低碳混凝土技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對策

低碳混凝土技術(shù)

發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對策北京建筑工程學(xué)院宋少民觀念的轉(zhuǎn)變是前提中國科學(xué)院編制出版的《中國至2050年先進材料科技發(fā)展路線圖》將低能耗建筑材料作為建筑材料科技發(fā)展的重點進行規(guī)劃。就我們這個行業(yè)而言混凝土要想實現(xiàn)低能耗技術(shù)的廣泛開發(fā)和應(yīng)用，借用廉老師的一句話：觀念的轉(zhuǎn)變比科學(xué)技術(shù)更重要?；炷廉a(chǎn)業(yè)的科學(xué)發(fā)展觀首先是可持續(xù)發(fā)展老子在道德經(jīng)中說：天地所以長且久者,以其不自生,故能長久。和宇宙萬物協(xié)調(diào)發(fā)展與存在是我們唯一正確的選擇。老子又說：天地不仁，以萬物為鄒狗。告戒我們應(yīng)該體恤、敬重世間萬物。體現(xiàn)在建筑行業(yè)上就是要物盡其用以減輕對生態(tài)與資源的壓力。就是要最大限度地延長建筑物的使用壽命。建筑物的質(zhì)量不僅體現(xiàn)在早期安全性、經(jīng)濟性；更重要地是體現(xiàn)在長齡期安全服役。轉(zhuǎn)變觀念談何容易開慣了汽車，叫你騎自行車，你當(dāng)然不適應(yīng)；胡吃海塞慣了讓你管住自己的嘴當(dāng)然不情愿；建設(shè)習(xí)慣于追求速度，搶工期，讓你使用強度發(fā)展慢的綠色混凝土，許多人腦袋肯定會搖得像個撥浪鼓，“不可能、不現(xiàn)實、無法實現(xiàn)……”。人們有一萬個理由把自己的思路框在快速建設(shè)的模式中。但是如果是為子孫考慮，讓人類“壽與天齊”我們就必須改變自己，讓建筑行業(yè)接受科學(xué)發(fā)展觀。主要內(nèi)容1、低碳混凝土技術(shù)的背景、意義與內(nèi)涵2、低碳混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀3、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙4、低碳混凝土技術(shù)的對策與出路一、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展的背景中國大陸2007年、2008年、2009、2010年水泥產(chǎn)量分別為13.2億噸、13.88億噸、16.3億噸、18億噸。占全世界水泥產(chǎn)量的比例約60%?？梢钥闯?，目前基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正處于有史以來最大規(guī)模的建設(shè)時期。

混凝土是目前用量最大的建筑材料之一?；炷翑嚢枵?、混凝土制品和構(gòu)件及混凝土現(xiàn)場施工等方式每年將超過40億立方米的混凝土用于基本設(shè)施建設(shè)和國家重點工程。

一、低碳混凝土技術(shù)的內(nèi)涵

所謂低碳混凝土技術(shù)是指在混凝土的生產(chǎn)、使用過程中，能夠直接或間接地降低溫室氣體排放的相關(guān)混凝土技術(shù)。具體說包括：減少混凝土中水泥熟料用量前提下追求水泥混凝土長壽命、高耐久的綠色高性能混凝土技術(shù)；尾礦、建筑垃圾在混凝土工程中的應(yīng)用技術(shù)。一、低碳混凝土技術(shù)的內(nèi)涵要減少混凝土應(yīng)用中的碳排放，降低混凝土中水泥的用量具有最直接的效果。因此，對混凝土生產(chǎn)過程中選擇低水泥用量、大摻量礦物摻合料的復(fù)合膠凝材料體系是重要的技術(shù)原則。與此同時提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命也是減排溫室氣體的根本性措施。唐明述院士曾經(jīng)說過：延長建筑物的壽命是最大的節(jié)能減排。

因此在全球發(fā)展低碳經(jīng)濟的新形勢下，與混凝土相關(guān)的發(fā)展方向，正如美國加州理工學(xué)院伯克利分校教授Mehta所指出：在建設(shè)新結(jié)構(gòu)物時少用混凝土；在混凝土中減少水泥消耗量；在生產(chǎn)水泥時減少其中的熟料量。一、低碳混凝土技術(shù)的意義

