绿色高性能混凝土.ppt

随着人口爆炸、生产发达随着人口爆炸、生产发达,地球承受的负担剧增地球承受的负担剧增,以资源枯竭、环境以资源枯竭、环境破坏最为严重破坏最为严重,人类生存受到威胁人类生存受到威胁,1992 年里约热内庐世界环发会议年里约热内庐世界环发会议后后,绿色事业受到全世界重视绿色事业受到全世界重视,绿色的涵义随着认识的提高不断扩大。绿色的涵义随着认识的提高不断扩大。主要可概括为主要可概括为:1 节约资源、能源节约资源、能源;2 不破坏环境不破坏环境,更应有利于环境更应有利于环境;3 可持续发展可持续发展,保证人类后代能健康、幸福地生存下去。保证人类后代能健康、幸福地生存下去。第二条是第三条的保证。第二条是第三条的保证。作为一种材料或一种产业作为一种材料或一种产业,节约资源、能源也是为了本身能够持续存节约资源、能源也是为了本身能够持续存在和发展。水泥混凝土作为最大宗的人造材料在和发展。水泥混凝土作为最大宗的人造材料,预计到预计到2000 年世界年世界水泥产量将超过水泥产量将超过15 亿吨亿吨;混凝土将超进混凝土将超进50亿方亿方(120 亿吨亿吨),对资源、对资源、能源的需求和对环境的影响十分巨大。混凝土能否长期维持作为最能源的需求和对环境的影响十分巨大。混凝土能否长期维持作为最主要的建筑结构材料主要的建筑结构材料,关键在于能否成为绿色材料关键在于能否成为绿色材料,因此提出因此提出“绿色绿色高性能混凝土高性能混凝土”,它是混凝土的发展方向它是混凝土的发展方向,是混凝土的未来。是混凝土的未来。所谓绿色高性能混凝土，是指通过材料研选、采用特殊工艺、制造出来的具有特殊结构和表面特性的混凝土；既能减少环境负荷，又能与环境协调，它具有能适应动、植物生长，对调节生态平衡、美化环境景观，为人类构造舒适环境。绿色高性能混凝土指应具有以下特点的混凝土：可满足混凝土的可持续发展，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；能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。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磨细矿渣代替代替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。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。英国研究者用英国研究者用不同细度磨细矿渣替代水泥熟料得到了不同细度磨细矿渣替代水泥熟料得到了60MPa110MPa的的高性能混凝土高性能混凝土。加拿大能源矿产部开发了高掺量粉煤灰混凝土（简称。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粉煤灰占胶凝材料的比例由25%30%增加到增加到55%60%。国外学者对国外学者对高性能混凝土的配合比设计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，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50MPa60MPa，加水，加水165L/m3175L/m3；75MPa时为时为150L/m3。强度。强度每增加每增加15MPa，用水量减少，用水量减少10L/m3。法国学者对绿色高性能混凝土的自。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。早期开裂。2.2 国内研究现状国内研究现状 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。如今绿色高性能混凝土已逐渐形成一门独立学科，根据使用功能，发展为植被绿化型混凝土、透水混凝土、水生物保护型混凝土等三大类。3.1 植被绿化型混凝土植被绿化型混凝土植被绿化型混凝土是指能够植被绿化型混凝土是指能够适应植物生长、可进行植被作业的混凝适应植物生长、可进行植被作业的混凝土及其制品，具有保护环境、改善生态件、基本保持原有结构材料土及其制品，具有保护环境、改善生态件、基本保持原有结构材料性能。性能。多孔连续型绿化混凝土是植被绿化混凝土的一种类型，这种混凝多孔连续型绿化混凝土是植被绿化混凝土的一种类型，这种混凝土以多孔混凝土作为骨架结构，内部存在着一定量的连通孔隙，为土以多孔混凝土作为骨架结构，内部存在着一定量的连通孔隙，为混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，采用多孔混凝土表面的绿色植物提供根部生长、吸取养分的空间，采用多孔混凝土作为植物生长基体，并在孔隙内充填植物生长所需的物质。混凝土作为植物生长基体，并在孔隙内充填植物生长所需的物质。植被绿化型混凝土的应用植被绿化型混凝土的应用 植被绿化混凝土作为固沙、固土、固堤材料植被绿化混凝土作为固沙、固土、固堤材料，可用于城市的道路两可用于城市的道路两侧及中央隔离带、护坡、停车厂、人行路面及建筑物的局部侧及中央隔离带、护坡、停车厂、人行路面及建筑物的局部（楼顶、（楼顶、阳台、院墙顶部等不与土壤相连的部位）。