董至

（山西建工建筑工程檢測(cè)有限公司，山西太原 030006）

0 引言

在低碳經(jīng)濟(jì)越來(lái)越受重視的同時(shí)，各行各業(yè)都在努力向著可持續(xù)發(fā)展的方向邁進(jìn)?；炷磷鳛榻ㄖ袠I(yè)的重要結(jié)構(gòu)性材料，也走向了節(jié)能減排的發(fā)展道路。早在1998 年，吳中偉院士就提出了綠色混凝土這一概念。綠色混凝土，顧名思義，一方面是指在制造過(guò)程中能耗低、污染小的混凝土，另一方面是指具備較強(qiáng)可靠性、工作性以及耐久性的高性能混凝土。綠色混凝土的“綠色”特性不僅僅涵蓋材料本身的環(huán)保性，還涵蓋著混凝土全生命周期的可持續(xù)發(fā)展性。綠色混凝土的管理工作也涉及制作、施工、使用以及再利用等混凝土全生命周期的各個(gè)階段。目前，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)正在蓬勃發(fā)展中，混凝土的使用量極大，因此，提高綠色混凝土的設(shè)計(jì)與施工水平意義重大。為了減少工程返工、返修等問(wèn)題，必須通過(guò)研究有效提高綠色混凝土的耐久性以及適用性。

1 綠色混凝土在建筑工程中的運(yùn)用形式

1.1 高性能混凝土

高性能混凝土在強(qiáng)度以及耐久性方面具備一定優(yōu)勢(shì)，其強(qiáng)度往往在60～100MPa 范圍內(nèi)，部分高性能混凝土經(jīng)過(guò)添加外加劑強(qiáng)度甚至超過(guò)100MPa。高性能混凝土可以滿足建筑工程對(duì)于防滲、抗震以及耐磨損等性能的需求，通過(guò)高性能外加劑的摻加有效提升混凝土性能。考慮到高性能混凝土具備較高的強(qiáng)度，所以在設(shè)計(jì)中往往僅需較小的構(gòu)件尺寸就可以承載較大的荷載，在一定程度上促進(jìn)了建筑物的輕量化發(fā)展，同時(shí)降低了建筑自重、減少了地基荷載，進(jìn)一步縮減了建筑物的建材用量并節(jié)約了造價(jià)。與此同時(shí)，高性能混凝土在抵御環(huán)境侵蝕方面也表現(xiàn)卓越，其耐久性能突出，可以有效減少建筑物后續(xù)的維護(hù)耗費(fèi)。

1.2 輕質(zhì)混凝土

輕質(zhì)混凝土使用的原材料包含工業(yè)廢料、天然輕集料以及人造集料等等，該類型混凝土具備自重輕、抗凍性好、強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，天然輕集料是指浮石或者凝灰?guī)r等材料，人造集料則是指頁(yè)巖陶粒、粘土陶粒以及膨脹珍珠巖等材料。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還會(huì)采用工業(yè)廢料作為輕集料，常見的工業(yè)廢料包含爐渣、煤矸石以及粉煤灰陶粒等等。輕質(zhì)混凝土中工業(yè)廢渣的利用，一方面可以減少混凝土耗材、節(jié)約配置成本，另一方面可以有效再利用工業(yè)廢棄料，提高綠色施工水平，避免工業(yè)廢棄料對(duì)環(huán)境造成污染。

1.3 生態(tài)混凝土

在節(jié)能環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)的趨勢(shì)下，建筑工程中生態(tài)混凝土的運(yùn)用得到越來(lái)越多的關(guān)注。生態(tài)混凝土，又稱植生混凝土，該類混凝土由特殊原材料精選加工而成，在混凝土結(jié)構(gòu)和性能方面極具特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，生態(tài)混凝土在節(jié)能環(huán)保性方面較為突出，能夠有效控制建筑施工造成的污染，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)與環(huán)境發(fā)展的友好共存。可以將生態(tài)混凝土劃分為環(huán)保型以及生物型兩種類型，其中，環(huán)保型生態(tài)混凝土的優(yōu)勢(shì)在于混凝土在生產(chǎn)過(guò)程中使用大量的固體廢棄物，在解體過(guò)程種可以被有效再利用，造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)較小。同時(shí)，環(huán)保型生態(tài)混凝土的耐久性較好，可以在一定程度上延長(zhǎng)建筑物壽命。生物型生態(tài)混凝土是指混凝土可以與動(dòng)植物相容，具體又可以劃分為水質(zhì)凈化型、植物共生型、水生物共生型三種類型，該類混凝土尤其適用于生態(tài)建筑，在環(huán)境凈化功能方面表現(xiàn)突出。