以C40混凝土為例，低碳混凝土和普通混凝土為例，節(jié)能效果為：單方混凝土節(jié)約水泥159kg，使用工業(yè)廢渣132kg。噸水泥的綜合能耗降低為120千克標(biāo)準煤，煤耗降低136千克，電耗降低92千瓦時。按照中國混凝土產(chǎn)量，如有1/4數(shù)量的混凝土采用低碳混凝土技術(shù)，每立方混凝土節(jié)約水泥100kg來估算，僅此一項我國每年可以節(jié)約水泥0.5億噸，折合為節(jié)約綜合能耗、煤耗和電耗，數(shù)量相當(dāng)可觀。

一、低碳混凝土技術(shù)的意義分析延長混凝土工程壽命情況可以看出，使用傳統(tǒng)的混凝土，由于各種原因，混凝土壽命一般只有30年，即在100年的時間里，至少需要大修或重建2次。而高性能混凝土的壽命可以達到100年，即在100年的時間里，不需要大修。這樣，高性能混凝土通過大幅度提高混凝土耐久性，延長結(jié)構(gòu)物的使用壽命，進一步節(jié)約維修和重建費用。

一、低碳混凝土技術(shù)的意義另外，普通混凝土要用約12%水泥、8%拌合水和80%的集料，這意味著全國的混凝土除了每年要用16億噸水泥以外，還要消耗近100億噸的砂石和10億噸水，即每年消耗126億噸原材料。即除了每年用于生產(chǎn)水泥的原材料以外，還有巨大數(shù)量的混凝土集料的開采、加工和運輸消耗，這些都消耗相當(dāng)可觀的能源，并對地球的生態(tài)產(chǎn)生負面影響。

一、低碳混凝土技術(shù)的內(nèi)涵將尾礦、建筑垃圾作為骨料循環(huán)利用于混凝土，不僅可以大量減少天然資源的消耗，而且可以減少處理這些廢棄物所要消耗的大量物力，間接減少溫室氣體排放的意義重大，所以建筑垃圾、尾礦資源再生混凝土技術(shù)應(yīng)該納入低碳混凝土技術(shù)體系。一、低碳混凝土與綠色混凝土

在我國，中國工程院吳中偉院士1998年提出綠色高性能混凝土的概念，其內(nèi)涵主要包括:一是更多地節(jié)約熟料水泥，減少環(huán)境污染;二是更多地摻加以工業(yè)廢渣為主的活性細摻料;三是更大地發(fā)揮高性能優(yōu)勢，減少水泥和混凝土的用量。

可見綠色混凝土實際上就是低碳混凝土我們應(yīng)該發(fā)展，但不要瘋狂我們不要幼稚地認為“人定勝天”，而更應(yīng)該遵循“天人合一，自然為重”的原則。既然可持續(xù)發(fā)展不可能允許我們象現(xiàn)在這樣肆無忌憚地生產(chǎn)和使用水泥，我們別無選擇，我們必須找到和適應(yīng)低水泥綠色混凝土技術(shù)。并圍繞這個中心進行開發(fā)和研究二、低碳混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

大摻量礦物摻合料混凝土技術(shù)的工程應(yīng)用國貿(mào)三期，塔樓A330m高底板厚度4.5m混凝土22833m3

強度等級C45國貿(mào)三期底板混凝土配合比PO42.5水泥230kg/m3

I級粉煤灰190kg/m3

粗骨料1020kg/m3細骨料770kg/m3水165kg/m3W/b比0.39減水劑9.7kg/m3粉煤灰摻量44%國貿(mào)三期底板實體結(jié)構(gòu)中的混凝土溫升曲線頂部混凝土溫峰約為55~60℃，底部混凝土溫峰60~65℃，中部溫峰最高，基本在70℃以上，最高約為75℃，絕大部分測溫點溫差在25℃以內(nèi)。標(biāo)養(yǎng)60d抗壓強度57.9MPa，滿足設(shè)計強度。60d鉆芯取樣強度63.5MPa溫度匹配養(yǎng)護7d內(nèi)強度和彈模增長迅速。較高的養(yǎng)護溫度下，粉煤灰活性被激發(fā)，對早期強度增長有利。國貿(mào)三期底板混凝土性能國貿(mào)三期底板體積穩(wěn)定性干燥收縮小于普通混凝土，加強保濕養(yǎng)護可進一步改善。自收縮小于20微應(yīng)變，可忽略不計。體積穩(wěn)定性好，有利于裂縫控制。234m高，傾斜6度頂部有挑出75m遠的14層樓世界上最大的單體建筑，建筑面積473,000m2.CCTV新臺址110,900m3C40混凝土塔樓1：38,660m3，塔樓2：31,370m3最大厚度：10.9m.計劃在70h澆完.20臺泵.澆筑速度800m3/h泵送距離超過200m.央視大樓底板混凝土央視大樓底板C40混凝土配合比PO42.5水泥200kg/m3

