新型混凝土技术和建筑节能

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1、新型混凝土技术和建筑节能　　摘要：本文分别从定义界定、制备方法、特性优势、潜在应用等方面概述性地介绍了5种新型混凝土技术（材料），并在此基础上简明扼要地阐释了这一系列新兴技术的开发和推广对于促进建筑节能、绿色建筑发展的意义和价值。关键词：混凝土，绿色建筑，再生混凝土中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1前言为了使建筑物在全寿命周期内，最大限度地节约资源（包括节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染，作为建筑物有机构成部分的建筑材料的特性与选用至关重要。一方面，建筑物能效的优劣与所选用的建筑材料，尤其是围护材料的热工性

2、质密切相关。如果材料选用不合理，则再完美的节能技术和举措也难有用武之地；另一方面，就建筑物的全寿命周期而言，建筑材料的生产、使用和后续回收循环利用的效率、能耗和价值更值得关注和重视。如果材料的生产成本和能耗过高、使用寿命过短、回收利用率又很低，则这类材料将没有市场竞争力和应用前景。10混凝土作为世界上用量最大、用途最广的建筑材料，它的改性与优化对于建筑节能、建筑产业绿色化具有举足轻重的作用和意义。传统混凝土（普通混凝土）的原材料均直接或间接来自于天然非再生资源，其中尤以水泥的生产能耗最高，且生产过程排放出巨量温室气体（据统计平均每

3、生产1吨水泥即产生1吨CO2气体）[1]，加之废弃混凝土的再生利用率极低，因此混凝土一贯被视为高能耗低能效高污染的建筑材料。近年来，随着混凝土技术的进步和使用要求的多样化，新型节能环保的特殊混凝土材料方兴未艾、层出不穷，本文在概述性介绍这类混凝土材料的典型代表的基础上，阐释它们的应用对于推动建筑节能、发展绿色建筑的意义和价值。2再生混凝土与建筑节能10建筑物因达到使用年限或遭受各种自然灾害的破坏而被拆除，市政工程的动迁和重大基础设施的改造，商品混凝土企业由于生产质量、调度失误等原因均不可避免地产生巨量废弃混凝土。对这些废弃混凝土的

4、传统处理方法主要是将其运往郊外堆放或填埋，这不仅侵占大量宝贵耕地，而且导致环境污染和生态失衡[2]。因此如何有效地对废弃混凝土进行妥善处理和合理利用是倡导建筑节能、发展绿色经济的重大课题之一。对废弃混凝土进行再生利用，不仅是妥善处理废弃混凝土的有效途径，更是节约非再生资源、减少全寿命周期内建筑能耗的重要举措。将废弃混凝土经破碎、分级分离并按一定的比例配合后形成的骨料称为再生混凝土骨料（简称再生骨料，如图1所示），根据颗粒公称直径大小区分为再生细骨料（粒径为0.5～5mm）和再生粗骨料（粒径为5～40mm）。以再生骨料部分或全部替代

5、原生骨料制备而成的混凝土称为再生骨料混凝土（简称再生混凝土，RecycledConcrete）。图1废弃混凝土的回收再生大力发展和推广再生混凝土，不仅能有效解决建筑垃圾的堆放和处理问题，而且能大大减少对天然骨料的开采，既保护了生态环境，又解决了建筑工程对混凝土骨料的大量需求。当然，与原生骨料相比，主要由表面无水泥浆的颗粒、表面附着水泥浆的颗粒和水泥石颗粒组成的再生骨料具有较小的表观密度（约为原生骨料的80%～85%）、更高的吸水率（约为原生骨料的4倍～10倍）。再生骨料的这些特征对于制备再生混凝土而言，意味着拌合用水量的增加和工作

6、性的劣化，从而影响混凝土的浇筑和耐久性[3]。但随着相关技术瓶颈的突破（例如通过强化措施改善再生骨料的表面状态从而降低其吸水率[3]），再生混凝土的应用必将大行其道。3大掺量粉煤灰混凝土与建筑节能粉煤灰（Fly10Ash）作为火力发电工业的主要副产品，由于其较高的火山灰活性和低廉的价格，被广泛用作制备高性能混凝土的矿物掺合材料。粉煤灰的掺量从起初建议的15%～20%，进而增加到25%～35%，并最终高达50%以上[4]。以大量的粉煤灰取代硅酸盐水泥制备混凝土，一方面有效地减少了水泥的消耗量，进而大大减少了水泥工业产生的温室气体的排

7、放；另一方面，火力发电厂排放的大量烟尘得到了妥善处置，避免了直接排放引起的大气污染。更重要的是，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的工作性、耐硫酸盐腐蚀性均得以显著提高或改善。当掺量超过50%，所制备的混凝土在物理力学特性和耐久性等方面的突破更是令人难以置信。为区别起见，Malhotra和Mehta将粉煤灰掺量高于50%的混凝土称作大掺量粉煤灰混凝土（HighVolumeFlyAshConcrete，以下简称HVFAC）[5]。10由于HVFAC应用的日益增多，有关这种新型混凝土的研究工作也开展得越来越多。目前的研究工作，主要集中于新拌

8、HVFAC的工作性和硬化HVFAC的力学性质，有关HVFAC的耐久性也较多。另一方面从建筑节能的角度考虑，研究HVFAC的热工性质（诸如热容量、导热性等）对于评价采用这类材料建造的建筑物的潜在保温隔热、节约能耗等特性是极有意义的。例如：由于粉煤灰的