混凝土材料是指在混凝土的制备过程中,采用环境友好的原材料和生产工艺,以及具有较高的强度、耐久性和抗裂性能的混凝土材料。
随着环保意识的提升和建筑行业的发展,绿色高性能混凝土材料逐渐受到人们的重视和青睐。
传统的混凝土材料在生产和使用过程中往往会产生大量的二氧化碳排放、能源消耗和资源浪费,对环境造成不可忽视的影响。
而绿色高性能混凝土材料以其优良的性能和环保的特点,成为了当前建筑领域的研究热点。
其绿色性能主要体现在以下几个方面:绿色高性能混凝土材料采用可再生、环保的原材料,如粉煤灰、矿渣、粉煤灰等,降低了对自然资源的消耗;绿色高性能混凝土材料在制备过程中采用了节能降耗的生产工艺,减少了能源消耗和排放量;绿色高性能混凝土材料的强度、耐久性和抗裂性能较传统混凝土有明显提升,可延长建筑物的使用寿命,减少了维护和修复的成本。
绿色高性能混凝土材料在实际应用中具有广阔的发展前景,并将对建筑行业的可持续发展产生积极的推动作用。
1.2 研究意义绿色高性能混凝土材料具有很高的强度和耐久性,可以有效减少对自然资源的消耗,减轻环境污染,符合可持续发展的要求。
研究这种材料的意义在于推动建筑材料领域的绿色化转型,提高建筑物的抗震抗风能力,延长使用寿命,降低维护成本,同时也有利于减少碳排放,保护环境。
通过深入研究绿色高性能混凝土材料,我们可以不断改进其性能和制备工艺,推动建筑行业的可持续发展,促进环保产业的发展壮大。
绿色高性能混凝土材料的研究意义还体现在提高城市建设的节能环保水平,促进生态文明建设,为人类创造更加健康、安全、宜居的生活环境,具有重要的社会意义和科学价值。
2. 正文2.1 绿色高性能混凝土材料的特点1. 环保性:绿色高性能混凝土材料通常具有较低的碳排放量,能够有效减少对环境的污染。
其制备过程中可以采用可再生资源,减少对自然资源的消耗。
2. 高强度:绿色高性能混凝土材料不仅具有优异的耐压、耐抗裂性能,还能够提供更高的抗弯、抗拉强度,能够满足工程结构对材料强度的要求。
浅谈绿色混凝土的发展与应用摘要:绿色混凝土,指既能减少对地球环境的负荷,又能与自然生态系统协调共生,为人类构造舒适环境的混凝土材料。
综述了绿色混凝土的特征和研究领域,研究和发展绿色混凝土的必要性进行了分析,最后提出绿色混凝土的发展趋势。
绿色混凝土是混凝土的发展方向,是混凝土未来。
关键词:绿色混凝土可持续发展引言混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。
所以混凝土在土木建筑工程领域发挥着无可取代的作用与功能。
混凝土在给人们带来便利的同时,也给全球生态环境带来了巨大的挑战与危害。
混凝土消耗自然资源和能源高,破坏土地多,将造成水土流失或河流改道等严重后果,废气如CO2的排放,将造成“温室效应”,使全球气温变暖。
混凝土能否长期作为最重要的建筑结构材料,因此我们必须发展一种新型的混凝土。
它的使用能与自然生态系统协调共生,节约非再生资源、能源,同时能够提高混凝土的性能为目的。
1 绿色混凝土的概念目前,绿色混凝土还没有统一的定义。
吴中伟院士较早曾提出过绿色高性能混凝土(GHPC)的概念,并就其特征进行过论述。
混凝土能否长期作为最大宗的建筑结构材料,关键在于能否成为绿色材料,一般认为,绿色混凝土包括如下一些特征:更多地节约熟料水泥,降低能耗与环境污染; 更多地掺加工业废料为主的细掺料; 更大地发挥混凝土的高性能优势,减少水泥与混凝土的用量。
同时,吴中伟院士还提出了绿色的概念,可理解为:节约资源、能源;不破坏环境,更应有利于环境;可持续发展, 既要满足当代人的需求, 又不危害后代人满足其需要的能力。