I級粉煤灰197kg/m3

粗骨料1120kg/m3細骨料719kg/m3水160kg/m3W/b比0.40摻加比例49%混凝土澆筑前的塔樓1的基坑具有優(yōu)良工作性的大摻量粉煤灰混凝土澆筑完成后混凝土表面沒有泌水離析初凝后覆蓋塑料薄膜、草簾被和帆布，保濕保溫養(yǎng)護10.9m厚底板的溫升曲線最高溫度61℃,出現(xiàn)在第六天結(jié)構(gòu)內(nèi)任意兩點間的溫差小于20℃Time/day央視大樓底板C40混凝土的力學(xué)性能標(biāo)準條件養(yǎng)護試件：

28d抗壓強度大于42MPa60d抗壓強度大于50MPa同條件養(yǎng)護試件：

28d抗壓強度大于45MPa60d抗壓強度大于52MPa大摻量礦物摻合料混凝土結(jié)構(gòu)中的強度結(jié)構(gòu)中的實際強度發(fā)展要比標(biāo)準養(yǎng)護下高許多，這是因為往往結(jié)構(gòu)中的早期溫度要高于50度。所以許多工地反映，回彈強度不夠鉆芯強度卻高許多。

英國Bamforth于1980年發(fā)表一篇文章，敘述了使用三種膠凝材料(純硅酸鹽水泥;摻30%粉煤灰的水泥;摻75%磨細礦渣的水泥)配制混凝土并澆注(澆注溫度巧℃)厚為2.5m板體結(jié)構(gòu)，進行板中測溫并制備相應(yīng)試件在兩種不同條件下養(yǎng)護(標(biāo)準養(yǎng)護和溫度匹配養(yǎng)護，后者將試件置于和板體溫度歷程相同條件下進行養(yǎng)護)的強度試驗。結(jié)果表明:標(biāo)準養(yǎng)護條件下，純水泥混凝十28d強度達50MPa以上，摻30%粉煤灰混凝土的強度在28d后才趕上前者，礦渣水泥試件90d后才趕上前者;

溫度匹配養(yǎng)護下，摻粉煤灰混凝土在溫峰超過50℃的情況下，3d前抗壓強度達50MPa以上，而沒摻粉煤灰的純水泥混凝土，由于溫峰超過60℃的負面影響，其28d強度僅約40MPa，這個強度在3-5d內(nèi)就被礦渣一水泥混凝土試件(盡管礦渣摻量高達75%)達到并超過。

這個例子生動地表明現(xiàn)行評價方法帶來的嚴重誤導(dǎo)。這種“溫度匹配養(yǎng)護”技術(shù)很值得我們在預(yù)測結(jié)構(gòu)混凝十實際強度發(fā)展的做法加以仿效。

四川二灘電站大壩混凝土采用水泥260kg/m3,其中摻有52%優(yōu)質(zhì)粉煤灰,水和膠凝材料比為0.43。180天后強度達到C40。水工工程中采用碾壓混凝土,粉煤灰摻量可達60%-70%。

二、低碳混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

大摻量礦物摻合料混凝土技術(shù)的相關(guān)研究大摻量粉煤灰混凝土對鋼筋銹蝕的擔(dān)憂傳統(tǒng)觀念認為摻礦物摻和料加重混凝土碳化；傳統(tǒng)認為，碳化會降低混凝土的堿度，加速鋼筋銹蝕，涉及混凝土結(jié)構(gòu)耐久性；對于碳化和鋼筋銹蝕的擔(dān)憂成為大摻量礦物摻和料的推廣使用的障礙。試驗用原材料（本課題組）水泥：三河市燕郊新型建材有限公司生產(chǎn)的鉆牌42.5#普通硅酸鹽水泥。

