低碳混凝土技术发展现状问题与对策

低碳混凝土技术

发展现状、问题与对策北京建筑工程学院宋少民观念的转变是前提中国科学院编制出版的《中国至2050年先进材料科技发展路线图》将低能耗建筑材料作为建筑材料科技发展的重点进行规划。就我们这个行业而言混凝土要想实现低能耗技术的广泛开发和应用，借用廉老师的一句话：观念的转变比科学技术更重要。混凝土产业的科学发展观首先是可持续发展老子在道德经中说：天地所以长且久者,以其不自生,故能长久。和宇宙万物协调发展与存在是我们唯一正确的选择。老子又说：天地不仁，以万物为邹狗。告戒我们应该体恤、敬重世间万物。体现在建筑行业上就是要物尽其用以减轻对生态与资源的压力。就是要最大限度地延长建筑物的使用寿命。建筑物的质量不仅体现在早期安全性、经济性；更重要地是体现在长龄期安全服役。转变观念谈何容易开惯了汽车，叫你骑自行车，你当然不适应；胡吃海塞惯了让你管住自己的嘴当然不情愿；建设习惯于追求速度，抢工期，让你使用强度发展慢的绿色混凝土，许多人脑袋肯定会摇得像个拨浪鼓，“不可能、不现实、无法实现……”。人们有一万个理由把自己的思路框在快速建设的模式中。但是如果是为子孙考虑，让人类“寿与天齐”我们就必须改变自己，让建筑行业接受科学发展观。主要内容1、低碳混凝土技术的背景、意义与内涵2、低碳混凝土技术研究与应用现状3、低碳混凝土技术发展存在的问题与障碍4、低碳混凝土技术的对策与出路一、低碳混凝土技术发展的背景中国大陆2007年、2008年、2009、2010年水泥产量分别为13.2亿吨、13.88亿吨、16.3亿吨、18亿吨。占全世界水泥产量的比例约60%。可以看出，目前基础设施建设正处于有史以来最大规模的建设时期。

混凝土是目前用量最大的建筑材料之一。混凝土搅拌站、混凝土制品和构件及混凝土现场施工等方式每年将超过40亿立方米的混凝土用于基本设施建设和国家重点工程。

一、低碳混凝土技术的内涵

所谓低碳混凝土技术是指在混凝土的生产、使用过程中，能够直接或间接地降低温室气体排放的相关混凝土技术。具体说包括：减少混凝土中水泥熟料用量前提下追求水泥混凝土长寿命、高耐久的绿色高性能混凝土技术；尾矿、建筑垃圾在混凝土工程中的应用技术。一、低碳混凝土技术的内涵要减少混凝土应用中的碳排放，降低混凝土中水泥的用量具有最直接的效果。因此，对混凝土生产过程中选择低水泥用量、大掺量矿物掺合料的复合胶凝材料体系是重要的技术原则。与此同时提高混凝土结构的使用寿命也是减排温室气体的根本性措施。唐明述院士曾经说过：延长建筑物的寿命是最大的节能减排。

因此在全球发展低碳经济的新形势下，与混凝土相关的发展方向，正如美国加州理工学院伯克利分校教授Mehta所指出：在建设新结构物时少用混凝土；在混凝土中减少水泥消耗量；在生产水泥时减少其中的熟料量。一、低碳混凝土技术的意义

以C40混凝土为例，低碳混凝土和普通混凝土为例，节能效果为：单方混凝土节约水泥159kg，使用工业废渣132kg。吨水泥的综合能耗降低为120千克标准煤，煤耗降低136千克，电耗降低92千瓦时。按照中国混凝土产量，如有1/4数量的混凝土采用低碳混凝土技术，每立方混凝土节约水泥100kg来估算，仅此一项我国每年可以节约水泥0.5亿吨，折合为节约综合能耗、煤耗和电耗，数量相当可观。

一、、低低碳碳混混凝凝土土技技术术的的意意义义分析析延延长长混混凝凝土土工工程程寿寿命命情情况况可可以以看看出出，，使使用用传传统统的的混混凝凝土土，，由由于于各各种种原原因因，，混凝凝土土寿寿命命一一般般只只有有30年，，即在在100年的的时时间间里里，，至至少少需需要要大大修修或或重重建建2次。。而而高性性能能混混凝凝土土的的寿寿命命可可以以达达到到100年，，即在在100年的的时时间间里里，，不不需需要要大大修修。。这这样样，，高高性性能能混混凝凝土土通通过过大大幅幅度度提提高高混混凝凝土土耐耐久久性性，，延延长长结结构构物物的的使使用用寿寿命命，，进进一一步步节节约约维维修修和和重重建建费费用用。。一、低碳碳混凝土土技术的的意义另外，普普通混凝凝土要用用约12%水泥、8%拌合水和和80%的集料，，这意味味着全国国的混凝凝土除了了每年要要用16亿吨水泥泥以外，，还要消耗耗近100亿吨的砂砂石和10亿吨水，即每年年消耗126亿吨原材材料。即即除了每每年用于于生产水水泥的原原材料以以外，还还有巨大大数量的的混凝土土集料的的开采、、加工和和运输消消耗，这些都消消耗相当当可观的的能源，，并对地地球的生生态产生生负面影影响。