周耀旭，梁麗敏（云南建投綠色高性能混凝土股份有限公司 昆明 650501）

0 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè)促進(jìn)了預(yù)拌混凝土行業(yè)的快速發(fā)展，但由于市場惡性競爭及市場需求下降等問題造成了混凝土行業(yè)產(chǎn)能的過剩。尤其是近年來，高速發(fā)展過程中帶來的資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等一些不利因素逐漸突出，國家政府對生態(tài)環(huán)境保護(hù)重視程度越來越高，環(huán)保督查和整治力度加大，砂石企業(yè)數(shù)量和砂石骨料供應(yīng)量減少，部分地區(qū)出現(xiàn)供給短缺、價格飆漲甚至斷供的情況，使預(yù)拌混凝土行業(yè)陷入了新的發(fā)展瓶頸和困境。面對經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，加快行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，向綠色環(huán)保、智能制造轉(zhuǎn)型升級是必由之路，綠色混凝土即是預(yù)拌混凝土行業(yè)的一個發(fā)展方向。

1 綠色混凝土的提出

1.1 混凝土與資源和環(huán)境的關(guān)系

生產(chǎn)1m3混凝土需消耗0.3t水泥和1.6t以上砂石；而生產(chǎn)1t水泥則消耗152kg標(biāo)準(zhǔn)煤、0.77t石灰石，產(chǎn)生9.1kg粉塵，排放0.7tCO2。

2007年，水泥產(chǎn)量為23.16億t、規(guī)模以上企業(yè)生產(chǎn)預(yù)拌混凝土18.68億m3?；炷恋纳a(chǎn)消耗了大量的自然資源和能源，原材料的開采嚴(yán)重破壞山河環(huán)境（詳見圖1~圖2），排放出的CO2、NOX、SOX等有害物質(zhì)，污染環(huán)境（詳見圖3）。

城市建設(shè)中大量混凝土的使用也帶來了熱島效應(yīng)、影響城市生態(tài)環(huán)境。混凝土循環(huán)利用難度大。

1.2 綠色混凝土概念的提出

1998年，丹麥在國際上首次提出了綠色混凝土的概念，并簽署《京都議定書》，降低水泥的需求量和CO2排放量；

圖1 河砂開采造成的環(huán)境污染

圖2 礦山開采破壞了生態(tài)

圖3 工業(yè)生產(chǎn)排放的有害物質(zhì)污染環(huán)境

1998年，清華大學(xué)吳中偉院士在國內(nèi)首次提出“綠色高性能混凝土”的概念，倡導(dǎo)在混凝土制備過程中節(jié)約資源和能源，保護(hù)環(huán)境。

綠色混凝土是從生產(chǎn)制造、使用到廢棄的整個周期中，最大限度地減少資源和能源的消耗，最有效地保護(hù)環(huán)境，是可以進(jìn)行清潔生產(chǎn)和使用的，并且可再回收循環(huán)利用的高質(zhì)量高性能的綠色建筑材料。

1.3 綠色混凝土的內(nèi)涵

2016年6月，中國建材聯(lián)合會明確提出綠色建筑材料的定義，即在原材料的選用、開采加工、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品應(yīng)用過程中，能夠有效利用廢棄物、少用天然資源和能源，資源可循環(huán)利用的，不僅性能功能符合建筑物等配置的要求，而且在全生命周期內(nèi)與生態(tài)環(huán)境和諧，對人類健康無害的建筑材料。

2016年9月，清華大學(xué)廉慧珍教授補充完善了綠色混凝土的定義。從原材料，拌合物試配、生產(chǎn)，運輸，成型為構(gòu)件，直到結(jié)構(gòu)物服役，全過程滿足具體工程設(shè)計與施工要求，符合節(jié)能、降耗、減排的方針，最大限度地有利于人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求的混凝土。

具體表現(xiàn)如下：

（1） 節(jié)能：混凝土節(jié)能、降耗、減排的主要措施是少用熟料，使用大摻量礦物摻合料，盡量利用、消納符合技術(shù)要求的低能耗、無污染、無害的工業(yè)廢料。