粉煤灰：Ⅱ粉煤灰。

砂：細度模數(shù)為2.4的天然中砂。

石：5～25mm連續(xù)級配的天然石子。

減水劑：聚羧酸高效減水劑，減水率為28%。大摻量粉煤灰混凝土的配合比(kg/m3)編號BF%W/BCFSpSGW外加劑F1400400.342401600.468449911361.5%F2400400.372401600.468309741481.0%F3400400.402401600.468169581601.0%F4400400.452401600.467929291801.0%F5400500.342002000.468389841361.5%F6400500.372002000.468249671481.0%F7400500.402002000.468099501601.0%F8400500.452002000.467859221801.0%F9400600.341602400.468329761361.4%F10400600.371602400.468179601481.5%F11400600.401602400.468039431601.0%F12400600.451602400.467799151800.8%大摻量粉煤灰混凝土的配合比(kg/m3)F13480400.34288192467769111631.0%F14480400.372881920.467598901780.8%F15480400.402881920.467418701920.6%F16480400.452881920.467128362160.5%F17480500.342402400.467689021631.2%F18480500.372402400.467518821781.0%F19480500.402402400.467348611921.0%F20480500.452402400.467058272160.5%F21480600.34192288467618931631.1%F22480600.371922880.467438731781.0%F23480600.401922880.467268521920.8%F24480600.451922880.466978192160.4%編號F%W/BW(kg/m3)坍落度(mm)28天(MPa)90天(MPa)270天(MPa)F1400.3413619558.667.785.3F2400.3714816557.565.377.7F3400.4016018047.856.772.3F4400.4518021544.051.468.0F5500.3413618054.559.272.7F6500.3714817048.555.364.2F7500.4016021541.846.363.2F8500.4518022536.240.253.8F9600.3413616542.548.157.4F10600.3714819538.043.256.0F11600.4016017038.342.753.0F12600.4518019530.237.650.7混凝土的抗壓強度性能F13400.3416323059.566.781.6F14400.3717823558.765.873.5F15400.4019220048.056.171.6F16400.4521621542.952.865.5F17500.3416321051.059.871.6F18500.3717818046.751.570.8F19500.4019221540.049.564.4F20500.4521620031.240.054.9F21600.3416323547.357.872.5F22600.3717824039.043.762.7F23600.4019223534.741.158.6F24600.4521616029.339.955.2混凝土的抗壓強度性能組號F%W/B碳化深度(mm)組號F%W/B碳化深度(mm)F1400.341.1F25400.346.2F2400.374.6F26400.377.8F3400.404.2F27400.408.1F4400.4510.4F28400.459.1F5500.342.4F29500.344.9F6500.374.4F30500.377.3F7500.405.9F31500.409.2F8500.4511.9F32500.4514.0F9600.347.5F33600.346.2F10600.378.1F34600.377.9F11600.409.5F35600.4010.3F12600.4513.3F36600.4512.9大摻量粉煤灰混凝土碳化性能

水膠比在0.34～0.40，粉煤灰摻量在40%～60%的大摻量粉煤灰混凝土28天抗碳化能力基本良好，碳化深度低10mm

。膠凝材料用量為400kg/m3，粉煤灰摻量不超過50%，水膠比不大于0.40時，大摻量粉煤灰混凝土28天最大碳化深度為5.9mm，最小碳化深度為1.1mm。圖17膠凝材料為400kg/m3時大摻量粉煤灰混凝土的碳化性能大摻量粉煤灰高性能混凝土研究碳化深度減小粉煤灰摻量減少水膠比降低無銹蝕失重率<0.25％圖18混凝土中無銹蝕鋼筋大摻量粉煤灰混凝土鋼筋銹蝕試驗

銹蝕

弱強7mm12mm0.25％～0.40％0.41％(F4)0.45％(F28)0.79％(F28)鋼筋失重率圖19混凝土中銹蝕鋼筋試驗結(jié)論鋼筋保護層厚度為20mm時，水膠比在0.34～0.45，粉煤灰摻量在40%～60%，膠凝材料用量為400～480kg/m3的大摻量粉煤灰混凝土可以保證鋼筋不銹蝕。