一、低碳碳混凝土土技术的的内涵将尾矿、、建筑垃垃圾作为为骨料循循环利用用于混凝凝土，不不仅可以以大量减少天然然资源的的消耗，，而且可以减少少处理这这些废弃弃物所要要消耗的的大量物物力，间间接减少少温室气气体排放放的意义义重大，所以建筑筑垃圾、、尾矿资资源再生生混凝土土技术应应该纳入入低碳混混凝土技技术体系系。一、低碳碳混凝土土与绿色色混凝土土在我国，，中国工工程院吴吴中伟院院士1998年提出绿绿色高性性能混凝凝土的概概念，其其内涵主主要包括括:一是更多地地节约熟料料水泥，减减少环境污污染;二是更多地地掺加以工工业废渣为为主的活性性细掺料;三是更大地地发挥高性性能优势，，减少水泥泥和混凝土土的用量。。可见绿色混混凝土实际际上就是低低碳混凝土土我们应该发发展，但不不要疯狂我们不要幼幼稚地认为为“人定胜胜天”，而而更应该遵遵循“天人人合一，自自然为重””的原则。。既然可持续续发展不可可能允许我我们象现在在这样肆无无忌惮地生生产和使用用水泥，我我们别无选选择，我们们必须找到到和适应低低水泥绿色色混凝土技技术。并围围绕这个中中心进行开开发和研究究二、低碳混混凝土技术术研究与应应用现状大掺量矿物物掺合料混混凝土技术术的工程应用用国贸三期，，塔楼A330m高底板厚度4.5m混凝土22833m3强度等级C45国贸三期底底板混凝土土配合比PO42.5水泥230kg/m3

I级粉煤灰190kg/m3

粗骨料1020kg/m3细骨料770kg/m3水165kg/m3W/b比0.39减水剂9.7kg/m3粉煤灰掺量量44%国贸三期底底板实体结构中中的混凝土土温升曲线线顶部混凝土土温峰约为为55~60℃，底部混凝凝土温峰60~65℃，中部温峰峰最高，基基本在70℃以上，最高高约为75℃，绝大部分分测温点温温差在25℃以内。标养60d抗压强度57.9MPa，满足设计计强度。60d钻芯取样强强度63.5MPa温度匹配养养护7d内强度和弹弹模增长迅迅速。较高的养护护温度下，，粉煤灰活活性被激发发，对早期期强度增长长有利。国贸三期底底板混凝土性能能国贸三期底底板体积稳定性性干燥收缩小小于普通混混凝土，加加强保湿养养护可进一一步改善。。自收缩小于于20微应变，可可忽略不计计。体积稳定性性好，有利利于裂缝控控制。234m高，倾斜6度顶部有挑出出75m远的14层楼世界上最大大的单体建建筑，建筑筑面积473,000m2.CCTV新台址110,900m3C40混凝土塔楼1：38,660m3，塔楼2：31,370m3最大厚度：：10.9m.计划在70h浇完.20台泵.浇筑速度800m3/h泵送距离超超过200m.央视大楼底底板混凝土土央视大楼底底板C40混凝土配合合比PO42.5水泥200kg/m3

I级粉煤灰197kg/m3

粗骨料1120kg/m3细骨料719kg/m3水160kg/m3W/b比0.40掺加比例49%混凝土浇筑筑前的塔楼楼1的基坑具有优良工工作性的大大掺量粉煤煤灰混凝土土浇筑完成后后混凝土表表面没有泌泌水离析初凝后覆盖盖塑料薄膜膜、草帘被被和帆布，，保湿保温温养护10.9m厚底板的温温升曲线最高温度61℃,出现在第六六天结构内任意意两点间的的温差小于于20℃Time/day央视大楼底底板C40混凝土的力力学性能标准条件养养护试件：：28d抗压强度大大于42MPa60d抗压强度大大于50MPa同条件养护护试件：28d抗压强度大大于45MPa60d抗压强度大大于52MPa大掺量矿物物掺合料混混凝土结构构中的强度度结构中的实实际强度发发展要比标标准养护下下高许多，，这是因为为往往结构构中的早期期温度要高高于50度。所以许许多工地反反映，回弹弹强度不够够钻芯强度度却高许多多。英国Bamforth于1980年发表一篇篇文章，叙叙述了使用用三种胶凝凝材料(纯硅酸盐水水泥;掺30%粉煤灰的水水泥;掺75%磨细矿渣的的水泥)配制混凝土土并浇注(浇注温度巧巧℃)厚为2.5m板体结构，，进行板中中测温并制制备相应试试件在两种种不同条件件下养护(标准养护和和温度匹配配养护，后后者将试件件置于和板板体温度历历程相同条条件下进行行养护)的强度试验验。结果表明:标准养护条条件下，纯纯水泥混凝凝十28d强度达50MPa以上，掺30%粉煤灰混凝凝土的强度度在28d后才赶上前前者，矿渣渣水泥试件件90d后才赶上前前者;温度匹配养养护下，掺掺粉煤灰混混凝土在温温峰超过50℃的情况下，，3d前抗压强度度达50MPa以上，而没没掺粉煤灰灰的纯水泥泥混凝土，，由于温峰峰超过60℃的负面影响响，其28d强度仅约40MPa，这个强度度在3-5d内就被矿渣渣一水泥混混凝土试件件(尽管矿渣掺量量高达75%)达到并超过。。