綠色生態(tài)混凝土技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展(一)

綠色生態(tài)混凝土技術(shù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

摘要：定義綠色生態(tài)混凝土，指出綠色生態(tài)混凝土技術(shù)屬于現(xiàn)代混凝土范疇，并且符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念；論述了材料過程工程學(xué)理論對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式下綠色生態(tài)混凝土技術(shù)的指導(dǎo)意義。分析了構(gòu)建混凝土循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的可行性；闡述了循環(huán)經(jīng)濟(jì)在綠色生態(tài)混凝土技術(shù)中的具體運(yùn)用。定義了可再生混凝土，總結(jié)了實(shí)現(xiàn)可再生混凝土的技術(shù)途徑是膠凝材料的可再生和骨料的可再生，介紹了兩種可再生混凝土：水泥生料組分混凝土和高性能石膏混凝土。提出綠色生態(tài)混凝土作為混凝土未來的發(fā)展方向，必須以材料過程工程學(xué)為理論指導(dǎo)，引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：綠色生態(tài)混凝土；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；材料過程工程學(xué)；可再生混凝土；水泥生料組分混凝土；高性能石膏混凝土

0引言

21世紀(jì)，人口膨脹、資源短缺和日益惡化的生態(tài)環(huán)境給人類發(fā)展敲響了警鐘。建筑材料行業(yè)作為資源、能源消耗大戶和“三廢”排放的最主要產(chǎn)業(yè)之一，其未來的發(fā)展必然與資源、能源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)息息相關(guān)。以最小的資源環(huán)境代價(jià)謀求社會(huì)經(jīng)濟(jì)最大限度的發(fā)展，推動(dòng)資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)進(jìn)程，這是建筑材料行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。作為目前全世界用量最大的建筑材料，混凝土不僅是建材行業(yè)資源與能源的最大宗消耗者，同時(shí)也是環(huán)境污染的重要來源。因此，要實(shí)現(xiàn)建材行業(yè)的綠色化、可持續(xù)發(fā)展，必須在處理混凝土材料、技術(shù)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系中采取更加積極、主動(dòng)的態(tài)度。以節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境為特征的“綠色生態(tài)混凝土技術(shù)”將是未來混凝土發(fā)展的主要方向，這既是客體大自然給人類提出的新課題，也是人類自身生存發(fā)展的必然選擇。根據(jù)“材料過程工程學(xué)”（MaterialProcessEngineering）理論，通過對(duì)材料生命周期的多種單元過程進(jìn)行優(yōu)化重組，可以形成材料新的生命周期，以實(shí)現(xiàn)材料整個(gè)生命過程的低能耗、少污染，并能充分減量化利用資源[1]。根據(jù)這一理論，綠色生態(tài)混凝土技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，就是要把混凝土技術(shù)和人類生存環(huán)境緊密結(jié)合，減少非再生資源、能源的消耗，生產(chǎn)、應(yīng)用完全再生循環(huán)的混凝土產(chǎn)品，同時(shí)提高混凝土性能、延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必由之路在于：混凝土行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)（CircularEconomy），按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“減量化、再利用、再循環(huán)”原則，控制混凝土從生

產(chǎn)、使用到廢棄的全過程，最終實(shí)現(xiàn)混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1綠色生態(tài)混凝土技術(shù)屬于現(xiàn)代混凝土范疇

1.1混凝土的發(fā)展方向

混凝土的歷史可以追溯到古老的年代。古羅馬人通過將石膏與火山灰混合制成水硬性水泥（Hydraulic Cement），再將其與石頭、砂子和水混合制成最古老的混凝土。1824年波特蘭水泥出現(xiàn)，混凝土開始得到廣泛的應(yīng)用。在180多年的現(xiàn)代混凝土發(fā)展過程中，主要經(jīng)歷了普通混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土三個(gè)階段。近二三十年，混凝土技術(shù)飛速發(fā)展，高效減水劑的研究使用和礦物摻合料的開發(fā)應(yīng)用促進(jìn)了高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土的發(fā)展。混凝土技術(shù)的每一次進(jìn)步在挖掘混凝土性能和潛力方面都有重大的突破：鋼筋混凝土克服了混凝土抗拉抗彎強(qiáng)度的不足；預(yù)應(yīng)力混凝土有效地防止了混凝土的開裂高強(qiáng)混凝土極大的提高了混凝土抗壓強(qiáng)度；高性能混凝土主要是針對(duì)混凝土耐久性問題。這些突破性的技術(shù)進(jìn)展使混凝土日益成為用量最大、應(yīng)用最廣泛的建筑材料。其中，高性能混凝土的研究是當(dāng)今土木工程界最熱門的課題之一，高性能混凝土是按混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的劣化因素設(shè)計(jì)的混凝土，它并不是混凝土的一個(gè)品種，而是隸屬于現(xiàn)代混凝土的技術(shù)范疇。回顧混凝土的發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)，其研究的目的一般都是為了滿足人類自身的需求，更多地追求混凝土材料良好的使用性能；從自然、環(huán)境、生態(tài)平衡角度出發(fā)進(jìn)行的研究很少，對(duì)混凝土生產(chǎn)和使用過程中，消耗能源和資源及其造成環(huán)境污染對(duì)人類生存的危害考慮不足。例如，為了達(dá)到高強(qiáng)和耐久性要求，普通混凝土一直在追求結(jié)構(gòu)的密實(shí)性。這種密實(shí)的混凝土缺乏透氣性、透水性，對(duì)環(huán)境溫、濕度調(diào)節(jié)能力差。大量使用這種混凝土作為建筑和路面材料，將導(dǎo)致城市生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)。20世紀(jì)80年代后期，隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的日益重視，保護(hù)地球環(huán)境，尋求與自然的和諧，走可持續(xù)之路成為全世界共同關(guān)心的課題。研究者們重新審視混凝土材料及其技術(shù)的發(fā)展，認(rèn)為混凝土今后的發(fā)展方向必然是既要滿足現(xiàn)代人的要求又要考慮環(huán)境的因素，減輕對(duì)地球的負(fù)荷，有利于資源、能源的節(jié)省和生態(tài)平衡，這實(shí)際上也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。綠色生態(tài)混凝土（Green Ecological Concrete），這是人們將材料性能的獲得與廢物利用、減少污染和保護(hù)環(huán)境等問題綜合考慮時(shí)，混凝土發(fā)展的必然趨勢(shì)[2]。綠色生態(tài)混凝土技術(shù)本質(zhì)上也屬于現(xiàn)代混凝土技術(shù)范疇。

1.2綠色生態(tài)混凝土的定義