2 绿色混凝土的研究领域2.1 绿色高性能混凝土在1997 年3 月的“高强与高性能混凝土”会议上,吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝土”的概念,并指出:“GHPC 是混凝土的发展方向,更是混凝土的未来。
”高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能,如果将高性能混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑,则成为绿色高性能混凝土(GHPC)。
绿色高性能混凝土材料及其应用研究1. 引言1.1 绿色高性能混凝土材料及其应用研究概述绿色高性能混凝土的研究主要包括其特点、组成、制备方法、在工程中的应用以及未来的发展趋势。
通过对绿色高性能混凝土材料及其应用研究的深入探讨,可以更好地了解该材料的优势和局限性,为其在工程实践中的广泛应用提供技术支持和理论指导。
随着绿色高性能混凝土技术的不断创新和完善,相信这种新型建筑材料将在未来得到更广泛的应用,为建筑行业的可持续发展做出更大的贡献。
2. 正文2.1 绿色混凝土的特点1. 环保性:绿色混凝土采用可再生资源和环境友好材料制成,减少了对自然资源的消耗,减少了对环境的污染。
比如采用粉煤灰、矿渣等替代部分水泥,降低了二氧化碳排放。
2. 耐久性:绿色混凝土经过精心设计和调配,具有较高的抗压强度、耐久性和抗渗性,可以有效延长建筑物的使用寿命。
3. 节能性:绿色混凝土在生产过程中能有效节约能源消耗,同时具有较好的保温性能和调湿性能,能够减少建筑物的能耗。
4. 健康性:绿色混凝土在制备过程中不含有有害物质,对人体和环境无害,能够提供更健康、舒适的生活环境。
5. 经济性:虽然绿色混凝土在初期投入会略高于传统混凝土,但其在使用过程中能够节省维护和修复成本,整体上更经济实用。
绿色混凝土以其环保、耐久、节能、健康和经济等特点受到广泛关注,是未来建筑材料领域的发展趋势。
2.2 绿色高性能混凝土的组成绿色高性能混凝土的组成是指该混凝土材料的原材料和配比。
绿色高性能混凝土通常由水泥、粉煤灰、矿渣粉、细沙、碎石等基本材料组成,同时还会添加一定比例的外加剂来改善混凝土的性能。
水泥是混凝土的胶凝材料,主要起到胶结作用,使混凝土各组分紧密结合。
粉煤灰和矿渣粉是常用的掺合料,它们可以提高混凝土的耐久性和抗渗性。
细沙和碎石是骨料,用于增加混凝土的强度和稳定性。
除了基本材料外,绿色高性能混凝土还可以添加一些特殊的外加剂,如高效减水剂、缓凝剂、增强剂等,以满足特殊工程要求。
混凝土材料的绿色化应用研究一、引言混凝土是建筑结构中最常用的材料之一,其使用量占据了建筑行业材料的很大比例。
然而,传统混凝土的生产和使用过程中存在着大量的环境问题,如能源消耗、二氧化碳排放等,这些问题已引起了社会的广泛关注。
因此,绿色混凝土的开发和应用已经成为了当前建筑业可持续发展的一个重要课题。
二、绿色混凝土的定义及特点1. 绿色混凝土的定义绿色混凝土是指在混凝土生产和使用过程中,尽可能减少对环境的影响,减少资源消耗,降低能耗和污染排放的混凝土。
2. 绿色混凝土的特点(1)环保性:绿色混凝土生产过程中所用原材料和生产工艺对环境影响小,且混凝土在使用过程中对环境污染较小。
(2)可持续性:绿色混凝土使用可再生材料和回收材料,能够延长混凝土的使用寿命,减少对资源的消耗。
(3)经济性:绿色混凝土的生产和使用过程中,能够节约能源和降低成本,提高了经济效益。