这个例子生动动地表明现行行评价方法带带来的严重误误导。这种““温度匹配养养护”技术很很值得我们在在预测结构混混凝十实际强强度发展的做做法加以仿效效。四川二滩电站站大坝混凝土土采用水泥260kg/m3,其中掺有52%优质粉煤灰,水和胶凝材料料比为0.43。180天后强度达到到C40。水工工程中中采用碾压混混凝土,粉煤灰掺量可可达60%-70%。二、低碳混凝凝土技术研究究与应用现状状大掺量矿物掺掺合料混凝土土技术的相关研究大掺量粉煤灰灰混凝土对钢钢筋锈蚀的担担忧传统观念认为为掺矿物掺和料料加重混凝土土碳化；传统认为，碳化会降低混混凝土的碱度度，加速钢筋筋锈蚀，涉及混凝土结结构耐久性；；对于碳化和钢钢筋锈蚀的担担忧成为大掺量矿矿物掺和料的的推广使用的的障碍。试验用原材料料（本课题组组）水泥：三河市燕郊郊新型建材有有限公司生产产的钻牌42.5#普通硅酸盐水水泥。粉煤灰：Ⅱ粉煤灰。砂：细度模数为为2.4的天然中砂。。石：5～25mm连续级配的天天然石子。减水剂：聚羧酸高效效减水剂，减减水率为28%。大掺量粉煤灰灰混凝土的配配合比(kg/m3)编号BF%W/BCFSpSGW外加剂F1400400.342401600.468449911361.5%F2400400.372401600.468309741481.0%F3400400.402401600.468169581601.0%F4400400.452401600.467929291801.0%F5400500.342002000.468389841361.5%F6400500.372002000.468249671481.0%F7400500.402002000.468099501601.0%F8400500.452002000.467859221801.0%F9400600.341602400.468329761361.4%F10400600.371602400.468179601481.5%F11400600.401602400.468039431601.0%F12400600.451602400.467799151800.8%大掺量粉煤灰灰混凝土的配配合比(kg/m3)F13480400.34288192467769111631.0%F14480400.372881920.467598901780.8%F15480400.402881920.467418701920.6%F16480400.452881920.467128362160.5%F17480500.342402400.467689021631.2%F18480500.372402400.467518821781.0%F19480500.402402400.467348611921.0%F20480500.452402400.467058272160.5%F21480600.34192288467618931631.1%F22480600.371922880.467438731781.0%F23480600.401922880.467268521920.8%F24480600.451922880.466978192160.4%编号F%W/BW(kg/m3)坍落度(mm)28天(MPa)90天(MPa)270天(MPa)F1400.3413619558.667.785.3F2400.3714816557.565.377.7F3400.4016018047.856.772.3F4400.4518021544.051.468.0F5500.3413618054.559.272.7F6500.3714817048.555.364.2F7500.4016021541.846.363.2F8500.4518022536.240.253.8F9600.3413616542.548.157.4F10600.3714819538.043.256.0F11600.4016017038.342.753.0F12600.4518019530.237.650.7混凝土的抗压压强度性能F13400.3416323059.566.781.6F14400.3717823558.765.873.5F15400.4019220048.056.171.6F16400.4521