1.4 自密實(shí)混凝土

自密實(shí)混凝土的核心優(yōu)勢(shì)在于施工時(shí)無(wú)須機(jī)械振搗混凝土，通過(guò)混凝土自重即可保證混凝土的密實(shí)度。一般來(lái)說(shuō)，自密實(shí)混凝土具備較高的流動(dòng)性，能夠有效避免混凝土發(fā)生離析等質(zhì)量缺陷。在自密實(shí)混凝土拌合過(guò)程中，粗集料的占比一般為50%，細(xì)集料的占比一般為40%。自密實(shí)混凝土運(yùn)用于建筑工程中，可以有效節(jié)能降噪、減少揚(yáng)塵并縮短施工周期，進(jìn)一步取得良好的環(huán)保效益。

3 綠色混凝土在建筑工程中的運(yùn)用要點(diǎn)

3.1 綠色混凝土原材料的使用要點(diǎn)

在材料工程飛速發(fā)展、工業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步的趨勢(shì)下，綠色混凝土的品種也日益豐富，除了前文所述種類以外，快干混凝土、耐熱混凝土、噴射混凝土等新型綠色混凝土也被逐步研發(fā)。在建筑工程領(lǐng)域，應(yīng)該依據(jù)工程特征與建設(shè)需求，選用合適的綠色混凝土以發(fā)揮其功效。不論是哪一種綠色混凝土，其原材料種類以及配合比都會(huì)影響混凝土的坍落度和易性等關(guān)鍵指標(biāo)。因此，必須要嚴(yán)格控制綠色混凝土中的水泥、水、粗細(xì)集料等原材料的質(zhì)量，同時(shí)充分考慮材料成本，選用合適的外加劑（尤其針對(duì)耐酸混凝土以及耐堿混凝土等高性能混凝土）。此外，對(duì)于進(jìn)場(chǎng)原材料應(yīng)妥善開展材料質(zhì)檢工作，禁止使用劣質(zhì)材料，保證工程中使用的綠色混凝土可以發(fā)揮預(yù)期的功效。

3.2 綠色混凝土配置過(guò)程的質(zhì)控要點(diǎn)

對(duì)于綠色混凝土來(lái)說(shuō)，提高其耐久性以延長(zhǎng)建筑物的使用壽命尤其關(guān)鍵。因此，在混凝土配置過(guò)程中，必須采用合理化手段提高其功能性、適用性以及安全性，具體來(lái)說(shuō)有如下做法：①控制水泥用量。混凝土生產(chǎn)過(guò)程中高達(dá)90%的CO2排放量均來(lái)自于水泥。因此，在配置過(guò)程中，可以靈活地運(yùn)用粉煤灰、礦渣粉等替代水泥，在減少水泥污染的同時(shí)，減少混凝土的含堿量，并控制水泥水化熱，最終有效改善混凝土開裂等問(wèn)題；②合理?yè)郊油饧觿?，通過(guò)合理的選型與配比充分發(fā)揮外加劑的勻質(zhì)性以及相容性，最終實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能混；③最大限度利用碎石生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的石屑等廢料，在減少工業(yè)廢棄物污染的同時(shí)，減少河砂等自然資源的耗費(fèi)量；④合理利用石灰石，考慮到經(jīng)過(guò)破碎、粉磨處理的石灰石粉具備較強(qiáng)的水化活性，因此可以將其摻雜在混凝土中，一方面作為細(xì)集料使用，另一方面完善混凝土原材料的微細(xì)顆粒體系，改善混凝土泌水以及離析等現(xiàn)象，提升混凝土和易性。另外，石灰石粉的使用還可以減少混凝土配置過(guò)程中的膠凝材料用量以及水用量；⑤合理利用建筑廢棄材料，將廢棄的砂漿、混凝土、磚塊等與砂漿拌合形成再生混凝土，在減少環(huán)境污染的同時(shí)，節(jié)省自然資源的耗費(fèi)量。

