土木建筑材料中的高性能混凝土材料和绿色材料的研究

土木建筑材料中的高性能混凝土材料和绿色材料的研究

王广祥 卢景义 安尧夏 唐仁海

中国建筑第二工程局有限公司 上海 200000

摘要：建筑材料在工程建筑中起着举足轻重的作用。作为主要的建筑材料之一的混凝土在世界各国有着最为广泛的运用，随着科技的发展和时代的不断进步，大型水电站、穿山隧道、快速公路、超高层及高层大型框架结构建筑、地下建筑工程、较大及特大跨度的桥梁等混凝土结构根据它们所在的自然环境和受力不同的特殊性能，对混凝土材料的各种性能均提出了更高的要求。此时，面对市场的需求，高性能混凝土和绿色建筑材料应运而生，它们能完美地使现代化建筑向更高、跨度更大、承载力更高、耐久性和耐火性更强，更加绿色环保的方向前进。

关键词：建筑材料;高性能混凝土;绿色材料;

随着我国改革开放政策的实施，我国经济一直处于高速发展中，现代化日益加快，建设规模逐渐加大，为保证建筑工程的质量和安全性能，建筑材料正日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在土木工程中，建筑材料作为最重要组成部分，决定着土木工程的成本、质量和安全。以往的建筑材料的性能已经跟不上现代化工程建设的需求，不仅浪费资源和污染环境，而且不利于土木建筑领域的加速发展。随着社会科技的飞速发展和环境问题不断恶化，高性能混凝土材料和绿色材料不断运用到土木建筑中，这些建筑材料不但性能好、而且更加环保，更有利于土木工程的持续发展。本文对高性能混凝土材料和绿色材料进行分析，包括：高性能混凝土概述、施工；高性能混凝土应用时的配比要求；高性能混凝土的发展趋势以及土木建筑材料中的绿色材料的运用。

1 高性能混凝土的概述

高性能混凝土主要是根据它独特的耐久性，根据其不同用途要求和使用地点，保证在使用过程中具有经济性、环保性、高耐久性、自密实性、高工作性、适用性、刚度、强度及高体积稳定性。在配比上，高性能混凝土使用的是相对比较低的水胶比；在原材料上，选取更加高品质的原辅材，同时加一定比例的掺合料和外加剂。总结来说，高性能混凝土是满足建筑结构功能和施工技术要求的混凝土，可以最大限度地满足现代化建筑建设的需求。

2 高性能混凝土在应用时的配比要求

高性能混凝土的配合比是针对其建筑工程设计要求的混凝土材料的品质、设计的强度等级、耐火性、高体积稳定性及施工技术工艺要求等，通过设计计算、多次试配、逐渐调整等步骤一步步确定。在设计高性能混凝土配合比时还必须满足以下要求。

(1)针对不同设计强度等级高性能混凝土应严格控制其胶凝材料使用量。高性能混凝土结构中配合使用钢筋时，在各种建筑施工条件下，必须符合其最大的水胶比和胶凝材料的使用量，并符合不同的建筑工程设计需求。

窗体顶端

窗体底端

(2)高性能混凝土中应掺加部分高品质的粉煤灰、磨细的矿渣粉等其他的矿物掺合料，进一步提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗缩抗裂性能。矿物掺合料的使用量应按照混凝土的设计性能要求，并依据其使用环境，通过试验进行确定，试验确定完矿物掺合料的使用量后应再次现场使用确定。

(3)针对一些特殊的建筑工程，需要耐久性较高的混凝土结构物，调试混凝土配合比时，还应多次进行胶凝材料抗裂性能的对比试验，从而选出最经济的、性能良好的抗裂混凝土原材料使用量和最佳的混凝土配合比。

