綠色高性能混凝土的技術(shù)支持

摘要：結(jié)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(yīng)用技術(shù)、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(shù)支持。

關(guān)鍵詞：綠色高性能混凝土；水泥；廢渣；完全循環(huán)混凝土；技術(shù)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(qiáng)調(diào)高性能混凝土的環(huán)境親和性的基礎(chǔ)上提出的。綠色高性能混凝土更進(jìn)一步把傳統(tǒng)混凝土設(shè)計(jì)和制備的每一個(gè)環(huán)節(jié)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合起來，以加強(qiáng)人們對(duì)綠色的重視，加強(qiáng)綠色意識(shí)，要求混凝土工作者更自覺地從每個(gè)環(huán)節(jié)入手提高HPC 的綠色含量，或加大其綠色度，更嚴(yán)格、更有計(jì)劃地利用資源和能源，加大對(duì)工業(yè)廢棄物和城市廢棄物的有效利用，提高HPC性能以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，將對(duì)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(shù)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(yīng)用，需要建立在一定的技術(shù)基礎(chǔ)之上。這涉及到水泥、化工、機(jī)械等行業(yè)，需要相關(guān)行業(yè)的共同努力。

2. 1 大力發(fā)展以先進(jìn)生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)的高強(qiáng)度水泥

提高水泥質(zhì)量是發(fā)展綠色高性能混凝土的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一。筆者認(rèn)為應(yīng)從重點(diǎn)支持發(fā)展先進(jìn)的煅燒工藝技術(shù)、支持設(shè)備大型化及加快水泥生產(chǎn)、控制新技術(shù)的推廣應(yīng)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(yīng)機(jī)理表明，混凝土的耐久性與其堿性的強(qiáng)弱有明顯的關(guān)系，堿性高時(shí)，耐久性較差。而混凝土的堿性強(qiáng)弱和水泥中氧化鈣含量密切相關(guān)，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(duì)超細(xì)水泥的研究

通常所說的超細(xì)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(duì)普通水泥進(jìn)行超細(xì)粉磨，不僅可提高水泥強(qiáng)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(shí)現(xiàn)的。通過普通水泥的超細(xì)化，擴(kuò)大了水泥應(yīng)用范圍。

2. 4 走綠色水泥生產(chǎn)之路

進(jìn)一步開拓原材料資源，保護(hù)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(duì)排放廢棄物的循環(huán)利用力度。

更嚴(yán)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(kuò)大廢渣和天然礦物材料的應(yīng)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(yīng)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(xì)摻合料的加入，使普通混凝土的結(jié)構(gòu)更加致密，導(dǎo)致其性能有較大的變化：降低水泥反應(yīng)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(duì)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(qiáng)度；使水泥砂漿有較好的流動(dòng)度；可應(yīng)用于海水或地下工程。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須有如下技術(shù)支持：

2. 5. 1 高細(xì)粉磨技術(shù)

研究證明，應(yīng)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(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，工業(yè)廢渣和天然礦物在綠色高性能混凝土中的應(yīng)用都存在一個(gè)超細(xì)粉磨問題。由于細(xì)度不能達(dá)到一定的指標(biāo)，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(xì)技術(shù)，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(xì)，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(dá)5145cm2/g ,電耗比球磨機(jī)節(jié)省50%.

我國目前大多是用球磨機(jī)對(duì)礦渣、粉煤灰等摻和料進(jìn)行粉磨，比表面積一般為4000 cm2/g 以下，達(dá)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(yīng)用先進(jìn)的粉磨工藝技術(shù)及設(shè)備，例如超細(xì)磨技術(shù)、輥壓磨技術(shù)、分級(jí)粉磨技術(shù)或者混合粉磨技術(shù)，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(jìn)的活性激發(fā)技術(shù)

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(fù)效應(yīng)，如早期強(qiáng)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(xì)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(bǔ)負(fù)效應(yīng)，保證綠色高性能混凝土的高性能。

加強(qiáng)對(duì)造紙廢漿液提取有效激發(fā)成分的應(yīng)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(duì)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(shù)優(yōu)化和性能的提高

2. 6. 1 嚴(yán)格原材料管理，使用優(yōu)質(zhì)原材料

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

2. 6. 2 配比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)化

綠色高性能混凝土配比設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性的前提下，樹立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，充分考慮綠色、節(jié)能。使用先進(jìn)和科學(xué)的配比方法和軟件，以保證配比的先進(jìn)性、合理性、精確性和可行性。采用先進(jìn)的計(jì)量方法和設(shè)備，保證計(jì)量精度。采用先進(jìn)的管理方法、操作和監(jiān)理制度，保證配比準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。

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