（2） 高效：混凝土從生產(chǎn)、施工成型到結(jié)構(gòu)物服役的整個過程必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，實現(xiàn)清潔、文明、高效地生產(chǎn)和使用。

（3） 環(huán)保：從場站規(guī)劃、設(shè)計、到運營管理的全程都要符合綠色、低碳、可持續(xù)原則，采取必要措施，防止污水、固體垃圾、粉塵、噪音、等污染的產(chǎn)生。

（4） 可持續(xù)：既能滿足當(dāng)代人的需求而又不對后代人需求的能力構(gòu)成危害，應(yīng)用現(xiàn)代混凝土的科學(xué)技術(shù)增加混凝土的使用壽命，盡量減少自然資源和能源的消耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 綠色混凝土的行業(yè)政策與方向

2.1 綠色混凝土的行業(yè)政策

綠色發(fā)展是國家政策的主導(dǎo)方向。國務(wù)院及有關(guān)部委相繼發(fā)布了一系列政策，形成了比較完善的保障綠色建材發(fā)展的政策體系（詳見表1）。

表1 綠色混凝土的行業(yè)政策

2.2 國家環(huán)保政策

中國政府已將生態(tài)環(huán)境保護(hù)上升到國家高度，以前所未有的決心和力度加強生態(tài)環(huán)境保護(hù)，先后頒布和出臺了一系列的法律和政策著力治理環(huán)境污染，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。

2014年4月24日國家頒布了新修訂的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》（2015年1月1日執(zhí)行），2015年3月24日，習(xí)總書記主持召開中央政治局會議通過《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》，把“堅持綠水青山就是金山銀山”的理念寫進(jìn)中央文件，成為指導(dǎo)中國加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要指導(dǎo)思想；

2015年8月頒布《中華人民共和國大氣污染防治法》（主席令第三十一號）（2016年1月1日執(zhí)行），2016年11月國務(wù)院印發(fā)《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》，2017年2月中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳頒布《關(guān)于劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的若干意見》，2017年7月環(huán)境保護(hù)部、發(fā)展改革委、水利部頒布《長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》，2018年1月1日開始施行《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法》[主席令（第六十一號）]，2018年6月發(fā)布《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》，2018年6月國務(wù)院印發(fā)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，2018年8月生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量監(jiān)督檢查三年行動計劃（2018-2020年）》；2018年4月26日，習(xí)近平總書記考察調(diào)研長江經(jīng)濟(jì)時帶強調(diào)“新形勢下推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展，要堅持共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)，走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路”，對長江沿線環(huán)保整治提出了嚴(yán)格要求。

未來，國家對污染防治、打擊“散亂污”的力度會越來越大，環(huán)保要求日益嚴(yán)格，倒逼預(yù)拌混凝土產(chǎn)業(yè)向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型。

2.3 利廢政策

減少水泥熟料的用量，以合適的礦物摻合料取代，是綠色混凝上的主要路線。利廢應(yīng)堅持“從源頭做起”；必須有利于產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量；利廢本身也必須節(jié)能、降耗、減排。

2015年6月12日，財政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于印發(fā)《資源綜合利用產(chǎn)品和勞務(wù)增值稅優(yōu)惠目錄》的通知，文中把金屬礦山的廢石排除在外，并規(guī)定綜合利用比例達(dá)到70%方可退稅，基本上預(yù)拌混凝土行業(yè)難以達(dá)到，不利于預(yù)拌混凝土行業(yè)在綜合利用領(lǐng)域作用的體現(xiàn)。

2016年9月28日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《建材工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（工信部規(guī)〔2016〕315號）：開展尾礦、粉煤灰、煤矸石、副產(chǎn)石膏、礦渣、電石渣等大宗工業(yè)固廢的綜合利用。在保證產(chǎn)品質(zhì)量和生態(tài)安全的前提下，在水泥、混凝土、墻體材料和機制砂石等產(chǎn)品中提高消納產(chǎn)業(yè)廢棄物能力，逐步增加可消納固廢的品種。到2020年，新建建筑中綠色建材應(yīng)用比例達(dá)到40%以上。