621542.952.865.5F17500.3416321051.059.871.6F18500.3717818046.751.570.8F19500.4019221540.049.564.4F20500.4521620031.240.054.9F21600.3416323547.357.872.5F22600.3717824039.043.762.7F23600.4019223534.741.158.6F24600.4521616029.339.955.2混凝土的抗压压强度性能组号F%W/B碳化深度(mm)组号F%W/B碳化深度(mm)F1400.341.1F25400.346.2F2400.374.6F26400.377.8F3400.404.2F27400.408.1F4400.4510.4F28400.459.1F5500.342.4F29500.344.9F6500.374.4F30500.377.3F7500.405.9F31500.409.2F8500.4511.9F32500.4514.0F9600.347.5F33600.346.2F10600.378.1F34600.377.9F11600.409.5F35600.4010.3F12600.4513.3F36600.4512.9大掺量粉煤灰混凝土碳化性能水胶比比在0.34～0.40，粉煤煤灰掺掺量在在40%～60%的大掺掺量粉粉煤灰灰混凝凝土28天抗碳碳化能能力基基本良良好，，碳化深深度低低10mm。胶凝材材料用用量为为400kg/m3，粉煤煤灰掺掺量不不超过过50%，水胶胶比不不大于于0.40时，大大掺量量粉煤煤灰混混凝土土28天最大大碳化化深度度为5.9mm，最小碳碳化深深度为为1.1mm。图17胶凝材材料为为400kg/m3时大掺掺量粉粉煤灰灰混凝凝土的的碳化化性能能大掺量粉煤灰高性能混凝土研究碳化深深度减减小粉煤灰灰掺量量减少少水胶比比降低低无锈蚀蚀失重率率<0.25％图18混凝土土中无无锈蚀蚀钢筋筋大掺量量粉煤煤灰混混凝土土钢筋筋锈蚀蚀试验验锈蚀弱强强7mm12mm0.25％～0.40％0.41％(F4)0.45％(F28)0.79％(F28)钢筋失重率图19混凝土土中锈锈蚀钢钢筋试验验结结论论钢筋筋保保护护层层厚厚度度为为20mm时，，水胶胶比比在在0.34～0.45，粉粉煤煤灰灰掺掺量量在在40%～60%，胶胶凝凝材材料料用用量量为为400～480kg/m3的大大掺掺量量粉粉煤煤灰灰混混凝凝土土可可以以保保证证钢钢筋筋不不锈锈蚀蚀。。(a)保护护层层为为12mm(b)保护护层层为为7mm图20胶凝凝材材料料为为400kg/m3时的的钢钢筋筋锈锈蚀蚀失失重重率率大掺量粉煤灰高性能混凝土研究钢筋锈蚀试验(a)保护护层层为为12mm(b)保护护层层为为7mm图21胶凝凝材材料料为为480kg/m3时的的钢钢筋筋锈锈蚀蚀失失重重率率大掺量粉煤灰高性能混凝土研究钢筋锈蚀试验试验结论论在胶凝材材料用量量为400kg/m3，粉煤灰灰掺量为为40%，水胶比不不大于0.37时，7mm的保护层层就能保保护钢筋筋不锈蚀蚀；水胶比不不大于0.40时，12mm的保护层层就能保保护钢筋筋不锈。。水泥基材材料组成成（清华大大学课题题组）样品W/B水泥（％）粉煤灰（％）A00.31000A18020A26535A35050A43565B00.41000B18020B26535B35050B43565硬化混凝凝土内部部孔溶液液的碱度度W/B＝0.3W/B＝0.4硬化水泥泥基材料料浆体的的孔溶液液碱度随随粉煤灰灰掺量的的增加而而有所降降低，但但其pH值仍能长长期维持持在12以上。硬化浆体体中的氢氢氧化钙钙含量与与粉煤灰灰反应程程度Ca(OH)2含量的经经时变化化粉煤灰反反应程度度的经时时变化水胶比0.5暴露90天水胶比较较大时，，各试样样碳化率率均较大大，并随随粉煤灰灰掺量而而明显加加速；粉粉煤灰掺掺量为60%时，，到到90天碳碳化化深深度度已已超超过过10mm水胶胶比比0.4暴露露90天水胶胶比比为为0.4的试试样样，，粉粉煤煤灰灰掺掺量量小小于于40%时，，从从不不28天继继续续碳碳化化到到90天，，碳碳化化深深度度进进展展不不大大，，而而粉粉煤煤灰灰掺掺量量达达60%时，，则则碳碳化化明明显显深深入入水胶胶比比0.3暴露露90天当水水胶胶比比很很低低时时，，粉粉煤煤灰灰掺掺量量小小于于40%的试试样样在在碳碳化化28天以以后后，，进进占占已已很很缓缓慢慢，，但但粉粉煤煤灰灰掺掺60%的仍仍有有较较明明显显的的进进展展使孔孔溶溶液液饱饱和和需需要要的的Ca(OH)2量水胶胶比比在在0.3～0.4之间间的的复复合合胶胶凝凝材材料料硬硬化化浆浆体体的的孔孔隙隙率率一一般般在在0.1～0.3mL/g之间间。。