(a)保護層為12mm(b)保護層為7mm圖20膠凝材料為400kg/m3時的鋼筋銹蝕失重率大摻量粉煤灰高性能混凝土研究鋼筋銹蝕試驗

(a)保護層為12mm(b)保護層為7mm圖21膠凝材料為480kg/m3時的鋼筋銹蝕失重率大摻量粉煤灰高性能混凝土研究鋼筋銹蝕試驗試驗結(jié)論在膠凝材料用量為400kg/m3，粉煤灰摻量為40%，水膠比不大于0.37時，7mm的保護層就能保護鋼筋不銹蝕；水膠比不大于0.40時，12mm的保護層就能保護鋼筋不銹。水泥基材料組成（清華大學(xué)課題組）樣品W/B水泥（％）粉煤灰（％）A00.31000A18020A26535A35050A43565B00.41000B18020B26535B35050B43565硬化混凝土內(nèi)部孔溶液的堿度W/B＝0.3W/B＝0.4硬化水泥基材料漿體的孔溶液堿度隨粉煤灰摻量的增加而有所降低，但其pH值仍能長期維持在12以上。硬化漿體中的氫氧化鈣含量與粉煤灰反應(yīng)程度Ca(OH)2含量的經(jīng)時變化粉煤灰反應(yīng)程度的經(jīng)時變化水膠比0.5

暴露90天水膠比較大時，各試樣碳化率均較大，并隨粉煤灰摻量而明顯加速；粉煤灰摻量為60%時，到90天碳化深度已超過10mm水膠比0.4

暴露90天水膠比為0.4的試樣，粉煤灰摻量小于40%時，從不28天繼續(xù)碳化到90天，碳化深度進展不大，而粉煤灰摻量達60%時，則碳化明顯深入水膠比0.3

暴露90天當(dāng)水膠比很低時，粉煤灰摻量小于40%的試樣在碳化28天以后，進占已很緩慢，但粉煤灰摻60%的仍有較明顯的進展使孔溶液飽和需要的Ca(OH)2量水膠比在0.3～0.4之間的復(fù)合膠凝材料硬化漿體的孔隙率一般在0.1～0.3mL/g之間。25℃時Ca(OH)2的溶解度約為1.13gCaO/L

。假設(shè)漿體內(nèi)部毛細孔隙全部被Ca(OH)2飽和溶液充滿，則每克膠凝材料需Ca(OH)20.15～0.45mg。硬化漿體中的Ca(OH)2量遠高于此值！清華大學(xué)課題組結(jié)論是否充分養(yǎng)護，對于大摻量粉煤灰混凝土的抗碳化性能影響很大。經(jīng)過充分的濕養(yǎng)護后，大摻量粉煤灰混凝土仍可具有令人滿意的抗碳化性能。大摻量活性粉末混凝土研究（本課題組）國內(nèi)外對活性粉末混凝土的研究，主要是使用水泥和硅灰共同構(gòu)成粉體堆積。這種二元粒徑體系帶來的問題主要是水泥用量大，對強度貢獻率低，成本高。更主要的是粉體堆積效率仍然不夠高，水化熱和自收縮等問題值得關(guān)注。孫偉院士在2007年全國第十屆水泥化學(xué)與混凝土技術(shù)學(xué)術(shù)會議上提出：用礦物細粉取代50-60%的水泥，提高性價比是RPC材料今后研發(fā)的主攻方向之一。

大摻量礦物細粉活性粉末混凝土需要進行廣泛和深入的研究，不僅對于新型高性能構(gòu)件開發(fā)很重要，同時對于水泥基材料在低水膠比下水化和微結(jié)構(gòu)理論的學(xué)術(shù)創(chuàng)新都具有重要意義。

臺灣科技大學(xué)黃兆龍教授認為：以骨料致密堆積為主軸，先求出最密實的粒料系統(tǒng)，這是千真萬確的理論，即使在微觀結(jié)構(gòu)上、原子結(jié)構(gòu)上也適用。重慶大學(xué)蒲心誠教授認為：礦物細粉摻和料的摻加對凝膠結(jié)構(gòu)的密實性和品質(zhì)的提高具有重要意義。序號水膠比骨料水泥粉煤灰硅灰石灰石粉石粉摻量鋼纖維用水量外加劑1-10.20155138838815400%16018618.61-20.201551309388154798%16018618.61-30.20155123038815415817%16018618.61-40.20155115038815423826%16018618.62-10.18155138838815400%16016818.62-20.181551388308154808%16016818.62-30.18155131030815415817%16016818.63-10.16155138838815400%16014918.63-20.161551388308154808%16014921.53-30.16155131030815415817%16014921.54-10.14155138838815400%16013018.64-20.141551388308154808%16013021.54-30.14155131030815415817%16013021.5大摻量活性粉末混凝土試驗配合比（單位kg/m3）超細石灰石粉的摻加對RPC拌和物黏度的影響我們發(fā)現(xiàn)超細石灰石粉的摻加對RPC拌和物的黏度有明顯的改善，從降低至

