绿色高性能混凝土简述

2024-07-03

绿色高性能混凝土简述（精选3篇）

绿色高性能混凝土简述第1篇

1 绿色高性能混凝土的定义

绿色高性能混凝土是近年来迅速发展起来的一种新型的混凝土材料,其设计和制备的理念考虑到节能环保和可持续发展等诸多因素。在国内,吴中伟院士最早对其概念作了阐述,他认为:传统混凝土未来应该是向着绿色高性能混凝土发展。大量学者研究认为绿色高性能混凝土应符合以下几个方面:

(1)选用符合国家标准的绿色水泥,尽量减少砂、石开采过程中对环境的破坏,减水剂尽可能以工业废液改性制造或在此基础上研制其他复合外加剂;

(2)尽量少用水泥熟料,减少环境污染,同时也能大量地降低能耗,并掺加更多以工业废渣为主的活性掺合料,可改善混凝土的耐久性;

(3)使高性能混凝土优势得到充分发挥,减少水泥和混凝土用量,达到节约资源、改善环境目的;

(4)对废弃混凝土进行重新循环利用,发展再生混凝土。

2 绿色高性能混凝土的研究现状

2.1 国外研究现状

国外对用细掺料代替水泥熟料进行了大量的研究。日本研究者用磨细矿渣代替50%水泥熟料,使得高性能混凝土的流动性、耐久性及强度均有提高。英国研究者用不同细度磨细矿渣替代水泥熟料得到了60MPa～110MPa的高性能混凝土。加拿大能源矿产部开发了高掺量粉煤灰混凝土(简称HFCC),粉煤灰占胶凝材料的比例由25%～30%增加到55%～60%。

国外学者对高性能混凝土的配合比设计问题进行了一些研究。美国学者将高性能混凝土中水泥浆与集料的体积比假定为35∶65,调整用水量,从而大大简化了初始配合比试验。日本学者则用最高用水量设定:试配强度50MPa～60MPa,加水165L/m3～175L/m3;75MPa时为150L/m3。强度每增加15MPa,用水量减少10L/m3。

法国学者对绿色高性能混凝土的自收缩问题进行研究后发现:当掺加粉煤灰时,绿色高性能混凝土的收缩率降低。高性能混凝土水胶比低水化引起的早期自身收缩可能造成混凝土的早期开裂。

2.2 国内研究现状

牛全林等人分析用超细粉煤灰作为混凝土矿物掺合料,其试验表明:粉煤灰等量替代25%～30%水泥,将石英玻璃砂为骨料的砂浆14d膨胀率降至0.1%内,能有效抑制混凝土碱骨料反应,并明显降低混凝土的导电量,提高了其抗Cl-渗透性和抗硫酸盐侵蚀性。粉煤灰在一定条件下可满足绿色高性能混凝土的要求。张云升等人在对矿物掺合料混凝土的研究方面指出:掺加矿物掺合料尤其是双掺粉煤灰和矿渣的混凝土具有良好的抗渗和抗冻性能。双掺、单掺矿物掺合料均能改善水泥石后期收缩程度,其混凝土具有明显的抗硫酸盐、抗酸性水及抗海水侵蚀能力。

3 绿色高性能混凝土存在的问题

3.1 成本问题

由于绿色高性能混凝土对原材料、生产线以及生产管理水平有着较高的要求,因此其造价也相应的比普通混凝土成本高出许多(大于50%),从而制约了绿色高性能混凝土的推广应用。因此,一方面要加强科研力度、降低造价,另一方面要大力推广绿色高性能混凝土的应用。但是绿色高性能混凝土的性价比要远远高于普通混凝土,所以现阶段更要加大对绿色高性能混凝土的研究和开发。

3.2 早期开裂问题

混凝土开裂早已引起人们的关注,其并不是高性能混凝土所独有的,而绿色高性能混凝土同样存在着这个问题。国内外学者研究认为,影响混凝土早期开裂的因素很多,除了各种收缩、水胶比、矿物掺合料用量、极限拉应变、徐变等因素外,还与蒸发、降温速度等有关。

