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绿色建筑材料与高性能混凝土EnvironmentallyFriendlyBuildingMaterialsandHighPerformanceConcrete一绿色建筑材料1．建筑材料的历史沿革2．传统建筑材料所带来的问题3．绿色建筑材料的基本特征4．绿色建筑材料与可持续发展5．绿色建筑材料的应用与展望二高性能混凝土技术1．混凝土高性能化的必要性2．什麽是高性能混凝土和绿色高性能混凝土3．高性能混凝土的制备原理及其技术性能4．高性能混凝土的泵送施工技术5．高性能混凝土的工程应用与展望一绿色建筑材料1.建筑材料的历史沿革建筑材料的发展是随着社会生产力的的发展和生产关系的变革而不断进步的。它在历史的发展中经历了3次较大的变革，第一次是从原始社会穴居巢处的天然土石、草泥藤条到封建社会的人工烧制砖瓦；第二次是从漫长的石灰石膏气硬性胶材时代到19世纪水泥的出现；第三次是从钢筋砼的出现到20世纪30年代高分子材料的发明以及随之而来的各种有机无机复合材料的出现。目前正经历着以各种高性能材料和智能材料的出现为标志的第四次重要变革。人类社会发展的历史证明，材料是人类生存和发展的物质基础，也是人类社会现代文明的重要标志，每一种重要的新材料的发现和应用，都会引起生产技术的革命，加速社会发展的进程，并对社会经济的各方面产生重要影响，材料和能源、信息技术构成了现代科技的的3大支柱。一绿色建筑材料1.建筑材料的历史沿革建筑材料作为材料领域的重要分支，从原始半坡村落小屋的草泥、椽木、藤条到现代构筑高楼大厦的钢筋、水泥，从本能的燕雀衔泥到人工的纤维增强，从遮风避雨到保温隔热，从远古的石器、青铜器到当今的钢材时代，记载着人类社会所走过的每一个脚印，它的生产和应用不仅直接反映了社会发展进程，而且还在较大程度上影响着矿产资源和能源的利用以及环境问题的产生和解决，因此建筑材料的发展方向就在一定程度上成为决定社会经济能否可持续发展产生重要因素。一绿色建筑材料2.传统建筑材料所带来的问题建筑材料作为经济发展的物质基础和先导，为社会带来巨大财富，推动了人类文明的进程。然而，从资源、能源和环境的角度分析，传统建筑材料（主要指水泥、混凝土、粘土砖及产生污染的化学建材）的生产和使用不仅是矿产资源和能源的主要消耗者，而且也是人类生存空间的主要争夺者，是人居环境污染的重要责任者。据统计，我国建材产品每年消耗粘土、石灰石和砂石资源约50亿吨，消耗能源达2.3亿吨标准煤(约占全国工业能耗的1/6),破坏农田达6700公顷，仅水泥和石灰每年排放CO2就达6亿吨，占全国工业排放CO2量的40%左右，年粉尘、烟尘及SO2排放量超100万吨，废渣排放量达1000万吨。我国的社会总产品只是原料投入的30%，大部分原料变成了废弃物，既浪费了宝贵的资源和能源，又污染了环境。到2010年我国水泥产量从目前的年产6亿吨增至8亿吨，全世界水泥产量从目前的年产15亿吨增至18亿吨，仅水泥工业就将增加大气层中CO2量15亿吨，将严重影响地球环境，使地球温室效应加剧。传统的建材工业已经成为资源用量最多、能源消耗最多、大气污染最为严重的产业之一。一绿色建筑材料2.传统建筑材料所带来的问题另一方面，人们为改善居住条件一直在进行着不懈的努力，人们对居室的要求不再是遮风避雨、维持生存，而是追求更为舒适和有利于身心健康，从传统的砖瓦灰砂石到如今令人眼花缭乱的各种新型建材就是很好的证明。然而，由于传统装修材料散发出大量的有害物质和有毒气体，致使出现了很多装修病，轻则使人气喘、胸闷，重则感染、发烧、呕吐甚至诱发病变。人造板及107胶中的甲醛，油漆中的苯、二甲苯及氯乙烯已被国际癌症研究中心定为人的致癌物。这些物质在表干后仍缓慢释放，在室内通风不良的情况下浓度较高，且往往得不到重视，危害很大。铅及铬等重金属盐类或氧化物是颜料、油漆、涂料的重要成份，它们对神经系统、心血管系统尤其对婴幼儿的智力影响很大。