綠色高性能混凝土的技術支持

摘要：結合綠色高性能混凝土的特征，從水泥性能及生產(chǎn)過程、廢渣應用技術、高性能混凝土生產(chǎn)、可完全循環(huán)利用混凝土的生產(chǎn)等角度，論述了在我國發(fā)展綠色高性能混凝土必須的技術支持。

關鍵詞：綠色高性能混凝土；水泥；廢渣；完全循環(huán)混凝土；技術支持

1 綠色高性能混凝土的意義

綠色高性能混凝土的概念是在強調高性能混凝土的環(huán)境親和性的基礎上提出的。綠色高性能混凝土更進一步把傳統(tǒng)混凝土設計和制備的每一個環(huán)節(jié)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結合起來，以加強人們對綠色的重視，加強綠色意識，要求混凝土工作者更自覺地從每個環(huán)節(jié)入手提高HPC 的綠色含量，或加大其綠色度，更嚴格、更有計劃地利用資源和能源，加大對工業(yè)廢棄物和城市廢棄物的有效利用，提高HPC性能以擴大其應用范圍，將對環(huán)境的破壞減小到最低，使其更具有生態(tài)合理性。

2 綠色高性能混凝土的技術支持

綠色高性能混凝土是未來混凝土工業(yè)的發(fā)展方向，它在我國的推廣應用，需要建立在一定的技術基礎之上。這涉及到水泥、化工、機械等行業(yè)，需要相關行業(yè)的共同努力。

2. 1 大力發(fā)展以先進生產(chǎn)工藝為基礎的高強度水泥

提高水泥質量是發(fā)展綠色高性能混凝土的重要技術基礎之一。筆者認為應從重點支持發(fā)展先進的煅燒工藝技術、支持設備大型化及加快水泥生產(chǎn)、控制新技術的推廣應用等方面著手。

2. 2 加大低鈣水泥等水泥新品種的研究

反應機理表明，混凝土的耐久性與其堿性的強弱有明顯的關系，堿性高時，耐久性較差。而混凝土的堿性強弱和水泥中氧化鈣含量密切相關，低鈣水泥具有較好的耐久性。要大力開發(fā)低鈣水泥和其它品種水泥，以提高混凝土的耐久性。

2. 3 加大對超細水泥的研究

通常所說的超細水泥，一般指的是勃氏比表面積為500~1000m2/kg的水泥，平均粒徑5μm左右。對普通水泥進行超細粉磨，不僅可提高水泥強度，還使其具有優(yōu)良的水泥漿噴灌性能，可用于特殊工程的澆注和堵塞滲漏、噴涂等，這是一般水泥無法實現(xiàn)的。通過普通水泥的超細化，擴大了水泥應用范圍。

2. 4 走綠色水泥生產(chǎn)之路

進一步開拓原材料資源，保護不可再生的珍貴的礦產(chǎn)資源。

采取一切措施，盡可能地節(jié)約生產(chǎn)中的能耗。

加大對排放廢棄物的循環(huán)利用力度。

更嚴格地限制粉塵和有害氣體的排放。

大力推廣散裝水泥。

2. 5 擴大廢渣和天然礦物材料的應用

具有潛在水硬性的工業(yè)廢渣和天然礦物在綠色高性能混凝土中的應用，具有十分廣闊的前景，然而，必須以極大地提高其比表面積為前提。高細摻合料的加入，使普通混凝土的結構更加致密，導致其性能有較大的變化：降低水泥反應溫度的峰值，減少混凝土因發(fā)熱引起的裂縫；防止氯化物對混凝土的侵蝕，減少混凝土的空隙率；防止硫酸鹽的侵蝕；提高混凝土的后期強度；使水泥砂漿有較好的流動度；可應用于海水或地下工程。為實現(xiàn)上述目標，必須有如下技術支持：

2. 5. 1 高細粉磨技術

研究證明，應用于綠色高性能混凝土中的礦渣、粉煤灰等摻和料，比表面積必須在4000cm2/g 以上 .從長遠的觀點看，工業(yè)廢渣和天然礦物在綠色高性能混凝土中的應用都存在一個超細粉磨問題。由于細度不能達到一定的指標，使得工業(yè)廢渣和天然礦物材料的潛在水硬性得不到充分的激發(fā)和發(fā)揮，阻礙了綠色高性能混凝土的發(fā)展。目前國外已經(jīng)成功開發(fā)出高效粉磨系統(tǒng)，例如德國生產(chǎn)礦渣波特蘭水泥，采用熟料和礦渣分別磨細技術，礦渣用輥壓磨終粉磨，熟料和石膏配比后用輥壓磨與球磨磨細，再以一定比例混合成為礦渣波特蘭水泥。輥壓磨產(chǎn)品比表面積可達5145cm2/g ,電耗比球磨機節(jié)省50%.

我國目前大多是用球磨機對礦渣、粉煤灰等摻和料進行粉磨，比表面積一般為4000 cm2/g 以下，達不到綠色高性能混凝土的要求，而且成本較高，效率較低。必須應用先進的粉磨工藝技術及設備，例如超細磨技術、輥壓磨技術、分級粉磨技術或者混合粉磨技術，制備合格的摻和料，提高綠色高性能混凝土的綠色度，為波特蘭水泥成為可持續(xù)發(fā)展材料開辟一條新路。

2. 5. 2 先進的活性激發(fā)技術

由于在混凝土中大量摻加工業(yè)廢渣和天然礦物材料，不可避免地給混凝土帶來負效應，如早期強度偏低、收縮性、施工性等問題。因而，必須研究適合于高摻量活性混合材的綠色高性能混凝土的活性激發(fā)劑，通過超細粉活性混合材、高效活性激發(fā)劑、水泥礦物成分等的超疊加作用，彌補負效應，保證綠色高性能混凝土的高性能。

加強對造紙廢漿液提取有效激發(fā)成分的應用研究，開發(fā)以造紙企業(yè)排放的廢液為主要原材料的各種外加劑，減少對環(huán)境、工農(nóng)業(yè)和人類健康造成的危害。

2. 6 綠色高性能混凝土生產(chǎn)技術優(yōu)化和性能的提高

2. 6. 1 嚴格原材料管理，使用優(yōu)質原材料

綠色高性能混凝土對原材料的選擇和使用要求非常嚴格，必須使用優(yōu)質水泥、質量和粒度合格的骨料和摻和料、飲用水以及優(yōu)質添加劑。

2. 6. 2 配比設計和生產(chǎn)管理計算機化

綠色高性能混凝土配比設計應當在保證結構強度和耐久性的前提下，樹立可持續(xù)發(fā)展意識，充分考慮綠色、節(jié)能。使用先進和科學的配比方法和軟件，以保證配比的先進性、合理性、精確性和可行性。采用先進的計量方法和設備，保證計量精度。采用先進的管理方法、操作和監(jiān)理制度，保證配比準確實現(xiàn)。

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