高性能混凝土成为生态绿色建材生力军

中国建材报 · 2013-08-29 11:01

  高性能混凝土,简称HPC,诞生的时间并不算长。1990年,高性能混凝土的概念由美国正式提出。两年后,在中国开始得到重视。从上世纪的最后10年才开始被提出并逐渐发展起来,其前景广阔,因此,高性能混凝土也被世界同行称为“21世纪的混凝土”。虽然诞生的时间晚,却赶上了世界环保浪潮的风起云涌,也促使这个极具环保概念的新型产品,快速地朝着绿色化进程发展。最近,有一个新的概念又在HPC的基础上更上了一个台阶,叫做“绿色高性能混凝土”,国际上简称GHPC或直接叫做GC。绿色高性能混凝土是在高性能混凝土绿色范围的基础上,延伸并扩大了环保的概念,也就是说,高性能混凝土相对于传统商品混凝土而言,已经全面跨入节能环保的领域,成为具有代表性的绿色化基础建筑材料之一。

  如果说高性能混凝土是水泥和混凝土领域的新生军,那么外墙外保温材料也称得上是传统墙体材料的新血液。尽管外墙外保温系统的诞生是在上世纪40年代,诞生于高寒地带的瑞典,但外墙内保温材料却是最早被应用的,而外保温材料则始终处于试验阶段。外墙外保温材料真正开始启用,也是在上个世纪末期。中国进入正式的研究阶段是在1988年前后,进入21世纪,外墙外保温材料逐渐盛行起来。与节能玻璃中的中空玻璃相似的是,外墙外保温材料最早诞生是满足于保温的需求,随着世界生态环保意识的提升,这种通过为整体建筑保温来达到环境节能的特性,使之成为生态绿色建材的主力军之一。但是,外墙外保温产业却有些好事多磨的意味。尤其从中国目前的发展情况看,似乎并不是一帆风顺。外墙外保温材料需要一个庞大而复杂的技术体系支撑,不仅仅是材料体系,更像是一个交错繁杂的建筑体系网,最重要的是它牵连着人身安全和节能环保的双重课题。至今,对于既保证人身安全,又能够在全生命周期中最大化地达成节能环保的外墙外保温材料,还是个未知数。

  HPC基础材料里的千面手

  所谓高性能混凝土,顾名思义,就是以提高混凝土的多元化性能来达到绿色环保的指数,以及混凝土应用的范围。HPC在由美国正式提出时,从其优质原材料配制的绿色定位基础原则就已经符合了21世纪对于生态环保的基本要求:要尽可能地节省熟料,多用细掺料(工业废料为主)和少用水泥。减少对自然资源的浪费,减少对水泥等高污染产品的消耗,也进一步加强了对各种工业废料的配比,来满足和强化混凝土不同性能的质量和性能要求。应该说,HPC更像是从小就在绿色环保的环境中得以熏陶,如今已成长为能胜任任何复杂环境中的顶梁柱和千面手。

  基础建设的千面手 多重环境的顶梁柱
  高性能混凝土应用的范围之广,令人惊叹。近到我们生活中热闹非凡的城镇,远到杳无人烟的茫茫沙漠。无论是纵横交错的道路,跨越江河的桥梁,浪涛拍打的海岸,抑或各种高寒酷暑的极端地带,甚至包括只存在于普通百姓想象中的核反应堆等高科技领域,都可以见到HPC英雄般的身影。以适应各种环境为前提和特色,千面手的HPC要起到固沙、固土、固岸、固堤、排水、透气等适应不同环境的基础作用,还要适合各种水生物生长、栖息和繁殖的生态要求。

  首先从城市道路说起,目前,中国城市的道路覆盖率约为7%~15%之间,大都市的道路覆盖率达到20%左右。随着中国城镇化建设进程的加快,未来城镇道路的铺设将是非常艰巨和重要的任务。高性能混凝土应用于道路之中,除了其耐久性的特性可以使道路的寿命得以延长,使路面耐磨减少破损。最重要的是,高性能混凝土的透水性能,也大大减少道路的热岛效应。众所周知,热岛效应是加速气候恶化的因素之一,透水性能良好的HPC,就在一定程度上遏制了恶劣气候的变化无常,也让行驶中的车辆,减少很多恶性交通事故的发生。“未来的城市建设,急需各种排水、透气的材料,这对于地球环境的改善将有极大好处,而在这些材料当中,HPC的应用率将会得到最大的提升,应用范围会越来越广。”一位美国建筑工程师,在自己关于绿色高性能混凝土的论文中这样写道。所有的沿海区域,也同样是HPC高使用率的区域,大量高性能混凝土用于固岸和固堤之中,筑起一座座防护堤,不仅可以防止因海岸线不稳导致的塌陷等问题,并通过其坚固和耐久性,来扩充海岸线,增加沿海城市的面积。还要满足水生物的适应能力,间接起到了保护海洋资源的作用。全球沙漠化严重,沙漠侵蚀对气候环境造成的恶劣影响,已无需再做过多描述,绝大多数国家都已经投入到防沙治沙的抗战之中,高性能混凝土作为最好的固沙固土材料,此时此刻,亦发挥着至关重要的作用。甚至在一些生态环境恶劣,生命存活率脆弱的极端地带,HPC也像战士一样,英勇无畏地筑起生命堤岸,尽己之力阻挡危害生命生存繁衍的外来侵害。或许是因为HPC具备了太多的高性能应用性,以至于自HPC诞生以来,各个国家对其绿色指标和导向都有着各种不同的侧重点和解析。

  比如,美国更强调其耐久性、高抗腐蚀性和稳定性;日本则重视其高强度、高工作性和耐久性;加拿大注重其高弹性、高密度、低渗透和抗腐蚀性;中国在2006年综合各国最主要的绿色导向,提出对HPC的定义为高耐久性、高工作性和高体积稳定性。对HPC难于统一的绿色导向,甚至对HPC和目前最新提出的GC也没有明确的界定和考量,为高性能混凝土的标准认证体系的制定带来了很大的难度。据参与制定标准的负责人员介绍:即将出台的标准与认证体系,将参考中国在2006年提出的定义所涵盖的范围,也就是重点考量HPC的耐久性、高工作性和高体积稳定性。

编辑:纪海波

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