2016年11月29日，工業(yè)和信息化部發(fā)布《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（工信部規(guī)〔2016〕225號）：大力推進(jìn)工業(yè)固體廢物綜合利用。以高值化、規(guī)?；?、集約化利用為重點，重點推進(jìn)冶煉渣及塵泥、化工廢渣、尾礦、煤電廢渣等綜合利用。到2020年，大宗工業(yè)固體廢物綜合利用量達(dá)到21億t，粉煤灰利用率75%。

2.4 高性能混凝土推廣應(yīng)用政策

高性能混凝土是重要的綠色建筑材料，可以提高工程質(zhì)量，降低工程全壽命周期的綜合成本，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。

住建部和工信部聯(lián)合出臺文件加快高性能混凝土推廣應(yīng)用步伐（詳見表2）。

表2 高性能混凝土推廣應(yīng)用政策

2.5 行業(yè)發(fā)展的主要方向

2.5.1全產(chǎn)業(yè)鏈的綠色發(fā)展

實現(xiàn)預(yù)拌混凝土行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的綠色發(fā)展，需要建立全產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳發(fā)展理念，從綠色設(shè)計入手，建設(shè)綠色工廠，推進(jìn)綠色技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品，通過企業(yè)的綠色運行、綠色管理、綠色能源，構(gòu)建完整的綠色制造體系。

2.5.2產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整

實現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、業(yè)態(tài)結(jié)構(gòu)的全面整合、轉(zhuǎn)型和優(yōu)化。加強綠色工廠和示范站點的建設(shè)：綠色工廠建設(shè)是實現(xiàn)預(yù)拌混凝土產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的核心。

2.5.3提升預(yù)拌混凝土工廠智能制造能力

建立以智能工廠為代表的現(xiàn)代生產(chǎn)體系，加強智能化技術(shù)在生產(chǎn)過程的研究與應(yīng)用示范。

2.5.4強化綠色礦山建設(shè)帶動行業(yè)前端環(huán)境和生態(tài)保護(hù)

砂石骨料生產(chǎn)已成為整個產(chǎn)業(yè)鏈最觸目驚心的短板，在很多地區(qū)已經(jīng)直接影響到預(yù)拌混凝土產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。為此，須強化綠色礦山建設(shè)，采用采選一體化及無廢開采技術(shù)，在開采過程中同時開展礦山的綠化工程，保持礦區(qū)生態(tài)體系的完整性。

2.5.5加大工業(yè)固體廢棄物和建筑廢棄物的綜合利用力度

涉及建筑廢棄物的產(chǎn)生、運輸、處置、生產(chǎn)建材、再生產(chǎn)品應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。

2.5.6建立綠色物流體系

發(fā)展要點是搭好平臺、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、降低成本、減少排放、節(jié)約能源。

2.5.7提高高品質(zhì)混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用水平

超高、超深、超大、復(fù)雜條件下高強高性能混凝上的應(yīng)用。

2.5.8適應(yīng)建筑工業(yè)化和裝配式建筑要求

通過“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理和智能化應(yīng)用”，全面提升建筑品質(zhì)，實現(xiàn)建筑業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

2.5.9 綠色發(fā)展的要點

綠色發(fā)展的要點，詳見圖4

圖4 綠色發(fā)展的要點

綠色生產(chǎn)是指以節(jié)能、降耗、減污為目標(biāo)，以管理和技術(shù)為手段，按照有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的原則來組織生產(chǎn)過程，創(chuàng)造出綠色產(chǎn)品，并滿足綠色消費的生產(chǎn)模式。

（1） 混凝土產(chǎn)品綠色化：高性能綠色混凝土為人類提供溫和、舒適、便捷的生存環(huán)境，強調(diào)產(chǎn)品與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)相容性，比傳統(tǒng)混凝土材料有著更優(yōu)秀的強度、工作性能和耐久性。

（2）生產(chǎn)組織全過程綠色化：即從場站規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)到運營管理的全過程，都要符合綠色、低碳、可持續(xù)原則，采取必要措施，防止污水、固體垃圾、粉塵、噪音等污染的產(chǎn)生。

（3）物料轉(zhuǎn)化全過程的綠色化：從骨料、水泥、外加劑等材料的生產(chǎn)，到混凝土預(yù)拌、配送、現(xiàn)場澆筑，甚至到建筑廢渣循環(huán)使用等各個環(huán)節(jié)均采取必要的技術(shù)，有效實施污染控制、實現(xiàn)節(jié)能降耗。