花岗岩等石材及新拌砼可使居室氡浓度增加，氡及其仔体是形成肺癌的重要原因。凡此种种不一而足。科技发展到今天，人们在享受现代物质文明的同时，也意识到了建筑及装饰材料对人居环境所产生的负面效果，认识到美化居室决不能以牺牲环境和健康作代价，健康意识渐浓的现代人，正急切地期待绿色材料进入家庭。一绿色建筑材料3.绿色建材的基本特征到目前为止，人们尚未对绿色建材的定义加以准确表述，但与传统建材相比,我认为它应具有以下几方面的基本特征：（1）在生产过程中，以高新技术为基础，尽可能少地使用天然资源和能源，大量采用尾矿、废渣和废液等废弃物；不产生过量的有毒有害物质或废料；不得使用甲醛、卤化物或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞、铅、铬及其化合物。（2）在使用过程中，应最大程度地满足人居所要求的健康、舒适、卫生、安全、环保与美观，且应具有灭菌、除臭、防火、调温、调湿等多种功能和良好的耐久性能。（3）在完成使用寿命后，可再生循环利用或易于转化为对环境无显著影响的物质。一绿色建筑材料3.绿色建材的基本特征由绿色建材的基本特征可以看出，传统建材主要追求的是材料的使用性能，而绿色建筑材料追求的不仅仅是良好的使用性能，它在材料的生产、使用、废弃到再生的整个生命周期中特别强调与人居环境协调共存，实际上它是一种对资源、能源消耗少，对环境影响小，再生资源利用率高的具有优异使用性能的新型建筑材料。绿色建材不仅仅是指某一具体的产品，它主要指对环境的贡献和功能。比如粉煤灰、矿渣的资源化既可以解决占用农田、污染环境的问题，又能够解决土木工程资源短缺的问题，因而它具备绿色建材的特征。一绿色建筑材料4.绿色建筑材料与可持续发展首先，从资源的开发利用与再生及对环境影响的角度来看，绿色建材不仅可以充分利用传统建材较少利用的低品位矿石，有效地节约了宝贵的矿产资源，而且还可以大量利用矿渣、粉煤灰、磷渣、碱渣、酸渣等工业废渣与副产品，以及生活中的废弃物及其它可再生资源为原料，从而既解决了可持续性生产中的资源不足的问题，又减少了因煅烧天然矿物所消耗的能源及其过程中所产生的大量CO2、SO2对环境造成新的污染。同时它在完成使用寿命后还能够再生利用或易于降解为对环境无污染的物质，比如可将废弃的建筑物及构件进行分捡、破碎、筛分处理，不仅可为砼提供丰富的人造骨料资源，也将大大改变过度开山或挖取河床以及由此引起的破坏自然景观、造成水土流失的状况，从而直接或间接地改善了自然环境和生态平衡，大大减轻了可持续发展的资源压力和环境负荷，为可持续性发展创造了充分的物质条件。一绿色建筑材料4.绿色建筑材料与可持续发展其次，从技术和经济角度看，绿色建材是在传统建材基础之上应用现代科学技术发展起来的高技术产品，它采用大量的工业副产品及废弃物为原料，其生产成本比使用天然资源会有所降低，因而会取得比生产传统建材更好的经济效益，这是在市场经济条件下可持续发展的源动力。如普通硅酸盐水泥烧成温度在1450℃以上，它不仅要求高品位的石灰石原料、消耗更多能源和资源，而且排放更多的有害气体，而采用高新技术研究开发节能环保型的高性能贝利特水泥，其烧成温度仅为1200--1250℃，预计每年可节省1000万吨标准煤，可减少CO2总排放量25%以上，并且可利用低品位矿石和工业废渣为原料，这种水泥不仅具有良好的强度、耐久性和抗化学侵蚀性，而且所产生的经济和社会效益也十分显著。再如我国的火力发电厂每年产生粉煤灰约1.5亿吨，要将这些粉煤灰排入灰场需增加占地约1000公顷，由此造成的经济损失每年高达300亿元，如将这些粉煤灰转化为可利用的资源，所取得的正反两方面的经济效益将十分可观。一绿色建筑材料4.绿色建筑材料与可持续发展第三，从人类的生存与发展条件看，良好的人居环境、洁净的水源、无污染的食品是人体健康的基本条件，而人体健康是对社会资源的最大节约，也是人类社会可持续发展的根本保证。绿色建材避免使用了对人体十分有害的甲醛、芳香族碳氢化合物及含有汞、铅、铬化合物等物质，可有效减少居室环境中至癌物出现的可能。