三、绿色混凝土的应用研究1. 绿色混凝土的原材料(1)混凝土中的水泥水泥是混凝土中最重要的原材料之一,传统水泥生产过程中会产生大量的二氧化碳,对环境造成较大的影响。
因此,开发环保型水泥成为绿色混凝土的研究热点之一。
目前,国内外研究机构已经开发出了多种环保型水泥,如高岭土烧成水泥、矿渣水泥、粉煤灰烧成水泥等。
(2)混凝土中的骨料混凝土骨料主要分为粗骨料和细骨料,传统的骨料主要来自天然砂石,采石会对环境造成一定的影响。
因此,开发可再生的混凝土骨料成为了绿色混凝土的另一个研究方向。
目前,国内外研究机构已经开发出了多种可再生的混凝土骨料,如废弃建筑物的混凝土骨料、废旧轮胎的橡胶颗粒等。
2. 绿色混凝土的生产工艺(1)高效节能的生产工艺在绿色混凝土的生产过程中,采用高效节能的生产工艺对于降低能耗和环境污染具有重要意义。
如采用节能型的混凝土搅拌机、混凝土输送泵等设备,能够大幅度降低混凝土生产过程中的能耗。
(2)混凝土的再生利用混凝土是一种可再生的建筑材料,可以通过再生利用降低混凝土生产过程中的能耗和资源消耗。
绿色高性能混凝土材料及其应用随着工业化进程的加速和城市化建设的不断推进,建筑领域对混凝土材料的需求不断增加。
传统的混凝土材料在使用过程中存在一系列问题,如高能耗、高排放、容易开裂、抗压性能差等。
绿色高性能混凝土材料的研发与应用成为了当前混凝土技术领域的热点。
绿色高性能混凝土材料是指在保证混凝土基本性能的基础上,通过改良材料组成、优化配合比和精细控制生产工艺等手段,实现混凝土材料在资源利用、能耗控制、环境保护等方面的高性能化,同时具备绿色环保的特点。
其研发的主要目标是减少对自然资源的开采、减少对环境的污染、提高建筑结构的耐久性和安全性。
绿色高性能混凝土材料是未来建筑领域的发展方向,将对建筑结构的质量、环境保护和可持续发展产生积极的影响。
从材料成分上来看,绿色高性能混凝土材料常常采用掺合料替代水泥部分,以减少对水泥的使用;利用粉煤灰、矿渣粉、硅灰等工业废弃物和资源化利用材料替代部分骨料和水泥,实现资源的再利用和减少对原材料的开采。
在配合比设计上,绿色高性能混凝土通常采用控制性能混凝土技术,通过优化水灰比、优化粒径配合和添加外加剂等手段,有效提高混凝土的性能。
通过精细控制生产工艺,确保混凝土的均质性和稳定性,从而提高混凝土的力学性能和耐久性能。
绿色高性能混凝土材料在建筑领域具有广泛的应用前景。
在住宅建筑中,绿色高性能混凝土可以应用在地基基础、墙体结构、楼板、梁柱等各个部位,提高房屋的抗震性能、耐久性能和安全性。
在桥梁和隧道工程中,绿色高性能混凝土可以应用在桥墩、桥梁、桥面板等部位,提高桥梁结构的承载能力、抗冻融性能和耐久性能。
在水利水电工程中,绿色高性能混凝土可以应用在水坝、水塔、水泵房等部位,提高水利工程的抗渗性能和抗压性能。
在电力工程中,绿色高性能混凝土可以应用在电缆沟、变电站、输电塔等部位,提高电力工程的抗风压性能和抗震性能。
除了在建筑领域的应用外,绿色高性能混凝土材料还可以应用于道路工程、港口工程、机场工程、地铁工程等各个领域,为这些基础设施的建设提供高性能、高耐久的材料保障。
绿色混凝土的发展及应用摘要:介绍了绿色建材的发展和绿色混凝土的概念,对研究和发展绿色混凝土的必要性进行了分析,着重介绍了绿色高性能混凝土、再生骨料混凝土、环保型混凝土、机敏混凝土的发展,最后提出绿色混凝土的应用开发问题。
关键词:绿色建材;绿色混凝土随着社会生产力和经济高速的发展,材料生产和使用过程中资源过度开发和废弃及其造成的环境污染和生态破坏,对社会经济的可持续发展和人类自身的生存构成严重的障碍和威胁。