（4） 智能制造是實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的必要手段與途徑；信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用可有效提升企業(yè)綠色生產(chǎn)水平。通過對數(shù)據(jù)的深度分析實現(xiàn)結(jié)果的預(yù)測和預(yù)判，實現(xiàn)成本數(shù)據(jù)化管理，保持產(chǎn)品最優(yōu)成本控制的同時減少質(zhì)量管控風(fēng)險；生產(chǎn)裝備進(jìn)一步升級，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定供應(yīng)能力，運輸車輛改造升級，實現(xiàn)運輸過程實時監(jiān)控調(diào)整；全市場層面協(xié)同，實現(xiàn)上下游信息貫通，更好地滿足工程對混凝土的技術(shù)要求。

3 綠色混凝土技術(shù)的研究與應(yīng)用

3.1 混凝土低碳綠色發(fā)展技術(shù)

立足于建筑垃圾、冶煉廢渣、粉煤灰、爐渣、石粉等固體廢棄物，結(jié)合區(qū)域資源現(xiàn)狀，采用系統(tǒng)論研究方法，研究大摻量礦物摻合料混凝土在不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，突破固體廢棄物資源綜合利用成套技術(shù)，不斷完善固體廢棄物資源的綜合利用領(lǐng)域。提高礦渣粉、粉煤灰、石灰石粉、偏高嶺土等單一和復(fù)合粉體材料的功能性和水化活性，滿足混凝土綠色化、高性能化的各種需求，并在混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用中安全、有效地降低水泥熟料用量，提高混凝土抗裂技術(shù)，滿足混凝土結(jié)構(gòu)在不同服役條件下的抗裂要求，實現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。同時，因地制宜的研究開發(fā)低品位原材料如石屑砂、風(fēng)化砂、特細(xì)山砂、再生骨料等低品質(zhì)骨料在混凝土中的綜合利用。

3.2 低品位偏高嶺土的資源綜合利用關(guān)鍵技術(shù)

云南臨滄地區(qū)存在大量鐵鈦含量2%~4%、白度低、可塑性差的低品位高嶺土。2017年，公司攻克了高鐵鈦偏高嶺土的復(fù)合優(yōu)化以及偏高嶺土混凝土成套配制與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，制備出了C30～C60偏高嶺土高性能混凝土，并實在云通嘉園、置地廣場、恒隆廣場等工程中推廣應(yīng)用，主編了《混凝土用偏高嶺土》DB53/T843-2017，成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

3.3 高抗裂低收縮超大體積混凝土的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)

（1） 恒隆廣場辦公樓筏板基礎(chǔ)長10.6m，寬7.4m，底板厚5.0m，局部電梯井厚7.0m，混凝土等級為C45P10，混凝土總方量為22000m3，是目前云南省單次連續(xù)澆筑最大體積筏板之一，創(chuàng)云南省首例。

（2）置地廣場T1辦公塔樓基礎(chǔ)防水筏板混凝土等級為C40P8，筏板厚度2.6m，電梯井位置厚度8.0m，混凝土總方量為9500m3。

（3） 集成使用“多摻技術(shù)”-摻高活性偏高嶺土、礦渣粉、粉煤灰、膨脹劑成功研發(fā)出高抗裂低收縮超大體積混凝土，最大絕熱溫升降低6℃，早期收縮降低20%以上，抗裂性能提高25%以上。

3.4 廢棄石屑在混凝土中的應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

石屑是生產(chǎn)碎石過程中篩出的不符合機制砂標(biāo)準(zhǔn)的廢料，其級配差、含粉量高。2013年，公司與云南省建筑科學(xué)研究院合作開發(fā)了石灰?guī)r石屑混凝土成套配制與應(yīng)用技術(shù)，將石屑中超量部分的石粉作為惰性礦物摻合料，確定取代系數(shù)，解決了石粉含量超標(biāo)的石灰?guī)r廢石屑在混凝土應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)難題，提高10%~20%石粉含量的石灰?guī)r廢石屑資源綜合利用率到100%，實現(xiàn)了高石粉含量的石灰?guī)r廢石屑的資源化利用，主編了《石屑在混凝土中的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DBJ53/T-75-2015，經(jīng)鑒定，成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，獲2017年云南省科技進(jìn)步二等獎。