25℃℃时Ca(OH)2的溶溶解解度度约约为为1.13gCaO/L。假设浆体内部部毛细孔隙全全部被Ca(OH)2饱和溶液充满满，则每克胶胶凝材料需Ca(OH)20.15～0.45mg。硬化浆体中的的Ca(OH)2量远高于此值值！清华大学课题题组结论是否充分养护护，对于大掺掺量粉煤灰混混凝土的抗碳碳化性能影响响很大。经过充分的湿湿养护后，大大掺量粉煤灰灰混凝土仍可可具有令人满满意的抗碳化化性能。大掺量活性粉粉末混凝土研研究（本课题题组）国内外对活性性粉末混凝土土的研究，主主要是使用水水泥和硅灰共共同构成粉体体堆积。这种种二元粒径体体系带来的问问题主要是水泥用量大，，对强度贡献献率低，成本本高。更主要要的是粉体堆堆积效率仍然然不够高，水水化热和自收收缩等问题值值得关注。孙伟院士在2007年全国第十届届水泥化学与与混凝土技术术学术会议上上提出：用矿物细粉取取代50-60%的水泥，提高高性价比是RPC材料今后研发发的主攻方向向之一。大掺量矿物细细粉活性粉末末混凝土需要要进行广泛和和深入的研究究，不仅对于于新型高性能构构件开发很重重要，同时对于水泥基材材料在低水胶胶比下水化和和微结构理论论的学术创新新都具有重要意意义。台湾科技大学学黄兆龙教授授认为：以骨料致密堆堆积为主轴，，先求出最密密实的粒料系系统，这是千千真万确的理理论，即使在在微观结构上上、原子结构构上也适用。。重庆大学蒲心心诚教授认为为：矿物细粉掺和和料的掺加对对凝胶结构的的密实性和品品质的提高具具有重要意义义。序号水胶比骨料水泥粉煤灰硅灰石灰石粉石粉掺量钢纤维用水量外加剂1-10.20155138838815400%16018618.61-20.201551309388154798%16018618.61-30.20155123038815415817%16018618.61-40.20155115038815423826%16018618.62-10.18155138838815400%16016818.62-20.181551388308154808%16016818.62-30.18155131030815415817%16016818.63-10.16155138838815400%16014918.63-20.161551388308154808%16014921.53-30.16155131030815415817%16014921.54-10.14155138838815400%16013018.64-20.141551388308154808%16013021.54-30.14155131030815415817%16013021.5大掺量活性粉粉末混凝土试试验配合比（单位kg/m3）超细石灰石粉粉的掺加对RPC拌和物黏度的的影响我们发现超细细石灰石粉的的掺加对RPC拌和物的黏度度有明显的改改善，从降降低至超细石灰石粉粉的掺加提高高RPC拌和物的工作作性，使RPC更易于实际生生产应用。60000mPa·S18000mPa·S大掺量矿物细细粉活性粉末末混凝土优化化配合比RPC优化配合比（（单位kg/m3）序号水胶比砂水水泥粉煤灰硅灰石灰石粉钢渣炉渣钢纤维外加剂10.16125015449525016500851602320.161396134351250140101001601730.161396134279250140977201601740.16139613418027014010014801601750.1613961349935615899126016017注：1.上表中所用砂砂子2.05-0.85mm，0.42-0.18mm，0.18-0.15mm混掺比例为1:0.68:0.562.上表中选用直直径0.12mm、长度12-13mm的钢纤维。