适合于大面积的绿化工阳台、院墙顶部等不与土壤相连的部位）。适合于大面积的绿化工程，尤其是大型土木工程之后的景观修复等。可以增加城市绿色空程，尤其是大型土木工程之后的景观修复等。可以增加城市绿色空间，调节人们的生活情绪，同时能够吸收噪音和粉尘，对城市的生间，调节人们的生活情绪，同时能够吸收噪音和粉尘，对城市的生态平衡也起到了积极作用。态平衡也起到了积极作用。3.2透水型混凝土透水型混凝土透水混凝土是具有透水混凝土是具有15%30%的连通孔隙的多孔或大孔混凝土。它的连通孔隙的多孔或大孔混凝土。它是由胶凝材料、粗骨料、水和外加剂按照一定的比例拌和而成。是由胶凝材料、粗骨料、水和外加剂按照一定的比例拌和而成。由由于无细骨料，在硬化后的混凝土中存在着较大的孔洞、孔隙率大，于无细骨料，在硬化后的混凝土中存在着较大的孔洞、孔隙率大，有较强的透水性能。有较强的透水性能。透水型混凝土的应用透水型混凝土的应用 透水型混凝土主要用于透水型混凝土主要用于城市道路、广场、护提、护岸工程等城市道路、广场、护提、护岸工程等。能够。能够使雨水迅速地渗入地表，还原成地下水，使地下水资源得到及时补使雨水迅速地渗入地表，还原成地下水，使地下水资源得到及时补充，保持土壤湿度，改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件，充，保持土壤湿度，改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件，扩大城市的透水、透气面积。当降雨时能够减轻排水设施的负担，扩大城市的透水、透气面积。当降雨时能够减轻排水设施的负担，避免路面积水和夜间反光，增加行人、行车的舒适性和安全性，减避免路面积水和夜间反光，增加行人、行车的舒适性和安全性，减小交通噪音，对调节城市空间的气温和湿度，缓解城市的小交通噪音，对调节城市空间的气温和湿度，缓解城市的“热岛效热岛效应应”，维持地下水位和生态平衡具有重要作用。，维持地下水位和生态平衡具有重要作用。3.3 水生物保护型混凝土水生物保护型混凝土水生物保护型混凝土水生物保护型混凝土是指能够营造出适合生物生长、生息的空间或孔隙，是指能够营造出适合生物生长、生息的空间或孔隙，能够为水藻类生物提供合适的附着表面，并能在混凝土表面增殖，通过相能够为水藻类生物提供合适的附着表面，并能在混凝土表面增殖，通过相互作用或共生作用，形成食物链，使混凝土周围的水质对生物生长没有不互作用或共生作用，形成食物链，使混凝土周围的水质对生物生长没有不良影响，为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件，保护生态环境。良影响，为海洋生物和淡水生物生长提供良好条件，保护生态环境。水生物保护型混凝土的应用水生物保护型混凝土的应用 水生物保护型混凝土可用于江、河、湖和海滨等水域及沿岸水生物保护型混凝土可用于江、河、湖和海滨等水域及沿岸。如可做成人。如可做成人工礁石，放置在海洋中，附着在表面的海藻类数量是普通混凝土块的工礁石，放置在海洋中，附着在表面的海藻类数量是普通混凝土块的23 倍，且海藻生长茂盛，形成食物链，为海洋生物生长提供良好条件。此外，倍，且海藻生长茂盛，形成食物链，为海洋生物生长提供良好条件。此外，还可用于淡水域的河床、护岸等的混凝土构件，构件的表面做成凹凸不平还可用于淡水域的河床、护岸等的混凝土构件，构件的表面做成凹凸不平的形状，使之尽量接近自然状态的河床、河岸的状态；为水中的藻类、植的形状，使之尽量接近自然状态的河床、河岸的状态；为水中的藻类、植物提供根部附着的场所，为鱼类提供生息和避难的场所，净化水质、保护物提供根部附着的场所，为鱼类提供生息和避难的场所，净化水质、保护生物多样及生态环境。生物多样及生态环境。绿色高性能混凝土，它以适应环境为特征绿色高性能混凝土，它以适应环境为特征。可以起到固沙、。可以起到固沙、固土、固岸、固堤、排水、透气，可以适合各种水生物生长、固土、固岸、固堤、排水、透气，可以适合各种水生物生长、栖息和繁殖。目前我国城市道路的覆盖率已达到栖息和繁殖。目前我国城市道路的覆盖率已达到7%15%，特大城市可能超过特大城市可能超过20%。这些不透水的场地、路面带来热岛。这些不透水的场地、路面带来热岛效应，加剧了气候的劣化。另外沙漠化日趋严重（我国沙漠效应，加剧了气候的劣化。另外沙漠化日趋严重（我国沙漠化面积达化面积达262.2 万万km2，占国土的，占国土的27%）。开发、利用和保）。开发、利用和保护海洋资源的任务越来越繁重。沙漠侵蚀、水土流失等生态护海洋资源的任务越来越繁重。沙漠侵蚀、水土流失等生态环境问题，需要大量的固沙、固土材料；城市的混凝土化和环境问题，需要大量的固沙、固土材料；城市的混凝土化和高热环境，需排水、透气材料；沿海地区存在海岸线不稳、高热环境，需排水、透气材料；沿海地区存在海岸线不稳、塌陷等问题，也需要大量的固岸固堤材料。塌陷等问题，也需要大量的固岸固堤材料。研究和开发绿色高性能混凝土，是解决上述问题的有效措施研究和开发绿色高性能混凝土，是解决上述问题的有效措施之一。关系到人类生存和可持续发展的一个重要问题，之一。关系到人类生存和可持续发展的一个重要问题，坚信坚信绿色高性能混凝土是未来混凝土的发展方向绿色高性能混凝土是未来混凝土的发展方向。