坚持可持续发展,混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料,其关键在于能否成为绿色材料,绿色建材成为土木工程建设材料发展的方向。
绿色混凝土,指既能减少对地球环境的负荷,又能与自然生态系统协调共生,为人类构造舒适环境的混凝土材料,即可理解为:节约资源、能源,不破坏环境,更有利于环境。
一般说来,绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性,可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的最低排放,既能减少环境污染,又能与自然生态系统协调共生。
1绿色混凝土的基本分类绿色混凝土主要分为:绿色高性能混凝土、再生骨料混凝土、环保型混凝土及机敏型混凝土等。
1.1绿色高性能混凝土1998年吴中伟院土首次提出“绿色高性能混凝土”的概念,高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能,关于高性能混凝土的研究是当今土木工程界最热门的课题之一,如果将高性能混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑,则成为绿色高性能混凝土(GHPC)。
在1997年3月的“高强与高性能混凝土”会议上指出GHPC是混凝土的发展方向。
真正的绿色高性能混凝土应该是节能型混凝土,所使用的水泥必须为绿色水泥。
普通水泥生产过程中需要高温煅烧硅质原料和钙质原料,消耗大量的能源。
如果采用无熟料水泥或免烧水泥配制混凝土,就能显著降低能耗,达到节能的目的。
1.2再生骨料混凝土再生骨料混凝土指以废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料,加入水泥砂浆拌制的混凝土。
我国20世纪50年代所建成的混凝土工程已使用50余年,许多工程都已经损坏,随着结构的破坏,许多建筑物都需要修补或拆除,而在大量拆除建筑废料中相当一部分都是可以再生利用的,如果将拆除下来的建筑废料进行分选,制成再生混凝土骨料,用到新建筑物的重建上,不仅能够根本上解决大部分建筑废料的处理问题,同时减少运输量和天然骨料使用量。
在德国,再生混凝土主要用于公路工程,如德国的一条双层公路采用了再生骨料混凝土,该混凝土路面总厚度为26 cm,底层混凝土19cm采用再生骨料混凝土,面层7 cm采用天然骨料配制的混凝土。
为了更好地回收利用废混凝土,可将废混凝土经过特殊处理工艺制成再生骨料,用其部分或全部代替天然骨料配制成再生混凝土。
利用再生骨料配制再生混凝土是发展绿色混凝土的主要措施之一,可节省建筑原材料的消耗,保护生态环境,有利于混凝土工业的可持续发展。
但是,再生骨料与天然骨料相比,孔隙率大、吸水性强、强度低,因此再生骨料混凝土与天然骨料配置的混凝土的特性相差较大,这是应用再生骨料混凝土时需要注意的问题。
1.3环保型混凝土混凝土材料给环境带来了负面影响,如制造水泥时燃烧碳酸钙排出的二氧化碳和含硫气体,形成酸雨,产生温室效应,进而影响环境。
据调查城市噪声的三分之一来自建筑施工,其中混凝土浇捣振动噪音占主要部分。
就混凝土本身的特性来看,质地硬脆,颜色灰暗,给人以粗、硬、冷的感觉,由混凝土的构成的生活空间色彩单调,缺乏透气性,透水性,对温度,湿度的调节性能差,在城市大密度的混凝土建筑物和铺筑的道路,使城市的气温上升。
新型的混凝土不仅要满足作为结构材料的要求,还要尽量减少给地球环境带来的负荷和不良影响,能够与自然协调,与环境共生。
