第３９卷第９期２０１３年３月
ＳＨＡＮⅪ
山西建筑
ＡＲＣＨⅡＥＣ’ＩＵＲＥ
Ｖ０１．３９Ｎｏ．９Ｍａｒ．２０１３
・１０１・
文章编号：１００９—６８２５（２０１３）０９—０１０１—０２
发展绿色高性能混凝土的重要性和意义
段文静
（山西省宏图建设工程有限公司，山西太原０３０００１）
摘要：介绍了绿色高性能混凝土（ＧＨＰＣ）的优越性能和当前所使用的普通混凝土的缺点，并对再生细骨料的基本性能及掺入粉煤灰对ＧＨＰＣ性能的影响因素进行了探讨，指出ＧＨＰＣ是未来混凝土的发展方向，值得推广。关键词：绿色高性能混凝土，常规混凝土，发展趋势，可持续发展中图分类号：ＴＵ５２８
文献标识码：Ａ
０引言
从有普通混凝土开始至今已有１８０余年历史，随着科技的发
展，人们生活水平的提高，普通混凝土所建的建筑已经远远不能满足人们日益增长的住房和社会发展的需求。至今，我国是世界上使用水泥和混凝土最多的国家，我国水泥的总产量超过全世界水泥总产量的１／２。尽管水泥和混凝土为我国的经济发展和社会进步做出了不可估量的贡献，同时也给环境造成了重大污染，对资源也造成了巨大浪费，严重影响了我国混凝土行业的可持续发展。绿色高性能混凝土的提出者是吴中伟先生，绿色高性能混凝土简称为ＧＨＰＣ（Ｇｒｅｅｎ
ＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
目前，我国使用的水泥大部分为波特兰水泥（ＰＣ－Ｐｏｒｔｌａｎｄ
ｅｅ－
ｍｅｎｔ）和常规水泥（ＮＣ－Ｎｏｒｍａｌｃｏｎｃｒｅｔｅ），其制造过程中均产生大
量温室气体ＣＯ：和其他有害气体，比如ＣＯ，ＳＯ，，ＨＣｌ等和其他重金属物质，比如Ｐｂ，Ｈｇ等。其中，排放的温室气体ＣＯ：是使全球温度变高的主要元凶。制造１ｔ熟料水泥几乎需要排放ｌｔ的二
氧化碳，用这样的代价来带动社会经济的发展和社会的进步，已经严重危及到人类的生存和生态环境的破坏，远远达不到我们所倡导的可持续发展、资源节约型社会和环境友好型社会。
美国国家标准与技术研究院（ＮＩＳＴ）和美国混凝土协会（ＡＳＩ）在１９９０年５月召开会议，第一次提出了高性能混凝土（ＨＰＣ—Ｈｉｇｈ
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）。绿色高性能
混凝土不仅对建筑的外观有所改善，对混凝土的耐久性和功能也有很大改善，对环境污染较小，节约资源与能源。因此改善普通
混凝土被再一次提上日程，２ｌ世纪，混凝土技术的发展面临着前所未有的巨大挑战。
随着建筑设计与结构设计的发展，各种超大、超高、超长型混凝土构筑物，以及在极端环境下使用的混凝土结构，比如跨海大桥、海底隧道核反应堆等工程的建造量不断增加。这些工程施工
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）的概念。ＨＰＣ是由优质水泥，集料，水和活
性细掺料与高效外加剂搭配组合而成，它是一种具有优良耐久性、优良工作性、高强度的优良混凝土。但是各国所定义ＨＰＣ的
概念不同，综合诸多国家的定义，ＨＰＣ可以定义为一种新型高技术混凝土，大幅度提高普通混凝土性能的前提下，采用现代混凝土科学技术，选取优质材料，在合理的质量管理体系的条件下制作而成的。因此，ＨＰＣ不仅在性能方面超越ＮＣ，在节约资源、能源等方面，特别是在利用工业废渣、环境保护方面有着不可估量的重大意义，是一种可持续发展的建筑材料。
难度很大，其所处环境恶劣，维修难度大，因此要求其施工性能好，尽量在浇筑时减少缺陷，耐久性能好，其使用寿命长。由于面
临着种种困难，增强混凝土的各种性能已经迫在眉睫。
绿色高性能混凝土是近几年才迅速发展起来的一种新型混凝土材料，其性能的设计理念主要考虑到耐久性、节能环保和可持续发展等诸多考虑因素。在我国，吴中伟先生曾指出：未来传统混凝土应该是向着绿色高性能混凝土发展。其绿色代表：１）能源消耗少、对环境的破坏和污染少；２）简化其制作工序，减少二次污染，对废弃物的重新利用，实现可持续发展。
１
作为一种建筑材料，能够节约能源和资源已经为人类的可持
续发展做出了不小的贡献，水泥和混凝土是当代产量最高的人造材料，预计到２０１５年全国水泥产量将超过３０亿ｔ，混凝土将超过
９０ｍ’～１００
ｍ’（２２５亿ｔ一２５０亿ｔ），对能源资源的消耗和对环境
的破坏均十分巨大，混凝土能否成为最主要的建筑材料，其关键因素是能否成为绿色建筑材料。因此，ＧＨＰＣ是到目前为止建筑材料的终极目标和方向。所以，ＧＨＰＣ是混凝土的发展方向也是
发展Ｇ】［口Ｃ的意义
张应立．现代混凝土配合比设计手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社．２００２．
混凝土的未来。发展ＧＩ－ＩＰＣ是为了人类的生存和发展，也是为了混
［５］
陈
［４］
明．高性能自密实饰面混凝土的配制与应用［Ｊ］．山西
建筑，２０１１，３７（１４）：９８－９９．
Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒｅｅｎ
ＺＨＡＮＧＦｕ－ｑｉｌ
ＢＡＩＲｏｎｇａ
ＹＡＯＣｈｕａｎ．ｑｉｎｌ
ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｈｉｎａ
ＢｕｉｌｄｉｎｇＦｏｕｒｔｈＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｐｒｏｊｅｃｔ
ＤｉｖｉｓｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ
ａｓ
ａｌｌ
５１００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇＬｉｕｐａｎｓｈｕｉＬｉａｎｇｄｕｓｐｏｔｓｃｅｎｔｅｒｓｔａｄｉｕｍｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅｋｅｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｇｒｅｅｎ
ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｉｘｔｕｒｅｒａｔｉｏｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｐｏｕｔｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｈａｄｇｏｏｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅｔｏｓｉｍｉｌａｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｅｅｎｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｍｉｘｔｕｒｅｒａｔｅｄｅｓｉｇｎ，ｅｘｐａｎｓｉｖｅａｇｅｎｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄ
收稿日期：２０１３．０１．０７
作者简介：段文静（１９８３．），男，助理工程师
・１０２・
第３９卷第９期２０１３年３月
山西建筑
凝土和建筑工程材料的可持续、健康的发展。
２２．１
含量越高，坍落度会出现一定的波动，在胶凝材料中粉煤灰的含
ＧＥＩＰＣ的优化设计ＧＨＰＣ的材料来源
为了使配制出来的混凝土可以满足所使用要求的强度和耐
量为３９％时，其扩展度和坍落度均达到最大，扩展度为６００灰可以提高其和易性。
２）强度。
ｍｌｎ，
坍落度为２４０ｍｍ，保水性和粘聚性均良好。在ＧＨＰＣ中掺入粉煤
久性，选择适当的材料和配合比是至关重要的。在这里我举一个
关于ＧＨＰＣ绿色的例子，维持可持续发展近几十年，我国的建筑行业蓬勃发展，旧建筑的拆除新建筑的兴建成为建筑行业的一种必不可少的趋势。同时，拆除的旧建筑产生了大量的建筑垃圾，据不完全统计，每年产生的建筑垃圾已经远远超过１亿ｔ。处理这些建筑垃圾；不仅需要大量的人力、物力，同时还需要大量的空间来陈放这些垃圾，减少了人类活动的空间，同时也对生态环境
２８
固定水泥用量为２８６ｋｓ／ｍ３不变，随着粉煤灰的含量越高，其ｄ的强度在２６．２
ＭＰａ～３３．０
ＭＰａ变化，总的来说，ＧＨＰＣ
７
ｄ的
强度在２８ｄ强度的７０％以内，早期强度增加的较慢。
３）抗氯离子渗透性。
随着粉煤灰含量的增加，其抗氯离子渗透性变化不明显，因此，其高空隙率是决定混凝土密实度的最主要因素。
造成了不同程度的破坏。如果能把建筑垃圾使用到新建建筑上，就实现了对其绿色的要求。
把建筑垃圾捣碎做成混凝土的骨料，其主要成分为废弃的混凝土块和废弃砖石。和传统混凝土骨料相比，捣碎后的建筑垃圾离散性较大、骨料粗细不均、成分复杂、裂缝多、含泥量大等。如何选择可用的再生骨料成为了众多研究者苦恼的问题。
３
４）抗碳化性。
随着粉煤灰含量的增加，其抗碳化深度变化不大，碳化的深度仅为１０要求。
５）抗冻性。
随着粉煤灰含量的增加，抗冻性能并没有得到明显的改善。
ｍｍ一１３
ｍｍ，虽然抗碳化能力弱，但是可以满足规定
２．２骨料的分类
再生骨料按照尺寸分类可以分为再生粗骨料和再生细骨料。
一般把尺寸大于４．７５ｍｍ的定义为再生粗骨料，４．７５ｍｍ以下的
ＧＨＰＣ的工程应用
近些年，以低水泥用量、低用水量、低水胶比、大比例的加入
矿物掺合料的ＧＨＰＣ技术在国内外得到广泛的应用。
比如，国家游泳中心总建筑面积为６．５万ｍ２—８万ｍ２，总造
定义为再生细骨料。如果用再生骨料完全取代天然砂石作为骨料，则称为全级配再生骨料。本文主要研究的为再生细骨料的基
本性能。
价为ｌ亿美元左右。它是北京奥运会三个主要场馆的第一个动