国内清华大学安明哲博士对绿色高性能混凝土由于低水胶比引起的自收缩问题进行了较为全面的探讨,结果发现:自收缩主要发生在3d内,并随龄期的延长而逐渐变慢。自收缩随水胶比的减小而增大,以初凝到1d时最明显。针对这种自收缩,研究者提出了许多抑制措施。

3.3 技术、设备问题

目前国内在绿色高性能混凝土的应用方面大多处于尝试阶段,缺乏较完整系统的基础应用研究,且研究仅限于不全面的实验室试验研究,与实际工况的情况相差较大,不利于绿色高性能混凝土的推广应用,在相关的技术规范方面亟待完善。对绿色高性能混凝土的推广应用价值认识不全面,前期投入到循环利用废弃混凝土的费用比天然材料高,且技术要求较高,生产工艺复杂,现有设备需要更新、改进等。与国外相比,我国在技术方面还有一定差距。

4 绿色高性能混凝土发展展望

绿色高性能混凝土可调节生态平衡、美化环境,对实现人类与自然协调具有积极的作用。在解决地球环境问题、转变人类发展观念、改善人居环境及废物利用等方面,比普通混凝土具有更加优越的条件。因此,研究开发绿色高性能混凝土具有重要而深远的现实意义。

4.1 提高对绿色高性能混凝土的认识

目前,很多人认为绿色高性能混凝土必须是高强混凝土,极大地限制了高性能混凝土的应用范围,阻碍了绿色高性能混凝土的广泛应用。虽然部分绿色高强高性能混凝土已基本被人们接受,然而由于对造价和性能的认识不足,导致中低强度的绿色混凝土还没得到工程技术人员的认可,使得中低强度绿色高性能混凝土的普及道路障碍重重。事实上,使用量较多的钢筋混凝土建筑物,如低、高层房层的上层构件等,对混凝土强度要求较低,一般为C25～C30,但对耐久性及体积稳定性等有更高的要求,其必须采用高性能混凝土。

4.2 加快对绿色高性能混凝土相关技术的研究开发

低水胶比带来的绿色高性能混凝土自收缩问题、进一步水化造成的开裂问题,以及高强度带来的脆性问题等急需解决。

4.3 将绿色高性能混凝土打造为一种绿色建筑材料

研究绿色高性能混凝土的主要目的是将其发展成为一种绿色建筑材料,节约能源,保护环境。水泥是一种给资源、能源及环境带来巨大代价的材料。每生产1吨水泥排放出大量的粉尘和温室气体,因此,要提高混凝土的绿色度,必须采取积极有效的措施来减少水泥的使用量,如在高性能混凝土中科学地掺加粉煤灰等矿物掺合料。粉煤灰具有火山灰活性,它能降低混凝土初期水化热,减少干缩,改善新拌混凝土的和易性,增加混凝土的后期强度,显著提高混凝土的耐久性。充分利用粉煤灰作为掺合料发展高性能混凝土,可节约资源和能源,减少二次污染,取得良好的经济效益和社会效益,是对实现我国可持续发展战略的巨大贡献。

4.4 降低高性能混凝土的成本

绿色高性能混凝土的成本比普通混凝土高50%以上,严重制约其推广应用。大量试验证明,高性能混凝土也可以是低成本的。我国每年生产混凝土约6亿立方米,如每立方米混凝土降低5元生产成本,每年便可节约30多亿元。推广应用绿色高性能混凝土的强大动力是低成本高性能混凝土技术发展。

5 结语

绿色高性能混凝土是混凝土产业的发展方向,是我国建设节约型、环保型社会发展道路方针的具体体现。当然,我国的绿色高性能混凝土的研究还不成熟,与发达国家相比还有相当大的差距,任务艰巨,这就要求我们的科研工作者加大对绿色高性能混凝土的研究,使绿色高性能混凝土创造出更多的经济效益和社会效益。

摘要：简要介绍了国内外混凝土材料的发展现状,论述了绿色高性能混凝土的研究现状和发展趋势以及存在的问题,开发和应用绿色高性能混凝土的发展展望,指出绿色高性能混凝土是当今混凝土的发展方向。

关键词：绿色高性能混凝土,可持续发展,展望

参考文献

[1]吴英强,王长燕.绿色高性能混凝土综述[J].黑龙江科技信息,2008(26):264.