因此,作为人类最大量使用的建设材料,混凝土的发展方向必然使既要满足现代人的需求,又要考虑环境因素,有利于资源、能源的节省和生态平衡,环保型的混凝土成为了混凝土的主要发展方向。
1)低碱混凝土pH值在12~13,呈碱性的混凝土对用于结构物来说是有利的,具有保护钢筋不被腐蚀的作用。
但对于道路、港湾等,这种碱性不利于植物和水中生物的生长,所以开发低碱性、内部具有一定的空隙、能够提供植物根部或生物生长所必须的养分存在的空间、适应生物生长的混凝土是环保型混凝土的一个重要研究方向。
目前开发的环保型混凝土主要有多孔混凝土及植被混凝土。
多孔混凝土也称为无砂混凝土,它具有粗骨料,没有细骨料,直接用水泥作为黏结剂连接粗骨料,其透气和透水性能良好,连续空隙可以作为生物栖息繁衍的地方,而且可以降低环境负荷,是一种新型的环保材料。
植被混凝土则是以多孔混凝土为基础,然后通过在多孔混凝土内部的孔隙加入各种有机、无机的养料来为植物提供营养,并且加入了各种添加剂来改善混凝土内部性质,使得混凝土内部的环境适合植物生长,另外还在混凝土表面铺了一层混有种子的客土,提供种子早期的营养。
2)透水混凝土透水性混凝土与传统混凝土相比,透水性混凝土最大的特点是具有15%一30%的连通孔隙,具有透气性和透水性,将这种混凝土用于铺筑道路、广场、人行道等,能扩大城市的透水、透气面积,增加行人、行车的舒适性和安全性,减少交通噪声,对调节城市空气的温度和湿度、维持地下土壤的水位和生态平衡具有重要作用。
透水性混凝土使用的材料有水泥、骨料、混合材、外加剂和水,与一般混凝土基本上相同,根据用途、目的及使用场合不同,有时不使用混合材和外加剂。
反映透水性混凝土性能的指标有孔隙率、透水系数、抗压强度、抗冻融循环性和干缩等。
3)吸收分解NOx的光催化混凝土城市工业和交通的发展,会导致城市的空气的质量的下降。
燃烧燃料也会对大气环境造成严重的影响,危害最大的是NOx。
NOx(主要有NO,NO2,N2O)可引起酸雨、臭氧层破坏、温室效应及光化学烟雾等破坏地球生态环境和危害人的身体健康及其动植物的发育一系列问题。
光催化混凝土是绿色建材中的一种,它含有二氧化钛催化剂,因而具有催化剂,能氧化多数的有机和无机的污染物,尤其是工业燃烧和汽车尾气排放的NO气体,使其降解为二氧化碳和水等无害物质,起着空气净化、美化环境的作用。
1.4机敏型混凝土机敏混凝土是一种具有感知和修复性能的混凝土,是智能混凝土的初级阶段,是混凝土材料发展的高级阶段。
智能混凝土是在混凝土原有的组成基础上掺加复合智能型组分使混凝土材料具有一定的自感知、自适应和损伤自修复等智能特性的多功能材料,根据这些特性可以有效的预报混凝土材料内部的损伤,满足结构自我安全检测需要,防止混凝土结构潜在的脆性破坏,能显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。
近年来,损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土及仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的相续出现,为智能混凝土的研究和发展打下了坚实的基础。
1)自诊断智能混凝土自诊断智能混凝土具有压敏性和温敏性等性能。
普通的混凝土材料本身并不具有自感应功能,但在混凝土基材中掺入部分导电相组分制成的复合混凝土可具备自感应性能。
目前常用的导电组分可分为3类:聚合物类、碳类和金属类,而最常用的是碳类和金属类。
碳类导电组分包括石墨、碳纤维及碳黑;金属类材料则有金属微粉末、金属纤维、金属片及金属网等。