3.5 再生骨料混凝土的開發(fā)與應(yīng)用

（1）再生骨料混凝土的研究開發(fā)可以解決廢棄混凝土的處理問題、節(jié)約天然骨料資源，詳見圖5；

圖5 建筑垃圾的處理和利用

（2）再生骨料存在孔隙率高、吸水率大、強度低、耐久性差等特點；

（3）國內(nèi)已形成成套再生骨料生產(chǎn)設(shè)備、再生骨料混凝土配制應(yīng)用技術(shù)。

（4）上海出臺了《上海市建筑廢棄混凝土回收利用管理辦法》，2019年1月實施，強制C25以下混凝土再生骨料取代率不低于15%，交通基礎(chǔ)設(shè)施施工工程取代率不低于30%。

3.6 預(yù)拌混凝土清潔生產(chǎn)綜合技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

（1）混凝土攪拌站廢漿水綜合利用關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用：公司開發(fā)了混凝土廢料漿回收利用控制設(shè)備及系統(tǒng)，實現(xiàn)自動漿量的精準(zhǔn)控制；實現(xiàn)了廢料漿在C10~C40混凝土中的應(yīng)用，廢料漿最高濃度可達(dá)10%。

（2）混凝土攪拌站粉料集中除塵系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，解決了混凝土攪拌站粉塵污染的處理和控制，達(dá)到了環(huán)保、安全、回收利用的效果，滿足了國家粉塵排放的標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 高品質(zhì)骨料的開發(fā)與應(yīng)用

高品質(zhì)骨料是高性能混凝土重要的原材料。所謂高品質(zhì)骨料就是其粒形、級配、堅固性、吸水率等技術(shù)指標(biāo)好，用于混凝土有利于和易性、體積穩(wěn)定性和耐久性的優(yōu)質(zhì)骨料。

圖6 高品質(zhì)骨料

建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高性能混凝土用骨料》通過審查。該標(biāo)準(zhǔn)提出了砂的分計篩余、石粉的MB值、石粉流動度比、砂的需水量比等新的技術(shù)指標(biāo)，對骨料的級配、粒形、人工砂（包括機制砂和混合砂）石粉含量提出了新的表征方法。該標(biāo)準(zhǔn)的實施，將引導(dǎo)混凝土配合比設(shè)計更加重視骨料體系的設(shè)計與優(yōu)化，更加重視級配、粒形的作用，更加科學(xué)認(rèn)識、合理使用人工砂中的石粉。

表3 高性能混凝土用粗骨料技術(shù)指標(biāo)（部分）

表4 高性能混凝土用砂的篩分及技術(shù)指標(biāo)（部分）

表5 高性能混凝土細(xì)骨料技術(shù)指標(biāo)（部分）

3.8 功能型聚羧酸減水劑的開發(fā)與應(yīng)用

（1）降粘型聚羧酸減水劑。混凝土粘度過高已成為超高強混凝土、超高泵送混凝土亟待攻克的主要技術(shù)難題。與普通聚羧酸減水劑相比，降粘型聚羧酸減水劑側(cè)鏈短、分子量小、羥基含量少，通過降低與水的結(jié)合，最大限度釋放自由水，達(dá)到降粘效果。該減水劑降粘效果好，同時兼具更佳的初始減水率和經(jīng)時保坍性能，力學(xué)等綜合性能優(yōu)越。

（2）抗泥型聚羧酸減水劑。普通聚羧酸減水劑對砂石原材料中的粘土和淤泥敏感性大，砂石含泥量較高時，表現(xiàn)出減水率不足、坍落度損失大等現(xiàn)象。通過引入犧牲劑（聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇）或引入完全抑制粘土溶脹的陽離子聚合物解決。該減水劑能顯著降低混凝土流動性損失，同時不影響混凝土強度。

