淺論水泥砼如何向綠色建材轉化

張宏軍

【摘 要】當前，人類已進入要想繼續發展社會經濟，必須珍惜自然資源和加強生態環境保護的時代；對砼的配制工藝，必須重視其對環境和人類自身的嚴重威脅，加速其向綠色建材轉化。

【關鍵詞】水泥砼；自然資源；生態環境；綠色建材

長期以來，以致在今后相當長的時期內，水泥砼一直是各類工程上最主要的結構材料；我國是水泥和砼生產和應用最多的國家，據2002年統計，我國水泥年產量和砼每年用量分別為7.25億噸和10多億m3，分別約占世界水泥總產量的40%和世界砼總用量的1/3。水泥和砼的大量生產，從原料的開采、加工、制造，到配制、施工，以及在使用中和進入廢棄階段，都需要消耗大量資源、能源和造成對自然環境的破壞，這是我們必須面對的現實。當前，人類已進入要想繼續發展社會經濟，必須珍惜自然資源和加強生態環境保護的時代；對在工程建設中占據重要地位、用量巨大的砼材料，必須重視其對自然環境及人類自身生存條件的嚴重威脅，加速其向綠色建材轉化的進程。為此，近代砼應在以下幾方面努力向綠色建材轉化。

1 節約自然資源和利用工業廢料

砼是以水泥作為膠凝材料的，而生產水泥要以粘土和石灰石為主要原料，占砼體積70%以上的骨料，主要是天然砂石；統計資料表明，我國水泥生產每年需用石灰石約6億噸，粘土原料約1.2億噸，而按年用量10億m3計的砼，其骨料如均采用天然砂、石估算，則每年需要20多億噸砂石料，如此開采大量的自然資源，必將給生態環境造成嚴重負擔和破壞；為此，水泥生產和砼配制必須盡可能節約和有效利用自然資源。從另方面來看，各種工業廢渣和廢舊砼、建筑垃圾的大量排放、堆積，不僅擠占了大量可利用的土地和污染環境，還無端丟棄了其中無數可再生利用的各種寶貴資源；其實，各種工業廢渣和廢舊砼、建筑垃圾的再生利用，把它們用來生產各種建筑材料應是最佳途徑和最優方案。

1.1 水泥原料的代用和節約途徑

（1）以工業廢棄物代替礦物資源。大量利用各種工業廢棄物制造水泥，如煤矸石、粉煤灰、磷石膏、電石渣等，以及生活垃圾、河道淤泥等。據統計，目前我國水泥的原料中至少有1/5是以各種工業廢棄物來代替的。（2）大力發展摻加混合材料的水泥。目前我國水泥中加入工業廢渣類混合材料的，約占水泥總產量的20%；現正進一步開發新的混合材料，擴大混合材料水泥的品種，如以粉煤灰、石灰石微粉、礦渣粉做混合材料的復合水泥及生產各種高摻量礦粉的混合水泥等。（3）積極研制生態水泥。以處理工業廢棄物和生活垃圾為目的，積極研發生產生態水泥，是國家產業技術政策中對建材工業提出的一項重要內容之一，這對于節約天然資源、保護生態環境和治理污染具有重大意義。

1.2 拌制砼的原材料的革新

（1）骨料應另辟蹊徑。利用工業廢渣、建筑垃圾、生活垃圾等為原料，生產人造骨料，包括輕質的和堅實的骨料；利用積存的尾礦，加工成人工砂，已在新修訂的《建筑用砂》中納入人工砂的有關內容；特細砂配制砼的研究也已取得卓著成果；海砂的凈化處理和工業化生產已經有不少生產廠家；對于廢棄砼和建筑垃圾的科學處理，以取得再生骨料更是指日可待。（2）充分發揮各種化學外加劑的效能。外加劑已是近代砼必不可少的重要組分，對于砼的改性和使環境協調化起到十分關鍵的作用。隨著砼工程的持續發展，施工工藝的不斷更新，以及砼綠色化進程的加快，對外加劑提出了非氯、非堿、無害、低摻量和多功能等更高要求，因此，新一代砼外加劑如氨基磺酸系高效減水劑、緩凝高效減水劑、低摻量的膨脹劑、有機類防凍劑等，關鍵在于提高外加劑的應用技術水平，合理使用、擴大使用面，才能充分發揮它們的效能。（3）利用工業廢渣作為摻合料。科學地大量使用摻合料，可節省水泥和改善砼性能，有效減輕水泥生產對生態環境產生的壓力，尤其是消除工業廢渣所造成的污染。隨著綠色高性能砼的開發利用，砼中加入摻合料的理論和實踐已進入新階段，如高摻量粉煤灰砼中粉煤灰的摻量：用于碾壓砼壩可高達70%，用于高強結構砼為51～56%。

