綠色高性能混凝土與建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展

孔文瓊 張瑜都

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 渭南 714000）

0 前言

在所有建筑材料之中，水泥是最基礎(chǔ)的材料，并且其對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境有著極大的影響。因?yàn)閭鹘y(tǒng)水泥生產(chǎn)方式會(huì)產(chǎn)生極高的碳排放量，會(huì)帶來較大的環(huán)境壓力。為了遵循國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，水泥產(chǎn)業(yè)要向低效能、低碳化以及低耗能方向發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)綠色高性能混凝土更好的發(fā)展，推動(dòng)建筑工程材料創(chuàng)新。

1 可持續(xù)發(fā)展闡述

科技水平的提升，不僅提高了社會(huì)生產(chǎn)力，同時(shí)還使人們創(chuàng)造出了更多的物質(zhì)財(cái)富，加快了社會(huì)文明的推進(jìn)速度。但是在此過程中，也出現(xiàn)了人口爆炸、環(huán)境污染以及資源消耗等問題，致使生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞，為此人們開始重視可持續(xù)發(fā)展的作用。在1992年，聯(lián)合國(guó)召開環(huán)境發(fā)展大會(huì)提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是當(dāng)下環(huán)境發(fā)展的核心內(nèi)容。在1994年，我國(guó)將可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略當(dāng)作長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

所謂的可持續(xù)發(fā)展就是要在滿足當(dāng)代人們需求的同時(shí)，不會(huì)損害后代人需求的一種發(fā)展期望，換句話說就是要做到經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)、環(huán)境以及人口等協(xié)調(diào)發(fā)展，既能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又可以保護(hù)自然資源及環(huán)境不遭到破壞，進(jìn)而保證子孫后代可以安居樂業(yè)、永續(xù)發(fā)展。

2 建筑工程材料及其可持續(xù)發(fā)展

2.1 工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)

可持續(xù)發(fā)展時(shí)我國(guó)現(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要戰(zhàn)略，此戰(zhàn)略要求在發(fā)展經(jīng)濟(jì)時(shí)要保持經(jīng)濟(jì)、資源、社會(huì)等多方面協(xié)調(diào)發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)上，存在著五個(gè)發(fā)展目標(biāo)[1]。第一，要提升自然資源及能源的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)最大限度的利用；第二，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)保持低能耗、低消耗狀態(tài)；第三，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，保持生態(tài)平衡，減少或是消除環(huán)境污染；第四，減少各種工業(yè)廢水、廢氣等產(chǎn)生量與排放量；第五，構(gòu)建生態(tài)工業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部環(huán)保循環(huán)作業(yè)，在達(dá)到三廢自凈的同時(shí)，建立起多行業(yè)仿生群樂體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無廢生產(chǎn)，保持生態(tài)系統(tǒng)平衡。

2.2 建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展

建筑業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中居于第三位，在工業(yè)生產(chǎn)中所消耗的鋼材、木材以及水泥占全國(guó)總消耗量分別為25%、22%、70%。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，化學(xué)建材得到了快速地發(fā)展，已成為我國(guó)第四大建材。因?yàn)槲覈?guó)依舊處于發(fā)展階段，正由農(nóng)業(yè)大國(guó)過渡為工業(yè)大國(guó)，所以在往后建設(shè)中，我國(guó)不僅要解決城市化引發(fā)的人口遷移上的住房問題、城鎮(zhèn)建設(shè)問題，同時(shí)還要解決城市交通以及大型設(shè)施建設(shè)等多種問題，此些問題的存在必定會(huì)增加建筑材料的使用量，推動(dòng)建筑工程材料的發(fā)展。

水泥混凝土是建筑工程中使用最多的一種材料，并且其具有 170多年的發(fā)展歷史，從很大程度上看，水泥混凝土的出現(xiàn)，改變了秦磚漢瓦的房屋建設(shè)方式。在這100多年間內(nèi)，利用水泥混凝土作為主要材料的建筑物能夠反映出不同時(shí)代、不同地域的建筑風(fēng)格及水平，同時(shí)還能夠反映出其文化歷史背景。

當(dāng)今，混凝土已被用于各種工程領(lǐng)域之中，比如：市政、水利、核工業(yè)以及橋梁等，并且其作用與功效是其他材料無可比擬的。它之所以可以得到更多施工企業(yè)的應(yīng)用，是因?yàn)榕c鋼材、木材等材料相比，混凝土的使用范圍更廣、成型幾率大、性能穩(wěn)定，而且價(jià)格低、耐久性高，并且其能夠高效運(yùn)用到工業(yè)廢料之中，屬于一種節(jié)能性材料。按照相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，混凝土每噸所消耗的能量是磚塊的鋼材的玻璃的鋁制材料的所以將其歸為節(jié)能材料無可非議。但是在水泥混凝土應(yīng)用及發(fā)展過程中，其也為人類社會(huì)帶來了巨大的破壞作用，人們開始意識(shí)到無節(jié)制的使用自然資源與能源，會(huì)引發(fā)社會(huì)發(fā)展危機(jī)。若想要促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步，一定要在自然資源與能源的使用予以長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，實(shí)現(xiàn)資源與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)社會(huì)長(zhǎng)治久安。對(duì)于混凝土材料的可持續(xù)發(fā)展而言，不僅要建立起高性能概念，同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)并深化綠色概念，形成綠色高性能混凝土。

