绿色高性能混凝土研究 - 图文

1、绿色高性能混凝土研究 - 图文 绿色高性能混凝土研究 建筑工程学院土木工程 目 录 1. 引言? 2. 绿色高性能混凝土的概要? 3. 绿色高性能混凝土的成分? 4. 绿色高性能混凝土的生产工艺? 5. 绿色高性能混凝土的优点? 6. 绿色高性能混凝土的缺点? 7. 绿色高性能混凝土的应用研究? 8. 绿色高性能混凝土的发展前景? 9. 总结? 正文 1 引言 2绿色高性能混凝土的概念及分类 21 绿色高性能混凝土的概念 绿色混凝土的“绿色”涵义为：节约资源、能源；不破坏环境，更有利于环境；可持续发展，既满足当代人的需求，又不危害子孙后代。且能满足其需要1。 所谓绿色高性能混凝土，是指通过材料

2、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。 22 绿色高性能混凝土的分类 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、透水型混凝土、水生物保护型混凝土等三

3、大类。 221 植被绿化型混凝土 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土及其制品，具有保护环境、改善生态条件、基本保持原有结构材料性能。 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，采用多孔混凝土作为植物生长基体，并在孔隙内充填植物生长所需的物质2。 222 透水型混凝土 透水混凝土是具有l50r30的连通孔隙的多孑l或大孔混凝土3。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，j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，

4、有较强的透水性能4 223 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，能够为水藻类生物提供合适的附着表面，并能在昆凝土表面增殖，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。 23 绿色高性能混凝土的由来 与水泥混凝土相关的资源、能源与环境问题十分突出。传统的混凝土生产，尤其是其主要原材料水泥的生产会带来极大的资源、能源消耗和严重的环境污染。生产1 t水泥熟料的燃料约400kg；1 t熟料由caco3分解生成6xxxx年5月，由美国标准与技术研究院(nist)和混凝土学会

5、(aci)主办召开了第一次国际hpc研讨会7。在这次会议上，首次提出了高性能混凝：l(high performance concrete，简称hpc)的概念，得到了各国工程界的广泛响应，被称为“2l世纪混凝土”。但不同国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释8。我国混凝土科学技术的先驱与奠基人吴中伟院士综合各种观点后，对hpc定义如下9：hpc是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原料，在妥善的质 量管理条件下制成。除水泥、集料、水以外，必须采用低水胶比，掺加足够的细掺料与高效外加剂。hp

6、c应同时保证下列诸性能：耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性与经济合理性。中国混凝土学会高强、高性能混凝土委员会于xxxx年在苏州召开的会议上，建议高性能混凝土定义为：以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土10。 区别于传统混凝土，高性能混凝土把混凝土结构的耐久性作为首要的技术指标，目的在于通过对混凝土材料硬化前后各种性能的改善，提高混凝土结构的耐久性和可靠性。高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比、掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。吴中伟院士认为：混凝土能否长期作为最大宗的建筑结构材料，关键在于能否成为绿色材料，并于1997年首次提出了绿色高性能混凝土(g

7、reen high performance concrete，简称ghpc)的概念。他认为，ghpc应具有下列特征 ： (1)更多地节约熟料水泥，减少环境污染。ghpc中，磨细工业废渣，而不是熟料水泥将成为最大的胶凝组分； (2)更多地掺加工业废渣为主的细掺料； (3)更大地发挥高性能的优势，减少水泥与混凝土用量； (4)扩大ghpc的应用范围。将现行hpc的强度低限从c5f-c60降到c30左右。ghpc强调的是混凝土的绿色含量，着跟于混凝土的可持续发展。绿色高性能混凝土由于具有良好的性能与环境协调性，已成为混凝土产业未来发展的方向。加快发展绿色高性能混凝土，满足t程建设需要是建筑业贯彻实施

8、可持续发展战略的重要途径。 3.绿色高性能混凝土成分分析 在配制混凝土时加入较大量矿物细掺料，可以降低温升，改善工作性，增进后期强度，并可改善混凝土内部结构，提高耐久性和抗渗性，尤其是矿物细掺料对碱集料反应具有很好的抑制作用，这些矿物细掺料称为辅助胶凝材料。在配制高性能混凝土时，通常使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥再掺加矿物细掺料。不同的矿物细掺料混合或矿物细掺料与水泥混合称为复合胶凝材料。 矿物细掺料的主要种类 矿物细掺料基本可以分为四类： （1）有胶凝性（或称潜在活性）的。如粒化高炉矿渣和水硬性石灰。 （2）有火山灰活性的。火山灰活性指本身没有或极少有胶凝性，但其粉末状态在有水存在时，能与c

9、a（oh）在常温下发生化学反应，生成具有胶凝性的组分。 如粉煤灰、硅灰等。 （3）同时具有胶凝性和火山灰活性的。如高钙粉煤灰或增钙液态渣以及固硫渣等。矿渣实际也同时具有火山灰活性。 （4）其他未包括在上述三类中的本身具有一定化学反应的材料。如磨细的石灰岩、石英砂、白云岩以及各种硅质岩石的产物。 粉煤灰 现已研发和使用的绿色高性能混凝土，绝大部分把粉煤灰作主要掺料，粉煤灰是工业废料，如不很好利用，会对环境造成二次污染，在绿色高性能混凝土中采用粉煤灰，既解决了二次污染，又降低了混凝土的成本，同时提高了混凝土的性能，主要表现在提高了混凝土的耐久性和工作性。 用粉煤灰代替部分水泥，在低水胶比条件下，水

10、泥的水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的“水灰比”增大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显（掺量为58%:左右，初期水灰比则约0.65）。水泥水化程度的改善，则有利于粉煤灰作用的发挥，然而与此同时，需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经大大减小，所以其水化能力差的弱点在低水胶比条件下被掩盖，而降低温升等其他优点则依然起着有利于混凝土性能提高的作用。 粉煤灰作为燃煤电厂的副产品，量大且稳定，如果利用不好，不仅占地、占水域，而且污染环境。对于工程中添加粉煤灰作为混凝土的成分，不但节约了成本，提高了混凝土的强度，明显改善混凝土的工作性、力学性能和耐久性，具有显著的技术、经济和社会效益。 混凝土中的稻壳灰 稻壳经过专用的烧灰炉烧去有机物，残留下无机物sio2灰烬等，再经过磨机磨细，即可得到稻壳灰。就目前来说，稻壳