3.9 新型綠色超緩凝混凝土的研發(fā)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

超深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)咬合樁（詳見圖7）要求素樁混凝土初凝時間不小于60h、28d強度滿足設(shè)計要求。2015年，公司攻克了超緩凝混凝土凝結(jié)時間動態(tài)調(diào)控與超緩凝混凝土配制關(guān)鍵技術(shù)，編制了國內(nèi)首部針對超緩凝混凝土的配制和應(yīng)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《超緩凝混凝土配制及應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DBJ53/T-79-2016），獲授權(quán)發(fā)明專利2項，成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，榮獲云南省科技進(jìn)步二等獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會科技創(chuàng)新成果二等獎。

圖7 超深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)咬合樁示意圖

3.10 超高層泵送混凝土的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)

天津117大廈，攻克了超長樁施工、大底板澆筑、混凝土超高泵送等16項技術(shù)難題，實現(xiàn)C60混凝土泵送高度621m，超越哈利法塔混凝土泵送高度。

深圳平安金融中心，中建一局研發(fā)了適用于超高層建筑的混凝土配制與應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)了C100混凝土模擬千米高程泵送（盤管總長度達(dá)2300m）。泵送到如此高度是全球首次，毫無經(jīng)驗可借鑒。此次試驗的成功一舉刷新了業(yè)內(nèi)C100超高強度混凝土的泵送紀(jì)錄。

3.11 結(jié)構(gòu)用輕骨料高強混凝土的應(yīng)用技術(shù)

輕骨料混凝土具有質(zhì)輕、保溫、隔熱、耐火、抗震、自養(yǎng)護(hù)等諸多優(yōu)點，在超高層、大跨度建筑中具有廣闊的應(yīng)用前景、良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，因輕骨料混凝土在生產(chǎn)和泵送過程中骨料極易上浮、工作性難保持、施工困難等問題，制約了輕骨料混凝土的應(yīng)用發(fā)展。輕骨料混凝土強度最高可達(dá)C80。目前國內(nèi)已研制出強度等級大于C40的該材料，已經(jīng)在山西省晉城市三星級綠色建筑-銘基鳳凰城節(jié)能示范樓成功應(yīng)用。國內(nèi)還開展了LC60混凝土的配制技術(shù)研究。

圖8 天津117大廈

圖9 C100混凝土模擬千米高程泵送

圖10 輕骨料混凝土的研究應(yīng)用

3.12 綠色高強高性能透水混凝土的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)

“海綿城市”是一種新型的城市雨洪管理概念，即讓城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時再將蓄存的水“釋放”并加以利用（詳見圖11）。

2015年我國正式開啟“海綿城市”試點。到2020年城市建成區(qū)20%以上的面積要達(dá)到目標(biāo)要求，到2030年城市建成區(qū)80%以上的面積要達(dá)到目標(biāo)要求。

圖11 海面城市示意圖

透水混凝土（詳見圖12）具有透氣透水、吸聲降噪、緩解城市“熱島效應(yīng)”和地表徑流、改善地表土壤生態(tài)環(huán)境、保護(hù)地下水資源、美化環(huán)境等優(yōu)點，主要應(yīng)用于“海綿城市”建設(shè)。2009年，《透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T135-2009）發(fā)布實施，2016年正式啟動國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植生混凝土》、《透水混凝土》編制，公司參與了編制工作。

圖12 透水混凝土

北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)開發(fā)了抗壓強度達(dá)到15~30 MPa，透水系數(shù)4.1x10-2cm/s以上透水磚，已在科技部廣場、北京奧林匹克廣場、上海世博會園區(qū)使用。盛紅集團(tuán)利用風(fēng)積沙（硅砂）、粘合劑和固化劑等制備高強、高透水性砂基透水磚，其強度可達(dá)到50MPa左右，透水系數(shù)大約為5.5x10-2cm/s。

公司率先在云南省開發(fā)并形成了強度等級為C10～C30的透水混凝土，透水系數(shù)大于1.0mm/s，28d抗壓強度最大達(dá)35MPa以上。

3.13 公路橋涵綠色高性能混凝土的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)