2)自调节机敏混凝土自调节机敏混凝土具有电力效应和电热效应等性能。
国外的一位混凝土专家,在1973年首先研究了力由变形产生电、电力,由电产生变形效应。
他在做水泥净浆小梁弯曲时,通过附着在梁上下表面的电极可检测到电压,且对其逆反应一电力效应进行了研究,发现梁产生弯曲变形,改变电压的方向时,弯曲的方向也发生相应的变化。
机敏混凝土的力电效应、电力效应是基于电化学理论的可逆效应,因此将电力效应应用于混凝土结构的传感和驱动时,可以在一定范围内对它们实施变形调节。
例如,对于平整度要求极高的特殊钢筋混凝土桥梁,可通过机敏混凝土的电热和电力自调节功能进行调节由于温度自重所引起的蠕变;机敏混凝土的热电效应使其可以方便的实时检测建筑物内部和周围环境温度变化,并利用电热效应在冬季控制建筑物内部环境的温度,可极大的促进智能化建筑的发展。
3)自修复机敏混凝土混凝土结构在使用过程中,大多数结构是带裂缝工作的。
含有微裂纹的混凝土在一定的环境条件下是能够自行愈合的,但自然愈合有其自身无法克服的缺陷,受混凝土的龄期、裂纹尺寸、数量和分布以及特定的环境影响较大,而且愈合期较长,通常对较晚龄期的混凝土或当混凝土裂缝宽度超过了一定的界限,混凝土的裂缝很难愈合。
国内的研究表明,掺有活性掺和料和微细有机纤维的混凝土破坏后其抗拉强度存在自愈合现象;国外研究混凝土裂缝自愈合的方法是在水泥基材料中掺入特殊的修复材料,使混凝土结构在使用过程中发生损伤时,自动利用修复材料(粘结剂)进行恢复甚至提高混凝土材料的性能。
美国伊利诺伊斯大学的研究人员采用在空心玻璃纤维中注入缩醛高分子溶液作为粘结剂,埋人混凝土中,制成具有自修复智能混凝土。
当混凝土结构在使用过程中发生损伤时,空心玻璃纤维中的粘结剂流出愈合损伤,恢复甚至提高混凝土材料的性能。
2绿色混凝土的研究和应用就如何发展绿色混凝土,许多学者提出了许多中肯的意见和建议,现归纳如下:1)加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计和施工人员等的环保意识,加大绿色概念的宣传力度,以引起混凝土工程领域各个环节的高度重视。
2)大力发展高标号熟料水泥生产,提高高标号熟料在整个熟料生产中的比重;研究改进熟料矿物组分,对传统的熟料矿物、水泥进行改性、改型发展生产能耗低的新品种,调整水泥产品结构,及发展满足配制高性能混凝土和绿色高性能混凝土要求的水泥,并在满足这一要求的前提下,尽量减少混凝土中的水泥用量;研究开发、改进、提高和发展水泥生产工艺及技术装备,采用新技术、新工艺、新装备改造淘汰落后技术和装备,以提高水泥质量,达到节能、节约资源的目的。
3)大力发展人造骨料,特别是利用工业固体废弃物粉煤灰、煤矸石生产制造轻骨料;积极利用城市固体垃圾,特别是拆除的旧建筑物和构筑物的废弃物混凝土、砖、瓦及废物,以其代替天然砂石料,减少砂石料的消耗。
4)更新传统的混凝土设计方法,提高施工质量意识,严格施工,以保证混凝土的施工质量。
5)研究和制定绿色高性能混凝土的设计规程、质量控制方法、验收标准、施工工艺等。
6)加强对绿色高性能混凝土配套技术的研究开发,使之向理想化发展,并使其适合于各种应用场合,扩大其应用范围。
着重解决高性能混凝土和绿色高性能混凝土由于低水胶比引起的自收缩问题、进一步水化造成的裂纹问题、由于高强度带来的脆性问题等。
7)制定有关国家法律、政策,以保护和鼓励使用绿色高性能混凝土。
8)成立有关绿色高性能混凝土专门的研究、开发、推广、质量检验和控制的机构。
9)加强水泥混凝土行业与其它行业部门的协调,减少推广应用高性能混凝土和绿色高性能混凝土的阻力。