工项目。其梁结构主要为预应力混凝土梁，大梁的混凝土强度等级为Ｃ４０，梁板的混凝土强度为Ｃ３０，其支撑的强度为Ｃ５０。其中，浇筑的８根预应力混凝土大梁，就属于大体积混凝土，因为结构面积大，增加水泥用量其放出的水化热产生的较大温度变化和收缩作用，因此会产生温度梯度造成大体积混凝土出现裂缝。为避免出现裂缝并且符合强度要求，不仅需要改进施工技术，改变混凝土的配方比，同时还要加入适量的外加剂，因此采取了ＧＨＰＣ，
２．３再生细骨料的基本性能
本试验按照ＪＧＪ５２－９２普通混凝土用砂质量标准及检验方法执行。实验内容主要包括：压碎指标、颗粒级配、表观密度、含泥
量、堆积密度、含水率和吸水率。其骨料为人为筛分而成，其中含
７０％的废弃混凝土和３０％的废弃砖。再生细骨料的尺寸大部分为０．０７０
ｍｒｆｌ～４．７５
ｍｍ。利用筛分法对其进行筛分得到其细度
衰１再生细量Ｍｉｌｌ粒级配
模数为２．５，属于中砂，Ⅱ区级配区，具体如表１所示。
筛孔孔径／ｍｍ
２．３６１．１８Ｏ．６０．３０．１５
有效的避免了裂缝的产生，并且可以完全达到其强度的需求。４结语
质量／ｇ
１０３７５７８
分计筛余／％
１９．６１２．８１５．２２３１１．８１７．５
累计筛余／％
２１３３４７７１８０
ＧＨＰＣ是未来混凝土的发展方向，也是我国建设资源节约型社会和环境友好型社会的具体体现。我国的ＧＨＰＣ发展还很不成熟，与西方发达国家和日本等国的研究还有些差距，在他们研究的基础之上我们再深入研究。因此，在发展和普及ＧＨＰＣ上，
Ｉ嘶
５４８７
筛底１００
我们还有很长的路要走，为我国的发展和混凝土行业的发展做出
一份贡献，使ＧＨＰＣ为我国带来更大的社会效益和经济效益。参考文献：［１］［２］
吴中伟．绿色高性能混凝土与科技创新［Ｊ］．建筑材料学报，１９９８（１）：９７－９９．
天然细骨料的表观密度比再生细骨料的要大，而吸水率则比再生细骨料的要少很多，其再生细骨料的物理性能见表２。
表２再生细骨料与天然砂石的物理性能
类型Ｉ
ｌ再生细骨料Ｉ天然砂石
细度模数
２．４２．６
表观密度／ｋｇ・ｍ－３～
２３５２２５５０
含泥量／％
１４．３３．２
吸水率／％
１２．６３．Ｏ
吴中伟．绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向［Ａ］．土
木工程学会高强与高性能委员会高强与高性能混凝土研讨会［Ｃ］．１９９７．
２．４掺入粉煤灰对ＧＨＰＣ性能的影响
１）坍落度。
水泥用量固定在２８６ｋｇ／ｍ３的情况下，胶凝材料中粉煤灰的
［３］
覃维祖．大力发展绿色高性能混凝土［Ｊ］．建筑技术，２００５
（１）：１２．
ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄｍｅａｎｉｎｇｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇＧＨＰＣ
ＤＵＡＮ
Ｗｅｎ－ｊｉｎｇ
０３０００１，Ｃｈｉｎａ）
（ＳｈａｎｘｉｌｔｏｎｇｔｕＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｉｙｕａｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆＧＨＰＣａｎｄｄｅｆｅｃｔｓｏｆｕｓｉｎｇｃｏｍｍｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｅｃｙｃｌｅｄｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅａｎｄｉｍｐａｃｔｏｆｍｉｘｉｎｇｆｌｙａｓｈｕｐｏｎＧＩ－ＩＰＣｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈａｔＧＨＰＣｉｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｆｕｔｕｒｅｃｒｅｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｗｏｒｔｈｐｒｏｍｏｔｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧｒｅｅｎＨｉＳｈ
ｃｏｎ・
ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅ（ＧＨＰＣ），ｃｏｍｍｏｎ
ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ，ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
发展绿色高性能混凝土的重要性和意义
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
段文静， DUAN Wen-jing
山西省宏图建设工程有限公司,山西太原,030001山西建筑
Shanxi Architecture2013,39(9)
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