“十三五”期間是高速公路加快成網(wǎng)的關(guān)鍵時期，綠色混凝土是高等級公路不可缺少的基礎(chǔ)材料。截止到2017年，我國高速公路里程增加到13.1萬km。2018年將新增高速公路通車?yán)锍?000km，新改建國省干線公路1.6萬km，新改建農(nóng)村公路20萬km。

國家下一步將加快高速公路的成網(wǎng)、重點支撐“一帶一路”、京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟(jì)帶三大戰(zhàn)略，主要服務(wù)于新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、支持扶貧攻堅。

我公司積極響應(yīng)國家“一帶一路”及“走出去”的政策，積極投身到“一帶一路”沿線國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，承擔(dān)了香麗高速公路的混凝土供應(yīng)，其中虎跳峽金沙江大橋是香麗高速主干線的控制性工程，建成后將成為世界最大獨塔單跨地錨式懸索橋。公司攻克了金沙江特大橋在雙重和多重破壞因素作用下結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性關(guān)鍵技術(shù)，采用中熱水泥研發(fā)出了塔柱C55高抗裂大體積混凝土，實現(xiàn)161m泵送施工，最高溫峰下降11℃左右，溫峰延后7h左右，有效降低了溫度應(yīng)力集中導(dǎo)致的溫度應(yīng)力裂縫，提高了混凝土抗裂性能。開發(fā)了最大單體構(gòu)件錨碇C30P12高抗?jié)B大體積混凝土，推廣應(yīng)用7.92萬m3。

4 綠色混凝土技術(shù)的未來前景

4.1 地下綜合管廊中的“綠色長廊”

住建部將地下綜合管廊建設(shè)納入整個城市基礎(chǔ)設(shè)施“十三五”規(guī)劃，將投351億元建設(shè)地下綜合管廊。

據(jù)統(tǒng)計，目前全國共有69個城市在建的地下綜合管廊，約1000km，總投資約880億元。地下綜合管廊的主體就是綠色混凝土制品與管道的集合。

4.2 裝配式建筑中的“綠色骨胳”

“十三五”期間，國務(wù)院要求積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，提高建筑工程標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。裝配式建筑的主體都是用高性能的綠色混凝土所構(gòu)建。

4.3 新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中的綠色前景

圖13 地下綜合管廊示意圖

2016年2月6日，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深入推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的若干意見》，要求“堅持適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀方針；加快建設(shè)綠色城市、智慧城市、人文城市等新型城市，積極推廣應(yīng)用綠色建材”。

推進(jìn)新型化城鎮(zhèn)建設(shè)的過程，正是綠色建材和綠色混凝土大顯身手的時候。

5 結(jié)語

綜上所述，“堅持綠水青山就是金山銀山”的理念將是今后行業(yè)發(fā)展的重要指導(dǎo)思想，綠色發(fā)展是行業(yè)擺脫困境的創(chuàng)新發(fā)展之路。加快預(yù)拌混凝土的綠色發(fā)展需要尋找到強硬的綠色支撐點。一是固體廢棄物與建筑垃圾的資源化相融合，通過骨料與摻合料兩個環(huán)節(jié)來完全承接資源化產(chǎn)品，完成變廢為寶工作；二是與裝配式建筑相結(jié)合，落實國家關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見，全面推薦裝配式建筑發(fā)展，利用高性能的綠色混凝土構(gòu)件混凝土裝配式建筑主體，實現(xiàn)綠色建材與混凝土的全新集成；三是與海綿城市相融合，利用再生透水磚、再生護(hù)坡磚、再生空心砌塊、保溫砌塊等預(yù)拌混凝土制品構(gòu)件綠色“海綿體”，助力建設(shè)海綿城市；四是與城市地下綜合管廊相融合，構(gòu)建綠色混凝土制品與管道的集合；五是與國家重點工程相結(jié)合，全面融入國家高鐵、核電、超高超大層建筑等基建中，為重點工程提供預(yù)拌混凝土；六是與綠色建筑、建筑節(jié)能相融合。云南省預(yù)拌混凝土行業(yè)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存，我們應(yīng)當(dāng)排除萬難聯(lián)合迎戰(zhàn)，共同推動行業(yè)發(fā)展。

（云南省混凝土協(xié)會推薦，編輯部根據(jù)會議發(fā)言整編）