3.3 綠色混凝土拌合過(guò)程的質(zhì)控要點(diǎn)

相比傳統(tǒng)混凝土，綠色混凝土的拌合過(guò)程質(zhì)控應(yīng)當(dāng)更精細(xì)，具體來(lái)說(shuō)應(yīng)關(guān)注如下要點(diǎn)：①選用集中拌和的生產(chǎn)方式，拌和站內(nèi)應(yīng)該布置三級(jí)沉淀池，并考慮場(chǎng)地的硬化以及防滲處置；②對(duì)于綠色混凝土施工用水可以將其再利用于機(jī)械清洗以及構(gòu)件養(yǎng)護(hù)，而且拌和站內(nèi)應(yīng)該布置粉塵收集罐等環(huán)?？刂蒲b置；③應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件、混凝土特性、混凝土運(yùn)距、澆筑方式等制定混凝土施工方案，考慮到綠色混凝土相較傳統(tǒng)混凝土更具敏感性，在混凝土拌合之前必須加強(qiáng)對(duì)于粗細(xì)集料中含水量的檢驗(yàn)力度，通過(guò)增加取樣點(diǎn)數(shù)、加大檢驗(yàn)頻率等方式確保混凝土配合比的精確性。投料過(guò)程中應(yīng)關(guān)注投料順序，并控制投料量與試配配合比相統(tǒng)一。此外必須保證混凝土的勻質(zhì)性，對(duì)于冬期加工的綠色混凝土應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)其拌合時(shí)間。

3.4 綠色混凝土運(yùn)輸及澆筑過(guò)程的質(zhì)控要點(diǎn)

應(yīng)保證混凝土運(yùn)輸路面平坦，進(jìn)而確?；炷帘３志鶆蛐?，控制運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土不發(fā)生離析、漏漿、分層等問(wèn)題，保證混凝土具備工作性能。綠色混凝土運(yùn)輸時(shí)還應(yīng)做好保溫及隔熱，運(yùn)輸時(shí)采用攪拌車緩速攪拌，運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，調(diào)整攪拌車高速旋轉(zhuǎn)并保持30s，其后再進(jìn)行混凝土的卸料。澆筑過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)施工方案確定的工藝分段，進(jìn)行分層的、連續(xù)的澆筑，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)控澆筑厚度，確保澆筑厚度與建筑結(jié)構(gòu)特征以及鋼筋疏密程度相適應(yīng)。

3.5 綠色混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程的質(zhì)控要點(diǎn)

綠色混凝土中礦物外加劑的含量較高，因此水化時(shí)間較長(zhǎng)，為了避免混凝土發(fā)生開裂，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在混凝土澆筑后的12h 內(nèi)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于兩周，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)該依據(jù)溫度變化情況合理調(diào)整灑水量，當(dāng)外界溫度較高時(shí)還可以使用草席等進(jìn)行覆蓋保濕。

4 綠色混凝土在建筑工程中的發(fā)展趨勢(shì)

綠色混凝土在建筑工程中的發(fā)展趨勢(shì)主要如下：①建筑廢料材料利用率的提高。未來(lái)，將通過(guò)生產(chǎn)技術(shù)的不斷改革以及工藝流程的不斷優(yōu)化，持續(xù)引入新型設(shè)備，進(jìn)而提高建筑廢棄材料的再利用率，將建筑廢棄材料再加工為混凝土集料，以減少天然砂石料的使用量，并打造一條科學(xué)合理的循環(huán)鏈；②熟料水泥的推廣運(yùn)用。在研究熟料礦物成分的基礎(chǔ)上，研發(fā)出各類低能耗、高標(biāo)號(hào)的熟料水泥，進(jìn)而更好地滿足高性能混凝土的配置要求，同時(shí)能夠降低混凝土中水泥的用量，既保證了混凝土的質(zhì)量，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然資源的節(jié)約；③政策引導(dǎo)的完善。在未來(lái)，與綠色混凝土相關(guān)的組織機(jī)構(gòu)將不斷完善，各大企業(yè)與相關(guān)行業(yè)之間的配合將日益緊密，綠色混凝土的相關(guān)制度，例如設(shè)計(jì)規(guī)程、施工方法、質(zhì)控措施、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等也將日益完善。