新型混凝土技术与建筑节能.pdf
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1、浙 江建筑 , 第 3 O卷 , 第 4期 , 2 0 1 3年 4月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n,Vo 1 3 0,No 4,Ap r 2 0 1 3 新型混凝 土技术 与建筑 节能 I n n o v a t i v e Te c h n o l o g i e s o f Co n c r e t e Pr o d u c t i o n a n d E n e r g y - S a v i n g o f B u i l d i n g 胡 勇虎 , 江晨 晖 , 杨 杨 Hu Y o n g h u ,J i a n g C h
2、e n h u i ,Y a n g Y a n g ( 1 浙江工业大学建筑 工程学 院, 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 4 ; 2 浙江工业 大学化学工程与材料学院, 浙江 杭州 3 1 0 0 1 4 3 浙江建设 职业技术学院建筑工程系, 浙江 杭州 3 1 1 2 3 1 ) 摘要 : 分别从定义界定 、 制备方法 、 特性优势 、 潜在应用等方 面概述性地介绍 了五种新型混凝 土技术 ( 材料 ) , 并在此基础上 简明扼要地 阐释 了这一系列新兴技术的开发和推广对于促进 建筑节能 、 绿色建筑发展的意义和价值。 关键 词 : 建筑节能 ; 绿色建筑 ; 再 生混凝土 ; 绿色
3、混凝土 中图分类号 : T U 5 2 8 文献标志码: A 文章编号 : 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 3 ) 0 40 0 5 2 0 3 为了使建筑物在全寿命周期内, 最大限度地节约 资源( 包括节能、 节地 、 节水 、 节材 ) , 保护环境和减少 污染, 作为建筑物有机构成部分的建筑材料的特性与 选用至关重要 。一方面 , 建筑 物能效 的优 劣与所 选用 的建筑材料 , 尤其是围护材料的热工性质密切相关。 如果材料选用 不合理 , 则再完美 的节能技 术和举 措也 难有用武 之地 ; 另 一方 面 , 就 建筑 物 的全 寿命 周期 而 言, 建筑材料的生产、
4、使用, 和后续 回收循环利用的效 率、 能耗和价值更值得关注和重视。如果材料的生产 成本和 能耗 过高 、 使用 寿命过 短 、 回收利用率 又很低 , 则这类材料将 没有市场竞争 力和应用前景 。 混凝 土 作 为世 界 上用 量 最 大 、 用途 最 广 的建 筑 材料 , 它 的改性 与优化 对 于建筑 节 能 、 建筑 产业绿 色 化具 有举 足轻重 的作 用 和意 义 。传统 混 凝 土 ( 普 通 混凝 土 ) 的原材 料 均直 接 或 间接 来 自于 天 然非 再 生 资源 , 其中尤以水泥的生产能耗最高 , 且生产过程排 放出巨量温室气体( 据统计 , 平均每生产 1 t 水泥
5、 即 产生 1 t C O , 气体 ) ” , 加之废弃混凝土的再生利用 率极低 , 因此混凝土一贯被视为高能耗 、 低能效 、 高 污 染 的建筑材 料 。近 年 来 , 随 着 混凝 土 技 术 的进 步 收稿 日期 : 2 0 1 3一O 1一l 0 作者简介 : 胡勇虎( 1 9 8 6 一), 男, 浙江杭州人 , 硕士在读。 和使用要求的多样化 , 新型节能环保的特殊混凝土 材料 方兴 未艾 、 层 出不穷 , 本文 在概述性 介 绍这类 混 凝土材料的典型代表的基础上 , 阐释它们 的应用对 于推 动建 筑节 能 、 发展 绿 色建筑 的意义 和价值 。 l 再生混凝土与建筑节
6、能 建筑 物 因达到使 用年 限或遭 受各 种 自然 灾害 的 破坏 而被拆 除 , 市政 工 程 的 动迁 和 重 大基 础 设 施 的 改造 , 商品混凝土企业 由于生产质量 、 调度失误等原 因 , 均不 可避免 地 产 生 大量 废 弃 混凝 土 。对 这 些 废 弃混 凝土 的传 统处理 方法 主要是 将其运 往郊 外堆 放 或填 埋 , 这不仅 侵 占大量 宝贵耕 地 , 而且 导致 环境 污 染 和生态 失衡 。 因此 , 如何 有 效 地 对废 弃 混 凝 土 进行 妥善 处理 和合 理 利 用是 倡 导建 筑节 能 、 发 展 绿 色经济的重大课题之一。对废弃混凝土进行再生利