[2]冯乃谦.高性能混凝土的发展与应用[J].施工技术,2003,32(4):1～6.

[3]吴中伟.高性能混凝土—绿色混凝土[J].混凝土与水泥制品,2000(1):3～6.

[4]余峰.绿色高性能混凝土的研究[J].武汉科技学院学报,2007,20(5):46～49.

[5]牛全林,冯乃谦.利用超细粉煤灰提高混凝土耐久性的试验研究[J].粉煤灰综合利用,2003(5):24～26.

[6]张云升,孙伟,孙青海.绿色高性能混凝土耐久性的研究[J].低温建筑技术,2001(4):1～5.

绿色高性能混凝土简述第2篇

在对于高性能绿色混凝土进行泵送之前，首先必须要对于泵送设备进行合理的选择，泵送设备对于高性能绿色混凝土的施工质量也有着非常重要的影响，而在进行泵送设备选型的过程中，一般需要根据实际的泵送距离来进行选择，对于管道的阻力进行估算，在估算了管道的阻力之后依据所计算压力值初选混凝土泵的型号，然后再依据泵送设备的泵送性能曲线来对于对应的输送量进行查找，如果压力和方量能够满足要求，则确定泵送设备，如果不满足要求，则重新进行选择。

2.2 泵送管路的布置

在完成了泵送设备的选型之后，接下来就需要对于泵送管理进行布置，泵送管路的布置对于高性能绿色混凝土泵送施工的效果也有着非常重要的影响，应注意以下事项：第一，输送管路不能够承受任何来自于外界的.拉力，并且在泵送过程中要保证管道的水平;第二，在进行管路的布置时，应该按照最短距离和最少弯头的原则来进行布置;第三，在布置输送管路的过程中，必须要将管路布置在易于接近的地方，以便于管路的清洁和更换;第四，各个管路之间的连接必须要牢固和稳定，避免在泵送的过程中出现松脱或者摇晃的情况;第五，各个管卡不能够同地面或者是支撑物相接触，必须要留有一定的间隙。

2.3 泵送施工

在进行高性能绿色混凝土泵送施工的过程中，首先必须要有效地对于施工人员进行组织，确保施工人员能够满足泵送施工的需求，在料斗处应该配备一门专门的工人，对于筛框上的大骨料来进行清理。在进行混凝土的泵送时，首先应该开机启动主机，然后再泵水，在泵水之后再泵砂浆，在泵砂浆的过程中，应该先在泵机出口处管路中放入一只海绵球，然后再将砂浆倒入料斗之中，如果管路的长度小于150m，则使用1：1的水泥砂浆，如果管路的长度大于150m，则应该使用2.5： 1的水泥砂浆。

3 结语

高性能绿色混凝土有着很多的优势，但是在对于高性能绿色混凝土加以应用的过程中，必须要注重对其配合比的设计以及泵送施工，只有合理地进行配合比设计，并且严格按照泵送施工工艺流程来进行泵送施工，从而有效地保证高性能绿色混凝土的施工质量。

