關(guān)鍵詞：綠色高性能混凝土，常規(guī)混凝土，發(fā)展趨勢，可持續(xù)發(fā)展
0 引言
從有普通混凝土開始至今已有180余年歷史，隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，普通混凝土所建的建筑已經(jīng)遠遠不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的住房和社會發(fā)展的需求。至今，我國是世界上使用水泥和混凝土最多的國家，我國水泥的總產(chǎn)量超過全世界水泥總產(chǎn)量的1／2。盡管水泥和混凝土為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出了不可估量的貢獻，同時也給環(huán)境造成了重大污染，對資源也造成了巨大浪費，嚴重影響了我國混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。綠色高性能混凝土的提出者是吳中偉先生，綠色高性能混凝土簡稱為GHPC(Green High Performance Concrete)。綠色高性能混凝土不僅對建筑的外觀有所改善，對混凝土的耐久性和功能也有很大改善，對環(huán)境污染較小，節(jié)約資源與能源。因此改善普通混凝土被再一次提上日程，21世紀，混凝土技術(shù)的發(fā)展面臨著前所未有的巨大挑戰(zhàn)。
隨著建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，各種超大、超高、超長型混凝土構(gòu)筑物，以及在極端環(huán)境下使用的混凝土結(jié)構(gòu)，比如跨海大橋、海底隧道核反應(yīng)堆等工程的建造量不斷增加。這些工程施工難度很大，其所處環(huán)境惡劣，維修難度大，因此要求其施工性能好，盡量在澆筑時減少缺陷，耐久性能好，其使用壽命長。由于面臨著種種困難，增強混凝土的各種性能已經(jīng)迫在眉睫。
綠色高性能混凝土是近幾年才迅速發(fā)展起來的一種新型混凝土材料，其性能的設(shè)計理念主要考慮到耐久性、節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等諸多考慮因素。在我國，吳中偉先生曾指出：未來傳統(tǒng)混凝土應(yīng)該是向著綠色高性能混凝土發(fā)展。其綠色代表：1)能源消耗少、對環(huán)境的破壞和污染少；2)簡化其制作工序，減少二次污染，對廢棄物的重新利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
1 發(fā)展GHPC的意義
目前，我國使用的水泥大部分為波特蘭水泥(PC-Portland cement)和常規(guī)水泥(NC-Normal concrete)，其制造過程中均產(chǎn)生大量溫室氣體CO2和其他有害氣體，比如CO，SO3，HCl等和其他重金屬物質(zhì)，比如Pb，Hg等。其中，排放的溫室氣體CO2是使全球溫度變高的主要元兇。制造1t熟料水泥幾乎需要排放1t的二氧化碳，用這樣的代價來帶動社會經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，已經(jīng)嚴重危及到人類的生存和生態(tài)環(huán)境的破壞，遠遠達不到我們所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展、資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會。
美國國家標(biāo)準與技術(shù)研究院(NIST)和美國混凝土協(xié)會(ASI)在1990年5月召開會議，第一次提出了高性能混凝土(HPC—High Performance Concrete)的概念。HPC是由優(yōu)質(zhì)水泥，集料，水和活性細摻料與高效外加劑搭配組合而成，它是一種具有優(yōu)良耐久性、優(yōu)良工作性、高強度的優(yōu)良混凝土。但是各國所定義HPC的概念不同，綜合諸多國家的定義，HPC可以定義為一種新型高技術(shù)混凝土，大幅度提高普通混凝土性能的前提下，采用現(xiàn)代混凝土科學(xué)技術(shù)，選取優(yōu)質(zhì)材料，在合理的質(zhì)量管理體系的條件下制作而成的。因此，HPC不僅在性能方面超越NC，在節(jié)約資源、能源等方面，特別是在利用工業(yè)廢渣、環(huán)境保護方面有著不可估量的重大意義，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑材料。
作為一種建筑材料，能夠節(jié)約能源和資源已經(jīng)為人類的可持續(xù)發(fā)展做出了不小的貢獻，水泥和混凝土是當(dāng)代產(chǎn)量最高的人造材料，預(yù)計到2015年全國水泥產(chǎn)量將超過30億t，混凝土將超過90m3～100m3(225億t一250億t)，對能源資源的消耗和對環(huán)境的破壞均十分巨大，混凝土能否成為最主要的建筑材料，其關(guān)鍵因素是能否成為綠色建筑材料。因此，GHPC是到目前為止建筑材料的終極目標(biāo)和方向。所以，GHPC是混凝土的發(fā)展方向也是混凝土的未來。發(fā)展GHPC是為了人類的生存和發(fā)展，也是為了混凝土和建筑工程材料的可持續(xù)、健康的發(fā)展。
2 GHPC的優(yōu)化設(shè)計
2.1 GHPC的材料來源
為了使配制出來的混凝土可以滿足所使用要求的強度和耐久性，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾团浜媳仁侵陵P(guān)重要的。在這里我舉一個關(guān)于GHPC綠色的例子，維持可持續(xù)發(fā)展近幾十年，我國的建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，舊建筑的拆除新建筑的興建成為建筑行業(yè)的一種必不可少的趨勢。同時，拆除的舊建筑產(chǎn)生了大量的建筑垃圾，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年產(chǎn)生的建筑垃圾已經(jīng)遠遠超過1億t。處理這些建筑垃圾，不僅需要大量的人力、物力，同時還需要大量的空間來陳放這些垃圾，減少了人類活動的空間，同時也對生態(tài)環(huán)境造成了不同程度的破壞。如果能把建筑垃圾使用到新建建筑上，就實現(xiàn)了對其綠色的要求。
把建筑垃圾搗碎做成混凝土的骨料，其主要成分為廢棄的混凝土塊和廢棄磚石。和傳統(tǒng)混凝土骨料相比，搗碎后的建筑垃圾離散性較大、骨料粗細不均、成分復(fù)雜、裂縫多、含泥量大等。如何選擇可用的再生骨料成為了眾多研究者苦惱的問題。
2.2 骨料的分類
再生骨料按照尺寸分類可以分為再生粗骨料和再生細骨料。一般把尺寸大于4.75 mm的定義為再生粗骨料，4.75 mm以下的定義為再生細骨料。如果用再生骨料完全取代天然砂石作為骨料，則稱為全級配再生骨料。本文主要研究的為再生細骨料的基本性能。
2.3 再生細骨料的基本性能
本試驗按照JGJ 52-92普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準及檢驗方法執(zhí)行。實驗內(nèi)容主要包括：壓碎指標(biāo)、顆粒級配、表觀密度、含泥量、堆積密度、含水率和吸水率。其骨料為人為篩分而成，其中含70％的廢棄混凝土和30％的廢棄磚。再生細骨料的尺寸大部分為0.070 mm～4.75 mm。利用篩分法對其進行篩分得到其細度模數(shù)為2.5，屬于中砂，Ⅱ區(qū)級配區(qū)，具體如表1所示。
編輯：金哲