7、 用 , 不仅是妥善处理废弃混凝土的有效途径 , 更是节 约 非再 生资源 、 减 少全 寿 命 周期 内建 筑 能耗 的重 要 举 措 。将废弃 混凝 土 经 破 碎 、 分级 分 离并 按一 定 的 比例配 合后形 成 的骨 料称 为 再 生混 凝 土骨 料 ( 简 称 再 生 骨料 ) , 根 据 颗 粒 公 称 直 径 大 小 区分 为再 生 细 第 4期 胡勇虎等: 新型混凝土技术与建筑节能 5 3 骨 料 ( 粒 径 为 0 55 m m) 和 再 生 粗 骨 料 ( 粒 径 为 5 4 0 m m) 。以再生骨料部分或全部替代原生骨料 制 备而 成 的混凝 土 称 为再 生 骨
8、料混 凝 土 ( 简称 再 生 混 凝土 , R e c y c l e d c o n c r e t e ) 。大 力 发 展 和 推 广 再 生 混凝土, 不仅能有效解决建筑垃圾的堆放 和处理 问 题 , 而 且能 大大 减少 对天 然骨 料 的开采 , 既 保护 了生 态环境 , 又解决 了建 筑 工 程 对 混 凝 土 骨料 的 大量 需 求 。当然 , 与原生骨料相 比的再生骨料具 有较小 的 表观密度( 约为原生骨料的 8 0 8 5 ) 、 更高的吸 水率 ( 约 为原 生骨 料 的4 l 0倍 ) 。再 生 骨料 的这些 特征对于制备再生混凝土而言 , 意味着拌合用水量 的增
9、 加 和工作 性 能 的劣 化 , 从 而影 响 混 凝 土 的 浇筑 和耐 久性 。但 随 着相 关 技 术瓶 颈 的突破 ( 如 通 过 强化措施改善再生骨料的表面状态从而降低其吸水 率 ) , 再 生混凝 土 的应 用必 将被 推广 。 2 大掺量 粉煤灰混凝土与建筑节能 粉煤灰 ( F l y a s h ) 作 为火 力发电工业 的主要 副 产品 , 由于其较高 的火 山灰活性和低廉的价格, 被广 泛用作制备高性能混凝土的矿物掺合材料。粉煤灰 的掺量 从 起 初 建 议 的 1 5 2 0 , 增 加 到 2 5 3 5 , 并最终高达 5 0 以上 。以大量的粉煤灰取 代 硅 酸盐
10、水 泥制 备 混 凝 土 , 一 方 面 有 效地 减 少 了水 泥 的消耗量 , 进 而 大 大减 少 了水 泥 工 业 产生 的温 室 气体的排放 ; 另一方面 , 火力发电厂排放的大量烟尘 得到了妥善处置, 避免了直接排放引起 的大气污染。 更重要 的是随着粉煤灰掺量的增加, 混凝 土的工作 性、 耐硫酸盐腐蚀性均得 以显著提高或改善。当掺 量超 过 5 0 , 所制 备 的混凝 土 在 物 理力 学 特 性 和 耐 久性等方 面的突破更是令 人难 以置信。为 区别起 见 , Ma l h o t r a和 Me h t a将粉煤灰掺量高 于 5 0 的混 凝土 称作 大掺 量 粉 煤
11、灰 混 凝 土 ( h i g h v o l u m e fl y a s h c o n c r e t e, HVF AC) I s 。 由于 HV F A C应 用 的 日益增 多 , 有 关 这 种 新 型 混凝 土 的研究 工作 也 开展得 越来 越 多 。 目前 的研 究 工作 , 主要 集 中于新 拌 H V F A C 的工作 性 和 硬 化 H V F A C的力 学 性 质 , 有 关 H V F A C 的 耐 久 性 也 较 多 ; 另一 方面 从 建 筑 节 能 的 角 度 考 虑 , 研 究 H V F A C 的热工性质( 诸如热容量、 导热性等 ) 对于评价采
12、用 这类 材料 建造 的建 筑物 的潜 在 保 温 隔 热 、 节 约 能 耗 等特性是极有意义 的。如由于粉煤灰 的密度 比水泥 小很 多 , 可 以 预 见 H V F A C 的导 热 系数 应 比普 通 混 凝 土低 得 多 , 因 此 H V F A C的 绝 热 性 更 好 , 故 采 用 H V F A C建造的公共建筑和住宅可以有效减少采 暖 和制冷所需 要 的能耗。随着 HV F A C的发展和应 用, 这类研究工作正在逐步开展 , 如 D e mi r b o g a等人 曾通 过 测定 H V F A C各组 成 材料 的热工 性 质来 预测 硬化 HV F A C的热工
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