参考文献

绿色高性能混凝土综述第3篇

随着国家的进步、科学技术的飞速发展、土木建筑工程的蓬勃发展, 人类的生活质量得到了很大的提高, 对建筑的功能要求也越来越高, 但是也面临由此造成的严重的环境污染问题。而混凝土材料的生产与使用既是提高建筑功能要求的因素之一, 又是造成生态环境问题与公害的原因之一。传统意义上的混凝土已经不能满足我们建设发展的、可持续的、节约型社会的要求, 而绿色高性能混凝土既可以提高建筑物的功能、外观、耐久性等又可以减少环境污染, 节约资源和能源, 满足可持续发展的需要, 达到发展与环境保护的统一。在这种情况下, 大力发展绿色高性能就显得尤为必要。

1 绿色高性能混凝土

1.1 高性能混凝土 (简称HPC) 。

高性能混凝土 (High performance concrete, 简称HPC) 是在高强混凝土 (High strength concrete, 简称HSC) 的基础上发展而起来的。吴中伟院士认为“高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术, 选用优质原材料, 除水泥、水、集料外, 必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土”。[1]

高性能混凝土 (HPC) 具有下列特征:

1.1.1 工作性能高。

具有良好的流变学特性, 能保证施工质量, 提高施工速度;1.1.2强度高。确保有更高要求的建筑的设计、施工;1.1.3体积稳定性好。硬化过程中体积稳定, 硬化后结构致密;1.1.4耐久性好。大大降低维修和重修费用。

1.2 绿色高性能混凝土 (简称GHPC) 。

最早提出GHPC概念的是中国工程院院士吴中伟教授。[2]绿色高性能混凝土除了具有高性能混凝土的优点外, 还有其独特的特性, 即绿色、节能、环保。

绿色高性能混凝土 (简称GHPC) 应具有以下特点:

1.2.1 原料选用的绿色化。

a.使用的水硬性胶凝材料———水泥必须为符合国家标准的绿色水泥;b.使用的粗细骨料———砂、石等的开采应最大限度的减少对破坏环境;c.使用的添加剂———减水剂等应尽可能应用以工业废液制造的, 以及在此基础上研制的其它复合外加剂。1.2.2制作过程中的环保化。a.采用技术手段减少、消除搅拌混凝土所产生的废水、废渣和废气;b.最大限量地节约水泥用量, 从而减少水泥生产中的“副产品”———CO2, SO2和NO2等气体, 以保护环境;c.通过改善施工性来减小浇筑密实能耗, 降低噪音。1.2.3综合利用的全面化。a.更多地掺加经加工处理的工农业废渣, 如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料, 以节约水泥, 保护环境, 并改善混凝土耐久性;b.发挥高性能混凝土 (HPC) 的优势, 通过提高强度, 减少混凝土用量, 从而节约水泥和砂、石的用量;通过大幅度提高混凝土耐久性, 延长结构物的使用寿命, 进一步节约维修费用。1.2.4循环利用的再生化。a.加强对制作过程中产生的废料、废水的循环使用, 节约成本, 保护环境;b.对大量拆除废弃的混凝土进行循环利用, 发展再生混凝土。

2 几种典型的绿色高性能混凝土的应用研究

十多年来, 美国、瑞典、法国等国家都对高性能混凝土及绿色高性能混凝土进行了大量的研究。

国内对于绿色高性能混凝土的开发研制和应用也作了大量的工作, 在利用工业废弃物方面取得了可喜的进展。[4]

2.1 煤矸石混凝土。

用煤矸石做混凝土的骨料是利用煤矸石的合理途径, 对煤矸石的利用是发展绿色高性能混凝土的一方面。张长森等人探讨用烧煤矸石细粉作为混凝土矿物掺合料, 烧煤矸石细粉部分取代水泥对混凝土流动性、强度和抗硫酸盐侵蚀性的影响。结果表明:用烧煤矸石代替部分水泥掺入到混凝土中配制高强混凝土是可行的, 在10%~30%掺量范围内, 随着烧煤矸石掺量的增加的抗硫酸盐侵蚀性增强, 同时可获得较满意的抗压强度。[5]对煤矸石混凝土的其它方面煤矸石混凝土在一定条件下可以满足绿色高性能混凝土的要求。