3 綠色高性能混凝土及其可持續(xù)發(fā)展

3.1 綠色高性能混凝土的要求

綠色高性能混凝土的概念最先被吳忠偉教授所提出，此類型混凝土不僅需要具備高強(qiáng)的耐久性與強(qiáng)度等，還要注重其綠色含量，真正的綠色混凝土需要達(dá)到以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：

第一，此類型混凝土必須使用綠色水泥；在開采砂石時(shí)要有序進(jìn)行，不可破壞環(huán)境，使用碎石破碎的石屑來代替天然砂石。

第二，要控制好水泥用量，以此減少水泥中的CO2與SO2含量，避免出現(xiàn)因大量排放此些氣體造成溫室效應(yīng)加劇的局面以及形成酸雨的后果，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

第三，在水泥中摻加合理量的已經(jīng)處理過的工業(yè)廢渣，比如：稻殼灰、粉煤灰以及細(xì)礦渣等，將其當(dāng)作活性料摻入其中，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約水泥，提高混凝土耐性以及保護(hù)環(huán)境的發(fā)展目標(biāo)。

第四，要使用工業(yè)廢液，特別是造紙廠生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的黑色紙漿，可以將其作為原料，制造出減水劑，并在此之上研發(fā)出其他種類的外加劑。

第五，要發(fā)揮高性能混凝土的功效，以增加強(qiáng)度的方式來減少其結(jié)構(gòu)體積，進(jìn)而減少混凝土的使用量，達(dá)到節(jié)約砂、石的目的；通過改良施工技術(shù)，降低澆筑密實(shí)的能耗，以此減少噪音污染；通過提高混凝土的耐久性，可以延長(zhǎng)建筑的使用壽命，從而減少維修次數(shù)及重建費(fèi)用，有利于節(jié)約施工原料[2]。

第六，要對(duì)混凝土進(jìn)行集中攪拌，對(duì)于混凝土產(chǎn)生的廢水、廢料以及粉塵要做到循環(huán)使用，做到無廢生產(chǎn)。

第七，要對(duì)已拆除的建筑物所產(chǎn)生的混凝土循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)混凝土的再生。

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使用及設(shè)計(jì)上會(huì)涉及到眾多部門與環(huán)節(jié)。在此系統(tǒng)中，若是只調(diào)整其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是不足夠的，若想實(shí)現(xiàn)真正的綠色化生產(chǎn)需要做到以下幾點(diǎn)：

首先，加大研發(fā)力度，同時(shí)要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定以及工程設(shè)計(jì)等方面的環(huán)保意識(shí)，大力宣傳綠色節(jié)能概念，以此轉(zhuǎn)變相關(guān)科研人員的生產(chǎn)關(guān)鍵，對(duì)現(xiàn)存立窯進(jìn)行創(chuàng)新，以燃料、工業(yè)廢渣、廢棄的循環(huán)使用等作為突破口，生產(chǎn)出綠色化且高質(zhì)量的水泥。

其次，設(shè)計(jì)人員要對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行創(chuàng)新，大膽的在混凝土中摻加復(fù)合活性料；研究人員要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢渣循環(huán)利用的方法研究，從而使廢渣的活性得到充分的利用。

然后，要研發(fā)出適合摻入混凝土中的具有較高性能的外加劑，以此減少混合材料對(duì)混凝土性能所產(chǎn)生的不利影響，比如：早期強(qiáng)度低或強(qiáng)度發(fā)展慢；還要研究出多種活性材料或外加劑和礦物成分之間產(chǎn)生超疊加效應(yīng)，進(jìn)而在實(shí)際施工過程中，能夠按照實(shí)際施工材料設(shè)計(jì)出最佳建造方案。

最后，要對(duì)目前城市在改造時(shí)產(chǎn)生的大量舊混凝土構(gòu)件，研制出一套較為完備且切實(shí)可行的破碎、配制等方法，加強(qiáng)對(duì)廢料的循環(huán)利用，將其用在強(qiáng)度要求低的混凝土路面或地坪工程中。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，高性能混凝土已經(jīng)被廣泛用于不同類型的建筑工程之中，若想提升其使用效率與作用，就要使其向綠色化方向轉(zhuǎn)變。隨著人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)與自然資源保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，綠色高性能混凝土在未來會(huì)成為不同建筑工程中的主要材料，同時(shí)這也是實(shí)現(xiàn)建筑工程材料的可持續(xù)發(fā)展要求，及必然選擇。