绿色高性能混凝土与建筑工程材料的可持续发展

2020-11-27黄鹄翔

商品与质量 2020年2期

黄鹄翔

中铁十二局集团有限公司山西太原 030032

水泥是所有建筑材料中最基本的材料，它对社会经济和生态环境有着重要的影响。由于传统的水泥生产方法产生的二氧化碳排放量很高，因此生态压力会更大。为了遵循国家的可持续发展战略，水泥工业应向低效能、低碳化以及低耗能方向发展，以推进绿色高性能混凝土努力推进建材创新。

1 绿色高性能混凝土概述

绿色高性能混凝土（HPC）从上世纪80年代开始在房建工程中得到应用，具有高强度、高耐久性等特点。绿色高性能混凝土强度一般在60-100MPa之间，也有强度超过100MPa的超高强混凝土。在其研发过程中，主要是出于建筑抗震、抗渗、抗磨损等方面的实际需求，通过采用绿色高性能外加剂，对混凝土材料性能进行改良，使其具有更高的结构强度。由于高性能混凝土自身强度等级高，不需要设计较大的结构尺寸，即可满足建筑的承载力需求，为建筑结构轻量化发展提供了支持。在此情况下，可以减轻结构自重和地基荷载，从而大幅度减少工程材料用量及造价成本。绿色高性能混凝土具有较强的环境抵御能力，耐久性强，也可以降低建筑使用过程中的维护成本，具有多方面的应用优势[1]。

2 建筑工程材料的可持续发展

2.1 工业的可持续发展

作为我国现阶段的重要发展战略，可持续发展具有十分重要的现实意义。其主要是指在实现经济发展的基础上，资源、社会等多方面能够协调发展。工业的可持续发展主要分为5方面内容：

（1）大力研发对自然资源的利用，并且提升资源的利用率，从而在最大程度上实现能源的损耗。

（2）在保证生产率稳步提升的同时，实现低能耗、低消耗生产。

（3）提高对生态环境的保护，加强人们的环保意识，使生态环境处于平衡、稳定的状态，在最大程度上降低对环境造成的污染。

（4）减少废水、废气的排放。

（5）建立完整的生态工业体系，从而实现内部循环作业，在保证废水、废气、废弃物得到自净的同时，达到无废生产的最终目的。

2.2 建筑工程材料的可持续发展

建筑业在中国民间经济中名列第三，在工业生产中占钢铁、木材和水泥总消费的25%、22%和70%。随着科技水平的提高，化学建筑材料发展迅速，已经成为我国第四大建筑材料。由于我国还在开发中，从农业大国转向工业国，因此进一步的建设需要解决我国城市化引起的人口流动的住房问题、城市建设问题以及城市交通和大型设施建设等诸多问题，这些问题的存在必然会增加建筑材料使用量，促进建筑工程材料的开发。水泥混凝土是建设工程最常用的材料之一，已有170多年的历史，大部分都出现了水泥混凝土，但他们改变了建造砖房的方式。100年来，这座建筑以混凝土水泥为主要材料，能反映不同时代、不同地区的建筑风格和水平、文化和历史背景[2]。

3 绿色高性能混凝土在建筑工程材料可持续发展中的前景探讨

社会发展和人类生活变化追求对可持续发展提出了更为迫切的需求，包括对环境污染问题的关注日益严重。另外，经济发展与环境保护的矛盾不断加深，对各种产业可持续性的关注也在提高。因此，非常需要资源利用和环境保护的作用和发展。

3.1 绿色高性能混凝土建筑材料使用的可行性探讨

建筑中绿色建筑材料的使用符合中国社会的要求，是建筑企业在市场竞争中获得发展利益的关键，也更关系到未来的生存。建筑工程材料的可持续勘探开发可促进建筑业可持续发展，同时提高能源资源的使用效率。绿色高性能混凝土建筑材料实施科学发展概念的基本要求，主要实施建筑材料的可持续发展，人的生活对社会发展和质量提高至关重要，相关国家的可持续发展政策，以及研究、开发和使用绿色高性能混凝土材料的基础和保障。

3.2 绿色高性能混凝土的发展趋势

绿色高性能混凝土在应用和设计中会吸引许多部门和环节。在这个体系中，如果仅仅适应其产业结构是不够的，如果要实现真正的绿色产品需要做以下工作：一是加大研发力度，同时加强标准制定并设计工程等方面的环保意识，大力推广绿色节能理念，以生产相关科研人员为重点，创新现有炉灶、燃料、工业以废品生产、循环利用为突破口，生产绿色优质水泥。其次，设计人员应创新传统设计方法，大胆地在混凝土中加入复合活性材料，研究者应加强对工业废物残留处理方法的研究。从而使废渣的活性得到充分的利用[3]。