大掺量活性粉粉末混凝土抗折强度表序号破坏荷载(KN)抗折强度ff118.242.3MPa217.741.5MPa316.037.3MPa413.331.2MPa511.025.9MPa不同尺寸试块块抗压强度表表序号强度1（MPa）强度2（MPa）强度3（MPa）1170.0160.0151.42166.9150.6145.53171.5149.6141.34150.4132.7128.95130.898.198.0注：强度1所对应的受压压面积：1600mm2；强度2所对应的受压压面积：4998mm2强度3所对应的受压压面积：10000mm2大掺量活性粉粉末混凝土抗压强度通过上表，我我们可知，五个优化配合合比的混凝土抗压压强度都不低低于130MPa，通过不同尺寸寸的抗压强度度对照，可知知超高强混凝凝土的尺寸效应明显。从170MPa降至151.4MPa、由130.8MPa降至98.0MPaRPC构件RPC生产构件-铁路桥人行道道板RPC试验构件-小梁从微观结构来来看，单方配配合比为，水水泥：水：粉粉煤灰：硅灰灰：石灰石粉粉：钢渣：钢钢纤维=279：134：250：140：97：72：160的RPC凝胶体中基本没有发现现发育完整的的Ca(OH)2晶体，凝胶体体非常致密，，以等粒子Ⅲ型C-S-H凝胶为主，界界面结合紧密密，微观结构构均匀密实。。胶凝颗粒细细腻、致密，，骨料堆积密密实，水化结结构最优。研究结论我们可能都记记得加拿大大大掺量粉煤灰灰混凝土的这这个试验强度与耐久性性研究结果结论论启示我们水水泥基材料随随着水胶比的的降低，强度对水泥用用量的依赖逐逐渐减少，水水泥与矿物细细粉掺和料共共同组成合理理胶凝材料体体系（各占50%，或者更少的的使用水泥））在低水胶比比下是可行的的，其耐久性性也是可以信信赖的。研究启示制备绿色高强强混凝土具有有可行性所以，至少可可以说在低水水胶比下，低水泥熟料胶胶凝材料体系系是可以制备备高强混凝土土的，在满足施施工要求的前前提下，选择择较小的浆骨骨比。绿色混凝土是是可以做到高高强度的，当当然不是高早早强。二、低低碳混混凝土土技术术研究究与应应用现现状建筑垃垃圾再再生混混凝土土研究究与应应用（本课课题组组参与与）编号水kg/m3水泥kg/m3天然石kg/m3天然砂kg/m3全骨料kg/m3矿粉kg/m3外加剂kg/m3J101813535642269028613.2J111803536773386768613.2编号0h坍落度mm0h扩展度mm1h坍落度mm1h扩展度mm3dMPa7dMPa28dMPaJ1021542022542029.836.148.4J1122051020542028.238.148.8试验结结果建筑垃垃圾再再生混混凝土土试验验配合合比试验建建筑利用废废弃资资源加加工混混凝土土骨料料据推算算，全全国现现有尾尾矿的的总量量为100亿吨以以上。。铁矿尾尾矿尾矿的的危害害铁矿的的砂石石生产产线用尾矿砂生生产建筑砂砂用尾矿生产产建筑用石石尾矿骨料建建筑工程首钢尾矿砂砂工程用配配合比低碳混凝土土技术在上上海世博会会工程中的的应用【工程名称】:上海世博会会城市最佳佳实践区上上海案例(沪上·生态家)、上海世博博会浦东临临时场馆G片区1标。【性能指标】强度等级和和耐久性要要求:C30P6,C40P6【绿色度要求求】:使用矿渣粉粉、粉煤灰灰等掺合料料取代50%一60%水泥，使使用再生生骨料、、石屑、、细砂等等资源节约型骨料料，取代50%一60%天然砂石。。技术特点建立的骨料料级配体系系和胶凝材材料配比体体系，在降降低浆骨比比、减少胶胶凝材料用用量、发挥挥掺合料对对混凝土工工作性和耐耐久性及后后期强度影影响方面具具有重要意意义。混凝土配合合比力学性能耐久性能三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍低碳高性能能混凝土技技术的广泛泛应用是一一项系统工工程，需要要建筑业统统一认识，，协作完成成，绝不仅仅仅是混凝凝土生产企企业的事情情，目前之之所以得不不到很好的的效果，原原因就在于于整个行业业对混凝土土的理解和和认识还停停留在传统统观念上，，不认为混混凝土是一一项复杂的的技术，认认为“和和和泥有什么么难的？””下面对低低碳混凝土土技术发展展的障碍做做如下分析析。1、原材料行行业不能供供应优质原原材料，混混凝土企业业“巧妇难难为无米炊炊”混凝土原材材料品质无无法保证混混凝土质量量，我国砂砂石存在的的含泥量过高高、无级配配可言、粒粒形差，砂砂含石量高高等问题严重。。我国混凝凝土质量比比西方国家家的差，主主要原因在在于骨料的的质量；三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍1、原材料行行业不能供供应优质原原材料，混混凝土企业业“巧妇难难为无米炊炊”作为现代混混凝土重要要组成部分分的矿物掺和料料，没有形形成具有规规模的、质质量稳定的的原材料供供应产业。。