超細石灰石粉的摻加提高RPC拌和物的工作性，使RPC更易于實際生產(chǎn)應(yīng)用。60000mPa·S18000mPa·S大摻量礦物細粉活性粉末混凝土優(yōu)化配合比

RPC優(yōu)化配合比（單位kg/m3）序號水膠比砂水水泥粉煤灰硅灰石灰石粉鋼渣爐渣鋼纖維外加劑10.16125015449525016500851602320.161396134351250140101001601730.161396134279250140977201601740.16139613418027014010014801601750.1613961349935615899126016017注：1.上表中所用砂子2.05-0.85mm，0.42-0.18mm，0.18-0.15mm混摻比例為1:0.68:0.562.上表中選用直徑0.12mm、長度12-13mm的鋼纖維。大摻量活性粉末混凝土抗折強度表序號破壞荷載(KN)抗折強度ff118.242.3MPa217.741.5MPa316.037.3MPa413.331.2MPa511.025.9MPa不同尺寸試塊抗壓強度表序號強度1（MPa）強度2（MPa）強度3（MPa）1170.0160.0151.42166.9150.6145.53171.5149.6141.34150.4132.7128.95130.898.198.0注：強度1所對應(yīng)的受壓面積：1600mm2；強度2所對應(yīng)的受壓面積：4998mm2強度3所對應(yīng)的受壓面積：10000mm2大摻量活性粉末混凝土抗壓強度通過上表，我們可知，五個優(yōu)化配合比的混凝土抗壓強度都不低于130MPa，通過不同尺寸的抗壓強度對照，可知超高強混凝土的尺寸效應(yīng)明顯。從170MPa降至151.4MPa、由130.8MPa降至98.0MPaRPC構(gòu)件

RPC生產(chǎn)構(gòu)件-鐵路橋人行道板

RPC試驗構(gòu)件-小梁從微觀結(jié)構(gòu)來看，單方配合比為，水泥：水：粉煤灰：硅灰：石灰石粉：鋼渣：鋼纖維=279：134：250：140：97：72：160的RPC凝膠體中基本沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)育完整的Ca(OH)2晶體，凝膠體非常致密，以等粒子Ⅲ型C-S-H凝膠為主，界面結(jié)合緊密，微觀結(jié)構(gòu)均勻密實。膠凝顆粒細膩、致密，骨料堆積密實，水化結(jié)構(gòu)最優(yōu)。研究結(jié)論我們可能都記得加拿大大摻量粉煤灰混凝土的這個試驗強度與耐久性

研究結(jié)果結(jié)論啟示我們水泥基材料隨著水膠比的降低，強度對水泥用量的依賴逐漸減少，水泥與礦物細粉摻和料共同組成合理膠凝材料體系（各占50%，或者更少的使用水泥）在低水膠比下是可行的，其耐久性也是可以信賴的。

研究啟示制備綠色高強混凝土具有可行性所以，至少可以說在低水膠比下，低水泥熟料膠凝材料體系是可以制備高強混凝土的，在滿足施工要求的前提下，選擇較小的漿骨比。綠色混凝土是可以做到高強度的，當(dāng)然不是高早強。二、低碳混凝土技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑垃圾再生混凝土研究與應(yīng)用（本課題組參與）編號水kg/m3水泥kg/m3天然石kg/m3天然砂kg/m3全骨料kg/m3礦粉kg/m3外加劑kg/m3J101813535642269028613.2J111803536773386768613.2編號0h坍落度mm0h擴展度mm1h坍落度mm1h擴展度mm3dMPa7dMPa28dMPaJ1021542022542029.836.148.4J1122051020542028.238.148.8試驗結(jié)果建筑垃圾再生混凝土試驗配合比試驗建筑利用廢棄資源加工混凝土骨料