使用绿色建材减少了CO2、SO2的排放量，可有效减轻大气环境的恶化，减少大范围酸雨发生的可能、全球温室化效应的加剧以及由此产生的气候异常。反之，这些问题如不加以解决，任其发展和蔓延，将对人类自身的生存与发展构成严重威胁。没有了良好的人居环境，没有了人类赖以生存的能源和资源，也就没有了人类自身，人类社会的可持续发展也就无从谈起。一绿色建筑材料4.绿色建筑材料与可持续发展可持续发展的含义十分广泛，涉及到政治、经济、社会、自然、技术、文化等各个方面，但总的来讲它一般包括三种生产即物质生产、人的生产和环境生产，物质生产指人从环境中索取生产资源并将它转化为生活资料的总过程，该过程产生生活资料满足人的需要，同时产生废弃物返回环境；人的生产指人生存和繁衍的总过程，该过程消费物质生产产出的生活资料和环境生产所提供的生活资料，同时产生废弃物返回环境；环境生产是指在自然力和人力共同作用下环境对其自然结构和状态的维持，包括消纳污染和产生资源。人和环境的系统通畅和谐与否取决于三种生产的关系，因此只有三种生产维持相对的动态平衡才能实现可持续发展。所以从这个意义讲可持续发展本质上是应用科学技术及经济管理知识，纠正由于无节制的技术激增所造成的负面后果，其主要方面就是通过保护和减少浪费来更有效地利用资源以及对材料更好地循环利用。由此我们可以看出，绿色建材符合可持续发展战略要求，与可持续发展在本质上是一致的。一绿色建筑材料5.绿色建筑材料的应用与展望绿色建材在一些发达国家早已得到研制开发。近20年来，国际上主要工业发达国家和地区对绿色建材发展非常重视，如美国、加拿大、日本、西欧、北欧等已就建筑材料对室内空气的影响进行了全面、系统的基础研究工作，并制定了严格的法规。国际标准化机构ISO也讨论制订了环境协调和制品的标准，大大推动着国外绿色建材的发展。美国是较早提出环境标志的国家，如美国环保局（EPA）设置了室内空气部，正在开展应用于室内的空气质量控制的研究计划。加州大学设置了室内空气系，研究和制订了评价建筑材料释放挥发性有机化合物（VOC）的理论基础；确定了测试建筑材料释放挥发性有机化合物的体系和方法；提出了预测建筑材料影响室内空气质量的数学模型。一绿色建筑材料5.绿色建筑材料的应用与展望丹麦、挪威为了促进绿色建材的发展，推出了“健康建材”标准，国家法律规定对于出售的涂料等建材产品在使用说明书上除了标出产品质量标准外，还必须标出健康指标。瑞典已正式实施新的建筑法规，规定用于室内的建筑材料必须实行安全标签制，制订了有机化合物室内空气浓度指标限值。德国是世界上最早推行环境标志的国家，自发布了第一个环境标志—“蓝天使”后，至今实施“蓝天使”的产品已达7500多种，占全国商品的30%。英国也是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。另外，芬兰、冰岛等国家于1989年实施了统一的北欧环境标志。日本对绿色建材的发展非常重视。日本于1988年开展环境标志工作，至今已经有2500多种环保产品。一绿色建筑材料5.绿色建筑材料的应用与展望近年来，绿色建材在中国也得到了较大的发展，建筑装饰业对绿色建材开始给以重视，特别是城市居民对于绿色建材给予了的极大关注，建设部已明令禁止使用含较多游离甲醛的107胶等多年使用过的材料，北京市已明令禁止在砼中使用尿素等可产生氨气的防冻剂，此外一系列相关的标准已经或即将出台。我国也成立了相应的环境标志产品认证委员会，水性涂料（乳胶漆）是建材第一批首先实行环境标志的产品，乳胶漆的推广和应用是对过去使用油漆等传统的内墙装饰材料的重要变革。我国也先后从美国、加拿大、澳大利亚等国家引进了一些绿色建材，同时在引进的基础上开发出环保型、健康型的壁纸、涂料、地毯、复合地板、纤维增强石膏板等绿色装饰材料，一些防毒、消毒、灭菌等绿色材料也正在走进千家万户。一绿色建筑材料5.绿色建筑材料的应用与展望人类已经跨入了21世纪，在过去的岁月中，传统建筑材料为人类的物质文明作出了巨大贡献，同时也给人类带来了生态环境和资源、能源短