优质矿物掺掺和料供应应不足的问问题日益显显现。西南南地区优质质粉煤灰供供应已经严严重不足，，混凝土搅搅拌站买不不到需水量量比低、细细度细、烧烧失量较小小的优质粉粉煤灰。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍1、原材料行行业不能供供应优质原原材料，混混凝土企业业“巧妇难难为无米炊炊”混凝土结构构的耐久性性比强度更更重要，而与混凝土土结构耐久久性关系最最密切的就就是水泥，，只保证高强强度的水泥泥并不一定定利于混凝凝土结构耐耐久性。第第一重要的的是匀质性性和体积的的稳定性。。当代混凝凝土需要开开裂敏感性性低的水泥泥。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍1、原材料行行业不能供供应优质原原材料，混混凝土企业业“巧妇难难为无米炊炊”单纯追求满满足强度下下的高利润润，使水泥泥厂采取使使用助磨剂磨细细、掺用““增强剂剂”，细度度越来越细细，矿物中中C3S、C3A越来越高，，增加了开裂裂敏感性和和不利于混混凝土长期期性能稳定定性和耐久久性的成分分。在加之使用用硬石膏缓缓凝、水泥泥供不应求求造成的生生产混凝土土时水泥温温度过高等因素使水水泥与外加加剂相容性性不好，硬硬化性能也也受到影响响。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍2、过分追求求工程进度度，养护不不充分，追追求早期强强度与绿色色高性能混混凝土理念念背道而驰驰施工单位不不适当地加加快工程进进度,追求施工速速度。政府府建设管理理机构，没没有严格限限制和控制制过快的工工程进度。。其实，混凝土的耐耐久性质量量尤其需要要有足够的的施工养护护期加以保保证；高早强有损损混凝土长长期性能。。早产有损损生命健康康的概念同同样适用于于混凝土。。三、、低低碳碳混混凝凝土土技技术术发发展展存存在在的的问问题题与与障障碍碍图113混凝凝土土冷冷却却速速率率、、内内外外温温差差对对开开裂裂的的影影响响三、、低低碳碳混混凝凝土土技技术术发发展展存存在在的的问问题题与与障障碍碍2、过分追追求工程程进度，，养护不不充分，，追求早早期强度度与绿色色高性能能混凝土土理念背背道而驰驰过度追求求工程进进度不仅造成成混凝土土得不到到充分养养护，同同时势必必导致混混凝土追追求高早早强。高早强的的混凝土土更易于于开裂，，在侵蚀蚀性环境境中劣化化更迅速速；规范范应该修修正，足足够地强强调这一一点。三、低碳碳混凝土土技术发发展存在在的问题题与障碍碍我国专家家黄士元元实验表表明混凝凝土24小时抗压压强度不不超过10MPa左右，或或28天抗压强强度不超超过50MPa可以大大大降低开开裂的风风险。三、低碳碳混凝土土技术发发展存在在的问题题与障碍碍2、过分追追求工程程进度，，养护不不充分，，追求早早期强度度与绿色色高性能能混凝土土理念背背道而驰驰不适当地地加快施施工进度度,尤其是对对工程进进度不适适当的行行政干预预。国内内一些媒媒体大加加宣传的的所谓几几个月就就修成一一条道路路、建成成一座大大桥或盖盖成一幢幢高楼的的工程以以及抢工工献礼工工程,很可能就是是今后注注定要花花掉大量量资金进进行大修修的短命命工程。。三、低低碳混混凝土土技术术发展展存在在的问问题与与障碍碍2、过分分追求求工程程进度度，养养护不不充分分，追追求早早期强强度与与绿色色高性性能混混凝土土理念念背道道而驰驰提前完成合合同规定施施工工期的的工程在国国外要被罚罚款,因为意味着着工程质量量有遭到损损害的可能能。工程施工速速度的不断断加快。一一再加速的的施工进度度使得浇筑筑后的混凝凝土普遍得得不到充足足时间的养养护，且因因早期强度度高影响混混凝土体积积稳定性和和抗化学侵侵蚀性。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍2、过分追求求工程进度度，养护不不充分，追追求早期强强度与绿色色高性能混混凝土理念念背道而驰驰事实已经证证明：这对暴露于于严酷环境境条件下运运行的混凝凝土结构耐耐久性是有有害的。我们在建造造耐用和环环境中持久久的混凝土土结构时，，必须牺牲牲一些建设设速度，显显然，这需需要政府主主管部门、、业主、营营造商与设设计者转变变观念。