據(jù)推算，全國現(xiàn)有尾礦的總量為100億噸以上。鐵礦尾礦尾礦的危害鐵礦的砂石生產(chǎn)線用尾礦砂生產(chǎn)建筑砂用尾礦生產(chǎn)建筑用石尾礦骨料建筑工程首鋼尾礦砂工程用配合比低碳混凝土技術(shù)在上海世博會工程中的應(yīng)用【工程名稱】:上海世博會城市最佳實踐區(qū)上海案例(滬上·生態(tài)家)、上海世博會浦東臨時場館G片區(qū)1標(biāo)?！拘阅苤笜?biāo)】強度等級和耐久性要求:C30P6,C40P6【綠色度要求】:使用礦渣粉、粉煤灰等摻合料取代50%一60%水泥，使用再生骨料、石屑、細砂等資源節(jié)約型骨料，取代50%一60%天然砂石。技術(shù)特點

建立的骨料級配體系和膠凝材料配比體系，在降低漿骨比、減少膠凝材料用量、發(fā)揮摻合料對混凝土工作性和耐久性及后期強度影響方面具有重要意義?；炷僚浜媳攘W(xué)性能耐久性能三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙

低碳高性能混凝土技術(shù)的廣泛應(yīng)用是一項系統(tǒng)工程，需要建筑業(yè)統(tǒng)一認識，協(xié)作完成，絕不僅僅是混凝土生產(chǎn)企業(yè)的事情，目前之所以得不到很好的效果，原因就在于整個行業(yè)對混凝土的理解和認識還停留在傳統(tǒng)觀念上，不認為混凝土是一項復(fù)雜的技術(shù)，認為“和和泥有什么難的？”下面對低碳混凝土技術(shù)發(fā)展的障礙做如下分析。1、原材料行業(yè)不能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)原材料，混凝土企業(yè)“巧婦難為無米炊”

混凝土原材料品質(zhì)無法保證混凝土質(zhì)量，我國砂石存在的含泥量過高、無級配可言、粒形差，砂含石量高等問題嚴重。我國混凝土質(zhì)量比西方國家的差，主要原因在于骨料的質(zhì)量；三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙1、原材料行業(yè)不能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)原材料，混凝土企業(yè)“巧婦難為無米炊”

作為現(xiàn)代混凝土重要組成部分的礦物摻和料，沒有形成具有規(guī)模的、質(zhì)量穩(wěn)定的原材料供應(yīng)產(chǎn)業(yè)。優(yōu)質(zhì)礦物摻和料供應(yīng)不足的問題日益顯現(xiàn)。西南地區(qū)優(yōu)質(zhì)粉煤灰供應(yīng)已經(jīng)嚴重不足，混凝土攪拌站買不到需水量比低、細度細、燒失量較小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙1、原材料行業(yè)不能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)原材料，混凝土企業(yè)“巧婦難為無米炊”

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比強度更重要，而與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)系最密切的就是水泥，只保證高強度的水泥并不一定利于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。第一重要的是勻質(zhì)性和體積的穩(wěn)定性。當(dāng)代混凝土需要開裂敏感性低的水泥。

三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙1、原材料行業(yè)不能供應(yīng)優(yōu)質(zhì)原材料，混凝土企業(yè)“巧婦難為無米炊”

單純追求滿足強度下的高利潤，使水泥廠采取使用助磨劑磨細、摻用“增強劑”，細度越來越細，礦物中C3S、C3A越來越高，增加了開裂敏感性和不利于混凝土長期性能穩(wěn)定性和耐久性的成分。在加之使用硬石膏緩凝、水泥供不應(yīng)求造成的生產(chǎn)混凝土?xí)r水泥溫度過高等因素使水泥與外加劑相容性不好，硬化性能也受到影響。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙2、過分追求工程進度，養(yǎng)護不充分，追求早期強度與綠色高性能混凝土理念背道而馳

施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌旃こ踢M度,追求施工速度。政府建設(shè)管理機構(gòu)，沒有嚴格限制和控制過快的工程進度。其實，混凝土的耐久性質(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護期加以保證；高早強有損混凝土長期性能。早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙圖113混凝土冷卻速率、內(nèi)外溫差對開裂的影響三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙2、過分追求工程進度，養(yǎng)護不充分，追求早期強度與綠色高性能混凝土理念背道而馳

過度追求工程進度不僅造成混凝土得不到充分養(yǎng)護，同時勢必導(dǎo)致混凝土追求高早強。高早強的混凝土更易于開裂，在侵蝕性環(huán)境中劣化更迅速；規(guī)范應(yīng)該修正，足夠地強調(diào)這一點。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙我國專家黃士元實驗表明混凝土24小時抗壓強度不超過10MPa左右，或28天抗壓強度不超過50MPa可以大大降低開裂的風(fēng)險。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙2、過分追求工程進度，養(yǎng)護不充分，追求早期強度與綠色高性能混凝土理念背道而馳

