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绿色高性能混凝土的技术支持

信息来源:hunningtu.biz  时间:2010-06-11  浏览次数:124

  摘要:结合绿色高性能混凝土的特征,从水泥性能及生产过程、废渣应用技术、高性能混凝土生产、可完全循环利用混凝土的生产等角度,论述了在我国发展绿色高性能混凝土必须的技术支持。
  关键词:绿色高性能混凝土;水泥;废渣;完全循环混凝土;技术支持
  1 绿色高性能混凝土的意义
  绿色高性能混凝土( Green High Performance Concrete ,简称GHPC) 的概念是在强调高性能混凝土(High Performance Concrete ,简称HPC) 的环境亲和性的基础上提出的。绿色高性能混凝土更进一步把传统混凝土设计和制备的每一个环节和可持续发展战略结合起来,以加强人们对绿色的重视,加强绿色意识,要求混凝土工作者更自觉地从每个环节入手提高HPC 的绿色含量,或加大其绿色度,更严格、更有计划地利用资源和能源,加大对工业废弃物和城市废弃物的有效利用,提高HPC性能以扩大其应用范围,将对环境的破坏减小到最低,使其更具有生态合理性。
  2 绿色高性能混凝土的技术支持
  绿色高性能混凝土是未来混凝土工业的发展方向,它在我国的推广应用,需要建立在一定的技术基础之上。这涉及到水泥、化工、机械等行业,需要相关行业的共同努力。
  2. 1 大力发展以先进生产工艺为基础的高强度水泥
  提高水泥质量是发展绿色高性能混凝土的重要技术基础之一。笔者认为应从重点支持发展先进的煅烧工艺技术、支持设备大型化及加快水泥生产、控制新技术的推广应用等方面着手。
  2. 2 加大低钙水泥等水泥新品种的研究
  反应机理表明,混凝土的耐久性与其碱性的强弱有明显的关系,碱性高时,耐久性较差。而混凝土的碱性强弱和水泥中氧化钙含量密切相关,低钙水泥具有较好的耐久性。要大力开发低钙水泥和其它品种水泥,以提高混凝土的耐久性。
  2. 3 加大对超细水泥的研究
  通常所说的超细水泥,一般指的是勃氏比表面积为500~1000m2/kg的水泥,平均粒径5μm左右。对普通水泥进行超细粉磨,不仅可提高水泥强度,还使其具有优良的水泥浆喷灌性能,可用于特殊工程的浇注和堵塞渗漏、喷涂等,这是一般水泥无法实现的。通过普通水泥的超细化,扩大了水泥应用范围。
  2. 4 走绿色水泥生产之路
  (1) 进一步开拓原材料资源,保护不可再生的珍贵的矿产资源。
  (2) 采取一切措施,尽可能地节约生产中的能耗。
  (3) 加大对排放废弃物的循环利用力度。
  (4) 更严格地限制粉尘和有害气体的排放。
  (5) 大力推广散装水泥。
  2. 5 扩大废渣和天然矿物材料的应用
  具有潜在水硬性的工业废渣和天然矿物在绿色高性能混凝土中的应用,具有十分广阔的前景,然而,必须以极大地提高其比表面积为前提。高细掺合料的加入,使普通混凝土的结构更加致密,导致其性能有较大的变化:降低水泥反应温度的峰值,减少混凝土因发热引起的裂缝;防止氯化物对混凝土的侵蚀,减少混凝土的空隙率;防止硫酸盐的侵蚀;提高混凝土的后期强度;使水泥砂浆有较好的流动度;可应用于海水或地下工程。为实现上述目标,必须有如下技术支持:
  2. 5. 1 高细粉磨技术
  研究证明,应用于绿色高性能混凝土中的矿渣、粉煤灰等掺和料,比表面积必须在4000cm2/g 以上(最好为6000~8000 cm2/g) .从长远的观点看,工业废渣和天然矿物在绿色高性能混凝土中的应用都存在一个超细粉磨问题。由于细度不能达到一定的指标,使得工业废渣和天然矿物材料的潜在水硬性得不到充分的激发和发挥,阻碍了绿色高性能混凝土的发展。目前国外已经成功开发出高效粉磨系统,例如德国生产矿渣波特兰水泥,采用熟料和矿渣分别磨细技术,矿渣用辊压磨终粉磨,熟料和石膏配比后用辊压磨与球磨磨细,再以一定比例混合成为矿渣波特兰水泥。辊压磨产品比表面积可达5145cm2/g ,电耗比球磨机节省50%.
  我国目前大多是用球磨机对矿渣、粉煤灰等掺和料进行粉磨,比表面积一般为4000 cm2/g 以下,达不到绿色高性能混凝土的要求,而且成本较高,效率较低。必须应用先进的粉磨工艺技术及设备,例如超细磨技术、辊压磨技术、分级粉磨技术或者混合粉磨技术,制备合格的掺和料,提高绿色高性能混凝土的绿色度,为波特兰水泥成为可持续发展材料开辟一条新路。
  2. 5. 2 先进的活性激发技术
  由于在混凝土中大量掺加工业废渣和天然矿物材料,不可避免地给混凝土带来负效应,如早期强度偏低、收缩性、施工性等问题。因而,必须研究适合于高掺量活性混合材的绿色高性能混凝土的活性激发剂,通过超细粉活性混合材、高效活性激发剂、水泥矿物成分等的超叠加作用,弥补负效应,保证绿色高性能混凝土的高性能。
  加强对造纸废浆液提取有效激发成分的应用研究,开发以造纸企业排放的废液为主要原材料的各种外加剂,减少对环境、工农业和人类健康造成的危害。
  2. 6 绿色高性能混凝土生产技术优化和性能的提高
  2. 6. 1 严格原材料管理,使用优质原材料
  绿色高性能混凝土对原材料的选择和使用要求非常严格,必须使用优质水泥、质量和粒度合格的骨料和掺和料、饮用水以及优质添加剂。
  2. 6. 2 配比设计和生产管理计算机化
  绿色高性能混凝土配比设计应当在保证结构强度和耐久性的前提下,树立可持续发展意识,充分考虑绿色、节能。使用先进和科学的配比方法和软件,以保证配比的先进性、合理性、精确性和可行性。采用先进的计量方法和设备,保证计量精度。采用先进的管理方法、操作和监理制度,保证配比准确实现。
  

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