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍3、行业上整体体上对绿色色高性能混混凝土技术术缺乏认识识高质量的混混凝土结构构是需要结构设计单单位、混凝凝土原材料料供应商、、混凝土搅搅拌站、施施工单位、、监理单位位、检测与与建筑质量量管理机构构共同努力建建造的。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍3、行业上整体体上对绿色色高性能混混凝土技术术缺乏认识识例如绿色高高性能混凝凝土技术采采用低水胶胶比，大比例掺加加矿物掺合合料，塑性性收缩较大大，早期及及时充分的的养护对保保证质量很很重要。但现实是混混凝土工程程中大表面面混凝土结结构浇筑后后由于不注注重养护，，经常发生生开裂，施施工单位往往往认识不不到养护的的缺失是造造成开裂的的主要原因因，一味向向混凝土供供应商推卸卸责任。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍3、行业上整体体上对绿色色高性能混混凝土技术术缺乏认识识例如，监理理人员技术术观念陈旧旧，往往认认为水泥用得越越多越好，，最好只用用水泥不用用矿物掺合合料，一味盯着配配合比，干干扰绿色高高性能混凝凝土技术的的应用。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍4、混凝土浇筑筑时加水成成为潜规则则存在的严重重问题除不不认真养护护外，在浇浇筑混凝土土时随意加加水现象普普遍。这种怪现象象几年前就就存在，现现在依旧普普遍，混凝凝土工程质质量在这一一重要环境境上失控，，大家议论论这件事时时渐渐地变变得麻木不不仁，也成成了行业的潜规规则。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍4、混凝土浇筑筑时加水成成为潜规则则混凝土无声声无言，谁谁替它呐喊喊？我们的的主管部门门，我们的的建设单位位和监理体体制似乎变变得无能为为力！绿色高性能能混凝土水水泥用量低低，如果用用水量变成成不可知的的话，出现质量量事故反过过来再把责责任推给绿绿色高性能能混凝土技技术。三、低碳混混凝土技术术发展存在在的问题与与障碍4、建筑垃圾再生生利用问题““球在政府部部门手中”建筑垃圾再生生混凝土技术术近五年来开开始受到越来来越多的关注注，许多研究究单位进行了了系统、深入入的研究。北北京建筑工程程学院课题组组已经完成了了1700平方米的试验验建筑，效果果良好。技术已不是问问题。但可悲的是是目前北京的的两条建筑垃垃圾加工线处处于停产状态态。政府没有有政策扶持与与相关强制政政策出台，建建筑垃圾再生生混凝土的应应用依然是可可望而不可及及。所以说建建筑垃圾再生生利用问题““球在政府相相关部门手中中。三、低碳混凝凝土技术发展展存在的问题题与障碍不把低碳混凝凝土技术推广广提到一定高高度来重视，，等到我们的的建设趋于饱饱和时再提高高质量，那么么大量资源和和能源将已经经浪费，因质质量差而提前前劣化的结构构物拆除、重重建，又要耗耗费大量资源源和能源，同同时给地球增增加大量建筑筑垃圾。四、低碳混混凝土技术术的对策与与出路低碳混凝土土技术要想想真正意义义上得到广广泛应用，，贡献于国国家建设事事业，需要要建筑业整整个大行业业的重视与与行动。我我们的对策策与出路在在于：四、低碳混混凝土技术术的对策与与出路1、对混凝土土强度的反反思由于混凝土土的质量检检验习惯上上以单一的的强度指标标作为衡量量标准,又倾向于追追求高早强强，导致水水泥工业对对水泥强度度的不适当当追求,使水泥细度度增加,早强的矿物物成份比例例提高,这些都不利利于混凝土土的耐久性性。四、、低低碳碳混混凝凝土土技技术术的的对对策策与与出出路路1、对对混混凝凝土土强强度度的的反反思思在20世纪纪进进行行大大量量的的现现场场调调查查表表明明：：自自20世纪纪30年代代以以来来，，水水泥泥、、混混凝凝土土的的强强度度都都提提高高了了，，而这这通通常常伴伴随随着着劣劣化化问问题题相相应应地地加加剧剧。。四、、低低碳碳混混凝凝土土技技术术的的对对策策与与出出路路1、对对混混凝凝土土强强度度的的反反思思混凝凝土土的的强强度度等等级级（（28天龄龄期期））与与耐耐久久性性之之间间并并不不一一定定存存在在相相关关性性，，例例如如掺掺入入粉粉煤煤灰灰后后的的早早期期强强度度往往往往有有所所降降低低，，而而抗抗氯氯盐盐侵侵入入的的耐耐久久性性却却能能成成倍倍增增加加；；混凝凝土土引引气气后后的的强强度度也也会会受受到到影影响响，，但但抗抗冻冻融融等等多多种种耐耐