2.2 粉煤灰混凝土。

当前, 我国粉煤灰的年排放量已超过8000万t, 而且增长势头迅猛, 仅靠目前的利用量, 还难以消纳, 从综合利用和环境保护的角度出发, 需要提高粉煤灰的利用率。蒋林华在对高掺量粉煤灰混凝土的研究方面指出认为高掺量粉煤灰混凝土具有优异的物理力学性能。[6]有的科研人员把粉煤灰作为混凝土矿物掺合料, 用高质量粉煤灰取代部分水泥, 改善新拌混凝土的工作性, 使水泥水化更充分, 对提高混凝土强度有利。掺入粉煤灰还能提高混凝土的抗渗性和抗冻性, 降低干缩性, 对碱-骨料反应起抑制作用。

2.3 橡胶混凝土。

随着橡胶制品的迅速增加, 我国已经产生严重的“黑色污染”。从再生资源的利用角度考虑, 把废旧轮胎用于生产建筑材料, 这将为废旧轮胎的处理提供新的出路。李丽娟等人以废轮胎橡胶粉作为改性材料, 配制橡胶高强混凝土, 通过试验研究了橡胶高强混凝土的各种强度性能及耐久性性能, 包括抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、应力应变关系和抗氯离子渗透能力。研究结果表明:橡胶粉的掺入, 使高强混凝土的强度有所下降, 但同时增强了高强混凝土的能量吸收能力, 使其高脆性的缺点得到了改善, 延性得到了提高。[7]

此外, 纳米混凝土、再生混凝土、免振捣自密实高性能混凝土等都是绿色高性能混凝土。绿色高性能混凝土已被广泛应用于市政工程、民用建筑和工业建筑, 与普通混凝土相比, 高性能混凝土具有更好的施工性能和耐久性, 同时可以更多地利用工业废渣及其它废弃物, 有良好的经济指标和环保意义, 因此, 绿色高性能混凝土是混凝土的发展方向。[1]

3 开发研制和应用绿色高性能混凝土的发展展望

绿色高性能混凝土的概念提出在于加强人们的绿色意识, 主要强调混凝土在节约能源、保护环境方面的作用。大力发展绿色高性能混凝土是现代混凝土发展的必然趋势。

3.1 从经济角度看, 水泥用量的加大, 必将提高成本。

建筑所带来的污染也必将受到严厉的管理。这双重因素大大增加了建筑的建造成本。然而, 以强调更多地节约水泥熟料, 减少环境污染和能源消耗及更多地掺加工业废渣, 为基础发展的绿色高性能混凝土, 不仅仅节约了水泥的用量, 还能享受国家的各项优惠政策, 可谓是一举两得。

3.2 从社会发展要求看, 随着时代的进步, 人

们要寻求与自然和谐, 可持续发展之路, 对混凝土材料也不仅仅要求其作为结构材料的功能, 而是在尽量不污染、破坏环境的基础上、进一步开发对环境保护。对人类与自然的和谐相处能起到积极作用的新型混凝土, 这时时代的要求, 也是混凝土发展的必然趋势。

3.3 从技术角度看, 绿色高性能混凝土利用无

砂大孔混凝土的特点, 通过改性研究, 解决了它本身存在的强度与孔隙率的矛盾, 改善了混凝土孔隙内部的碱环境, 使它既可起到巩固堤防、防止水土流失的作用, 同时还可以营造绿色、自然的生态环境, 而且制作简单, 施工方便, 造价低, 具有很高的技术水平。[8]

当然, 我国的绿色高性能混凝土的研究还不成熟, 还有许多的工作要做, 这就要求我们的科研工作者要加大对GHPC的研究, 更快更好的使GHPC创造出效益。

摘要：简单介绍一下绿色高性能混凝土以及绿色高性能混凝土的特征, 典型的绿色高性能混凝土的应用研究, 开发研制和应用绿色高性能混凝土的发展展望。

关键词：高性能,绿色,再生,可持续发展

参考文献