不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM度,尤其是對工程進度不適當(dāng)?shù)男姓深A(yù)。國內(nèi)一些媒體大加宣傳的所謂幾個月就修成一條道路、建成一座大橋或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻禮工程,很可能就是今后注定要花掉大量資金進行大修的短命工程。

三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙2、過分追求工程進度，養(yǎng)護不充分，追求早期強度與綠色高性能混凝土理念背道而馳

提前完成合同規(guī)定施工工期的工程在國外要被罰款,因為意味著工程質(zhì)量有遭到損害的可能。工程施工速度的不斷加快。一再加速的施工進度使得澆筑后的混凝土普遍得不到充足時間的養(yǎng)護，且因早期強度高影響混凝土體積穩(wěn)定性和抗化學(xué)侵蝕性。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙2、過分追求工程進度，養(yǎng)護不充分，追求早期強度與綠色高性能混凝土理念背道而馳

事實已經(jīng)證明：這對暴露于嚴酷環(huán)境條件下運行的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是有害的。我們在建造耐用和環(huán)境中持久的混凝土結(jié)構(gòu)時，必須犧牲一些建設(shè)速度，顯然，這需要政府主管部門、業(yè)主、營造商與設(shè)計者轉(zhuǎn)變觀念。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙3、行業(yè)上整體上對綠色高性能混凝土技術(shù)缺乏認識高質(zhì)量的混凝土結(jié)構(gòu)是需要結(jié)構(gòu)設(shè)計單位、混凝土原材料供應(yīng)商、混凝土攪拌站、施工單位、監(jiān)理單位、檢測與建筑質(zhì)量管理機構(gòu)共同努力建造的。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙3、行業(yè)上整體上對綠色高性能混凝土技術(shù)缺乏認識例如綠色高性能混凝土技術(shù)采用低水膠比，大比例摻加礦物摻合料，塑性收縮較大，早期及時充分的養(yǎng)護對保證質(zhì)量很重要。但現(xiàn)實是混凝土工程中大表面混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后由于不注重養(yǎng)護，經(jīng)常發(fā)生開裂，施工單位往往認識不到養(yǎng)護的缺失是造成開裂的主要原因，一味向混凝土供應(yīng)商推卸責(zé)任。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙3、行業(yè)上整體上對綠色高性能混凝土技術(shù)缺乏認識例如，監(jiān)理人員技術(shù)觀念陳舊，往往認為水泥用得越多越好，最好只用水泥不用礦物摻合料，一味盯著配合比，干擾綠色高性能混凝土技術(shù)的應(yīng)用。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙4、混凝土澆筑時加水成為潛規(guī)則存在的嚴重問題除不認真養(yǎng)護外，在澆筑混凝土?xí)r隨意加水現(xiàn)象普遍。這種怪現(xiàn)象幾年前就存在，現(xiàn)在依舊普遍，混凝土工程質(zhì)量在這一重要環(huán)境上失控，大家議論這件事時漸漸地變得麻木不仁，也成了行業(yè)的潛規(guī)則。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙4、混凝土澆筑時加水成為潛規(guī)則混凝土無聲無言，誰替它吶喊？我們的主管部門，我們的建設(shè)單位和監(jiān)理體制似乎變得無能為力！綠色高性能混凝土水泥用量低，如果用水量變成不可知的話，出現(xiàn)質(zhì)量事故反過來再把責(zé)任推給綠色高性能混凝土技術(shù)。三、低碳混凝土技術(shù)發(fā)展存在的問題與障礙4、建筑垃圾再生利用問題“球在政府部門手中”

建筑垃圾再生混凝土技術(shù)近五年來開始受到越來越多的關(guān)注，許多研究單位進行了系統(tǒng)、深入的研究。北京建筑工程學(xué)院課題組已經(jīng)完成了1700平方米的試驗建筑，效果良好。技術(shù)已不是問題。但可悲的是目前北京的兩條建筑垃圾加工線處于停產(chǎn)狀態(tài)。政府沒有政策扶持與相關(guān)強制政策出臺，建筑垃圾再生混凝土的應(yīng)用依然是可望而不可及。所以說建筑垃圾再