1.3 努力發展高性能砼

高性能砼對于砼綠色化有以下三個主要貢獻，應認真研究、努力推廣應用。（1）能延長結構的使用壽命。高性能、長壽命，是當今綠色建材研究的目標之一，如將重要砼建（構）筑物的安全使用壽命從習慣的50年增至100年，就能成倍地省下維修、拆除、重建等各種消耗，大量節約了資源、能源和降低對環境的污染。（2）可消納大量工業廢渣。高性能砼以大量的工業廢渣作為摻合料可盡可能多地節省水泥，并獲得各項優良性能；如用磨細礦渣作摻合料，可代替水泥熟料50～80%，配制的砼具有高性能。由此可見，發展高性能砼，不僅能大量消納工業廢渣和節省水泥，雙重地減輕對環境的污染，還能節省天然資源。（3）促進砼的工業化生產。高性能砼的配制和施工必須采用近代的設備、施工工藝和質量管理來完成，徹底改變了過去那種手工操作、勞動條件惡劣、污染嚴重等狀況，加快了建筑工業化進程。

2 降低能耗和清潔生產

水泥生產具有能耗高、污染大的特點，而砼骨料的開采、加工和運輸，砼的拌制、澆筑及預制品的養護等又都在大量消耗各種能源和形成對環境的污染；許多城鎮中星羅棋布的施工現場拌制砼，就是城鎮揚塵和噪聲的主要污染源。為此，水泥生產和砼配制必須大力節省能源和降低污染。

2.1 水泥生產的節能與環保

（1）發展干法生產技術：建立和發展以新型干法窯為主體的現代水泥生產技術裝備體系，可大幅度降低能耗、減少污染物排放，同時還可提高產品質量，這已被確立為我國水泥工業發展的重點內容，目前國內正在總結、完善日產4000噸的新型干法生產線，對于日產5000～8000噸的正著力發展，日產1萬噸的正加緊攻關。（2）采用高新粉磨系統和環保裝備：采用高效節能粉磨系統可大幅度降低電耗，采用高效除塵技術、煙氣脫硫技術等，可基本解決粉塵排放和噪聲污染問題。⑶研制新型高性能水泥。12年前研制成功的高貝利特水泥系高性能水泥，其性能和工業化水平均居國際領先地位，具有節省資源、能耗和降低污染的顯著效果，其最大特點是高強度、高耐久性和低環境污染。

2.2 砼配制與施工的節能和環保

（1）攪拌的改進：更新攪拌設備，以降低能耗和提高效率并減少粉塵飛揚；采用集中攪拌、攪拌運輸車運送，可節省電能、減少揚塵和噪聲及對施工現場的污染。（2）采用泵送技術，可消除遺撒、減少噪聲、提高澆筑質量；采用高流態砼還可免除振搗產生的噪聲。（3）現場養護采用養護劑，可顯著提高砼質量、節約大量水資源；冬期施工采用加防凍劑砼，可節省加熱養護的能耗。

2.3 推廣預拌砼技術

預拌砼是在專業廠嚴格的工藝和管理條件下配制出來、運送到施工現場進行澆筑的砼，又稱為商品砼；采用預拌砼有利于專業化管理，產品質量穩定可靠，材料消耗少、生產效率高，尤其在改善勞動條件、節省資源和能源、減少城鎮污染等方面成效顯著，從而加快砼的綠化進程。

3 倡導使用再生砼

任何建筑材料進入廢棄階段時均應具有可回收利用性，才符合生態平衡的要求，用量巨大的砼材料尤應如此。因使用期滿或發展需要，對舊建（構）筑物需要拆除；砼制品廠、商品砼生產廠積存的大量廢棄物；新建和裝修后現場留下的建筑垃圾等，對這些廢棄砼如何處置，正成為近代砼技術中必須解決的問題。處置廢棄砼的最好途徑莫過于循環使用，即開展再生砼研究和應用。為此，各地應盡快建立回收利用廢舊砼的工廠，以專門的設備和方法將它們解體、篩分，再配制成再生砼用于相應的工程部位。

[責任編輯：鄧麗麗]