(4)混凝土中可以根据使用情况及环境适量地掺加一些外加剂，但最好选用一些质量可靠、性能稳定的多功能复合外加剂。

(5)在冻融自然环境下使用的高性能混凝土适合采用引气混凝土。不同的环境对高性能混凝土的需求不同，当环境处于等级D级及以上冻融情况时，就必须选用掺有一定量的引气剂的高性能混凝土，同时必须满足设计强度等级中最大水胶比以及胶凝材料最小使用量的相关要求；针对其他环境作用条件等级中使用的混凝土，根据实际使用环境可以掺加一定数量的引气剂，从而提高其耐久性。引气剂的掺加量，应在满足设计要求的条件下，通过试验进行确定，高性能(引气)混凝土的最佳含气量和气泡间距系数必须满足相关的规定。

(6)高性能混凝土在相对应环境条件使用过程中，总碱的使用量及控制量必须满足相应的规定。在某些高性能混凝土中，氯化物的使用量及其氯离子的含量有所不同，对高性能钢筋混凝土而言，其必须小于其使用胶凝材料总质量的千分之一，而针对高性能预应力混凝土其使用量必须小于万分之六。

(7)高性能混凝土必须严格按照施工工艺和施工现场环境的要求确定塌落度，在各种条件满足的情况下应当选用塌落度低的高性能混凝土施工。

3 高性能混凝土的发展趋势

高性能混凝土经过二十几年时间的发展，人们对其从刚开始的不接受、不认可，甚至是阻碍高性能混凝土的发展，到现在中、低强度的高性能混凝土，渐渐地得到建筑工程和工程人员的普遍认可。当今社会，人们越来越意识到“高质量的工程必须要配套使用高性能混凝土”。

在国家和人民对环境保护越来越重视的今天，混凝土是否能够依然坚挺地作为建筑材料中最主要的工程结构材料，重点在于它是否能够成为绿色建筑材料，于是高性能混凝土应运而生，它将担负起历史的重任，为建筑材料的历史进程作出应有的贡献。高性能混凝土能够节约更多的原辅材料，更加有效地减少了环境污染问题，相应地也可以大幅度降低材料和能源的消耗；同时还可以掺加一般工业固废的废渣废料为主要成分的细掺料，可以代替部分熟料，改善施工和作业环境，充分利用部分工业固废，减少甚至是避免环境二次污染；能够最大限度地体现高性能混凝土的独特优势，充分减少普通水泥与一般混凝土的用量，从而达到节约自身资源、能源和间接改善自然环境的目的。

4 土木建筑材料中的绿色材料的运用

土木建筑材料中的绿色材料，因其固有一定的优势，特别是其力学性能尤为突出，使其在土木工程建筑材料的尖端设计中被频繁地使用。但是，需要我们注意的是，在其运用的过程中，必须遵循相关的科学标准，坚决不盲目地使用，在与现实规律相吻合的前提下，才能更好地发挥绿色材料固有的作用和价值。

在现场施工过程中，我们还应注意以下要求：必须对所需要建设建筑的各项指标做到胸有成竹，必须了解各个指标的具体设计要求，选用最适用的技术，进行绿色材料的选取工作，保证能够充分发挥所使用的绿色材料的各项性能，充分起到环境保护作用。针对现阶段超高层建筑的设计要求，按照我国传统建筑材料的承重效果，已经很难满足，然而绿色建筑材料却能使超高层建筑的设计变为现实，将绿色材料运用到建筑的顶端，不仅提高了建筑的内涵，而且使建筑更具独特的环保和美感。

5 结语

在土木建筑材料中大力推进高性能混凝土材料和绿色材料的研究和运用具有很重要的意义，不但有利于社会现代化的高速发展，而且有利于生态环境保护。在改革开放的新时期，人们不仅注重建筑的质量，也不断追求绿色生活，所以在土木建筑材料的运用过程中，不仅需要使用相应的高性能混凝土，也要合理选择绿色建筑材料，并科学地运用，满足人们对环保的需求。

高性能混凝土的各项性能满足当前土木建筑材料的发展和需要，是今后需要不断进行深入研究探索的一种高性能建筑材料；绿色材料有利于土木建筑材料的持续发展、保护环境、节约资源。总之高性能混凝土材料和绿色材料在如今建筑材料中占据着非常重要的地位。

参考文献

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