绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展.ppt

绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展高分子12-02梁伟摘要绿色高性能混凝土是混凝土作为建筑工程材料走可持续发展之路的必然方向。本文着重讨论了绿色高性能混凝土的涵义，开发使用绿色高性能混凝土在保护环境、节约能源和资源等方面的社会意义，以及绿色高性能混凝土对原材料的要求和发展绿色高性能混凝土尚需进行的工作。建筑工程材料的可持续发展 可持续发展是社会经济发展的根本性战略，它要求在大力发展经济的同时，要解决好经济、环境、资源、人口和社会等的协调性。在工业生产领域，其具体目标主要着重于五大方面：a.最大限度地综合利用自然资源和能源；b.尽可能地提高生产效率，降低能耗，降低各项消耗；c.极力保护环境，维护生态平衡，消除或尽量减少环境污染；d.消除或最低限度地产生废渣、废料、废水、废气；e.组织无废生产，实现生态工业系统，在各工业部门完成环保内循环和三废自净的基础上，建立跨行业的区域性仿生群乐体，解决全社会的环保和生态平衡系统问题。我国建筑业是一个非常大的产业，在国民经济五个生产部门中据第三位。建筑业所耗用的钢材、水泥和木材分别约占全国总耗用量的25、70和22，化学建材作为新型建材正异军突起，成为第四大建材。我国正处于发展时期，正从一个农业大国向工业国家转变，今后若干我们都将致力于解决逐步城市化人口的住房问题和大量的城镇建设问题，还将面临城市交通、城市大型公用设施和国家重点建设工程等重大项目。任务之重,必将加大对建筑工程材料的需求量和加速推动建筑工程材料工业的发展。绿色高性能混凝土对其它原材料的要求 绿色高性能混凝土除了对水泥的“绿色”含量要求很高外,对活性掺合料、集料、外加剂和拌和水的质量都将提出严格的要求，以改变过去那种材料使用过程中无序的状态和人为的浪费，以及消除微量的、不易被人所察觉但的确对人体健康造成一定危害的物质的存在，随着科技的发展，这些要求都将逐步被量化而使具体控制有所依据。发展绿色水泥应采取的几个措施1）进一步开拓原材料资源，加大原材料资源的地质勘探工作的力度，摸清原料资源的储量、品位、分布情况，在此同时，还要研究开发除石灰石和粘土以外的其它钙质和硅质原料 2）尽一切技术力量节约水泥生产中的能耗。每生产1吨水泥熟料，我国目前平均消耗152Kg标准煤，而世界先进水平为105Kg。如果我们的节能技术提高到世界先进水平，按年产3亿吨水泥熟料计算，则每年仅水泥生产中就可节约标准煤470万吨。实现这一目标，必须创建新型干法生产线，提高煤炭利用效率并完善现有的粉磨设备6。发展绿色水泥应采取的几个措施 4）更严格地限制粉尘的排放。我国目前水泥工业控制粉尘排放量的水平相当低，只相当于发达国家五、六十年代的水平，情况十分令人担忧。应尽快加以改造，安装袋式收尘器或电收尘器，将粉尘排放量降低到50mg/m3以下甚至接近于零。5）大力推广散装水泥。以散装形式运输和储备水泥是工业和建设大规模化后水泥工业发展的必然趋势，散装水泥可以避免使用包装纸袋或塑料袋，因而，防止了水泥袋拆用后造成的废弃物对环境的二次污染；采用散装水泥同时也为混凝土生产中采用机械化自动上料、自动称量，减少浪费和污染提供了一定保证。我国目前散装水泥仅占当年水泥总产量的15左右，而水泥工业发达国家已达到90左右，我们在这方面是十分落后的。开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作绿色高性能混凝土材料的设计、施工和应用涉及到许多部门，许多环节。在这样一个大系统中，只注重对水泥产业结构进行调整，实现“绿色化”生产一个环节是远远不够的。因此亟待开展以下工作：首先要加强混凝土科研开发、标准制定、工程设计、施工人员等的环保节能意识，加大绿色概念的宣传力度。从而使混凝土科研人员加强研究；水泥生产企业尽快转化观念，在现存立窑的基础上加快窑体改型，从燃料、收尘、工业废渣利用、废气循环利用等几个方面找突破口，生产出绿色含量高的品种齐全、质量上乘的水泥，这是搞绿色高性能混凝土在原材料方面的重要保证之一。其次，工程设计人员应更新传统的混凝土设计方法，敢于在重大工程中掺用活性混合材料；施工人员要提高质量意识，严格施工。开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 第三，要研究出对工业废渣行之有效的加工方法、加工设备，以期充分利用工业废渣的活性。第四，对纸浆黑色废液进行加工处理，开发以纸浆废液为主要原材料的普通减水剂和高效减水剂。长期以来，黑色的纸浆废液一直是导致我国长江、黄河流域以及其它河道水质污染的“元凶”7。我国大约有9000多家造纸厂，每年产生的黑色废液大约有3090亿吨，绝大多数厂家都把未经处理的废液直接排放到江河中，造成的污染十分惊人竟占我国所有化工污染的1/4！应用纸浆废液来制取混凝土减水剂不仅可以生产价廉的产品，节省减水剂生产中所使用的工业萘，最重要的是可以帮助造纸厂处理废液，减少废液对环境、工农业生产以及人身健康造成的巨大危机开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作。第六，研究和制定绿色高性能混凝土的质量控制方法、验收标准等。绿色高性能混凝土都要求掺加活性混合材。众所周知，象粉煤灰、磨细矿渣等掺入混凝土中，混凝土的强度发展较慢，但后期强度却能够提高很多，一般掺活性混合材的混凝土其强度在28天后到三个月这期间增长幅度相当大，一年后，仍会继续增长，当活性混合材掺量较大（如3050，甚至70）时，这种效应更加明显，也即，活性混合材对混凝土强度的贡献主要在后期。如果仍沿用普通混凝土质量控制方法和验收标准，即以28天抗压强度来衡量混凝土的质量，则是不符合实际情况的，势必要造成强度和材料的严重浪费，这与混凝土“绿色化”的真正目的是背道而驰的。另外，绿色高性能混凝土要求混凝土具有较高耐久性，以延长结构使用寿命，对混凝土质量评定的传统和现行的标准只考虑强度，而对耐久性指标一般不予考虑，希望新标准增加耐久性指标这一项。开发研制和应用绿色高性能混凝土尚需进行的工作 第七，研究一种或多种活性混合材和外加剂与水泥矿物成分的超叠加效应，以便针对具体材料提出最佳设计方案。最后，针对当前城市改造过程中大量拆除的旧结构物混凝土，研究一整套破碎、分级技术，研究出用废旧混凝土颗粒作为集料配制混凝土的切实可行的方法，循环利用，搞再生混凝土，用来浇筑强度要求相对比较低的地坪、中低等级混凝土路面等工程。