绿色混凝土开发与可持续性发展

周建江

摘要：绿色混凝土强调的是混凝土的绿色含量，着眼于混凝土的可持续发展。本文首先指出普通混凝土存在的问题从而引出绿色混凝土，介绍了绿色混凝土的定义、特征和基本分类，然后通过生产的绿色化途径指出了绿色混凝土与可持续发展之间存在的联系。

关键词：绿色混凝土  特征  分类  生产途径  可持续发展

中图分类号：TV331文献标识码： A

自从混凝土应用于工程建设后，一直在现代建筑中占有极其重要的地位，在土木建筑工程领域发挥着其他材料无法替代的作用与功能。而且在今后相当长的时间内，水泥混凝土仍将是应用最广、用量最大的建筑材料。但同时混凝土的大量使用也带来了很多的负面影响，比如说环境问题等等。因此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，能否坚持可持续发展道路。由此看来绿色建材已成为土木工程建设材料发展的方向。

一. 普通混凝土存在的问题 1.资源消耗  混凝土的主要组成材料使水泥。水泥的生产过程中需要大量的骨料，而且消耗大量的煤炭和电力。全世界混凝土的使用量约70亿吨，而每配制1立方米混凝土约需水泥0.40-0.45吨，可以说混凝土是人类对自然界的物质和能量消费较大的一种材料。如果还包括钢筋、预应力钢筋混凝土，则能量的消耗还将大幅度增加。 2.对环境的影响     水泥厂历来是一种污染源，其产生的大量有害气体和微尘对环境都有危害。其中CO2排放量相当大，不仅来自燃料燃烧，而且来自燃烧过程原材料的分解。CO2是地球温室效应的主要原因，生产水泥排出的CO2量约占全世界排放量的1/10，是产生温室效应的大户。混凝土的施工和应用还会产生其他一系列的负效应，如：施工噪音是城市噪音的主要来源之一等。 3.混凝土的耐久性     混凝土材料本身耐久性问题也是影响可持续发展的另一重要方面。目前国内外混凝土因耐久性不良引起破坏的数量很多。美国混凝土基建工程总造价达6万亿美元，每年用于维修、重建的费用就达3000亿美元。混凝土耐久性也愈来愈成为重要问题。     正是因为普通混凝土存在有如此多的问题，无法适应社会的可持续发展，这样绿色混凝土应运而生。

二．绿色混凝土的定义     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。近些年，包括同济大学等科学院所对绿色混凝土展开了一定研究。综合国内外研究，一般认为，绿色混凝土包括如下一些特征：可满足混凝上的可持续发展，能减少环境污染，又能与自然生态系统和谐开发；比传统混凝土具有更高的强度和耐久性；可选择资源丰富，能耗小的原材料；大量利用工业废弃资源，实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的从低排放；适合人居，对人体无害。另外，吴中伟院士指出“绿色” 的涵义可理解为：节约资源、能源；不破坏环境，更有利于环境；可持续发展，既满足当代人的衡求，又不危害子孙后代，且能满足其需要。

三．绿色混凝土的特征  绿色混凝土是从绿色材料角度对混凝土进行开发利用，从而改善混凝土与环境的协调性。绿色材料的 特点包括材料本身的先进性、生产过程的安全性、材料使用的合理性以及符合现代工程学的要求等。而 混凝土在绿色化方面主要特点体现在以下几方面： (1) 大量利用工业废料，降低水泥用量； (2) 要有比传统混凝土更好的力学与耐久性能；  (3) 具有与自然环境的协调性；  (4) 能够为人类提供温和、舒适、安全的生存环境。

四．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、环保型混凝土等。

1．1 绿色高性能混凝土  1998年吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝土(GHPC)”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，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。在1997年3月的“高强与高性能混凝土”会议上指出GHPC是今后混凝土的发展方向。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。混凝土工程 都是有一定使用年限的，当超过一定年限后，建筑物会遭到损坏，这就需要修补或拆除。而在大量拆除建筑废料中相当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。  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

1．3 环保型混凝土  混凝土材料给环境带来了负面影响，如生产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；施工噪音是城市噪音的主要来源之一；混凝土材料颜色灰暗，缺乏对温湿度调节，以及必要的透气、透水性，使城市特别是大城市称为“混凝土森林、热岛和沙漠”。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。

五．绿色混凝土与可持续发展  在“能源、环境可持续发展研讨会”上，中国工程院院长徐匡迪呼吁：“人类生存发展离不开大自然赋予的宝贵资源，大力推进资源的节约回收和再利用是一项刻不容缓的任务，也是实现可持续发展的重要内容和必然选择。”  绿色混凝土的绿色生产化途径包括：

1．降低水泥用量，开发新的水泥品种； 2.大量利用工业废渣，减少自然资源和能源的消耗；3.使用人造集料、海砂、再生集料等多种代用集料，保护天然资源；4.注重混凝土的工作性，节省人力，减少振捣，降低环境噪声；5.提高混凝土结构的安全使用寿命，减少因修补或拆除旧混凝土结构物造成的浪费； 6.推广预拌混凝土技术，减少环境污染；7.废弃混凝土的再生循环，保护生态环境； 8.大力推广高性能混凝土.  正因为绿色混凝土的生产绿色化，才能促进环境的可持续发展。随着生产水平的提高和社会的逐渐进步，绿色混凝土会越来越得到人们的重视，更多的混凝土建筑物会使用绿色混凝土，人们的生活也会逐渐依赖绿色混凝土而不是普通混凝土，这样就能更好地走可持续发展道路。

六． 绿色混凝土不但具有比普通混凝土更加优良的性能，还由于其利用工业废弃物和生活垃圾， 因而能最大限度地节约天然资源和能源，具有保护环境的效益，可以有效地坚持可持续发展战略，可以更好的保护环境，维护世界和平与全人类的共同快速发展。综上所述可知，绿色混凝土的发展能够极大地促进可持续发展，是可持续发展的有效途径。

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