3.2　水泥混凝土行业的绿色化之路

混凝土是一种典型的传统材料，为了减轻混凝土环境负荷、实现混凝土工业绿色化生产，21世纪的混凝土技术发展面临着前所未有的巨大挑战，在绿色化之路上也取得了一些经验和成果。

首先，从可持续发展的思想出发，在材料组成和生产工艺优化方面形成了多项绿色化技术。

主要体现在：①应用现代混凝土科学技术，减少单方混凝土中的水泥用量；②大掺量利用优质的工业废渣和代用骨料来替代天然砂石资源；③提高混凝土的工作性，减少生产过程中采用振动带来的噪声污染；④采用预拌混凝土技术，提高混凝土质量，减少现场搅拌引起的粉尘等环境污染；⑤循环再生利用废混凝土，包括生产过程废弃的新拌混凝土和建筑拆除后硬化混凝土的资源化利用；⑥开发新型绿色原材料，如低能耗水泥、环保型化学外加剂等；⑦发展各种免蒸压、免蒸养混凝土新技术等。这些措施可以减少水泥熟料消耗，减少水泥产量，减少资源、能源的消耗，是强化节能减排、防治大气污染的有效途径。

其次，逐步认识到提高混凝土耐久性，延长结构使用寿命是混凝土绿色化的重要方向之一。

钢筋混凝土结构因为结合了钢筋与混凝土的诸多优点，加上造价低廉，成为土木工程结构设计的首选形式，被广泛用于铁路、公路、桥梁、机场、轨道交通、水利设施、海洋工程等领域。但从世界范围来看，钢筋混凝土材料并不像人们设想的那样耐久。一些混凝土结构在服役不到30年就出现了混凝土大面积开裂、表面剥落、保护层开裂和钢筋严重锈蚀等问题（见图3-1和图3-2）。

图3-1　混凝土的冻融循环破坏

图3-2　钢筋混凝土的氯盐侵蚀破坏

相关资料显示，因混凝土耐久性问题丧失使用功能，全世界每年用于工程修复和重建费用高达数千亿美元。随着混凝土设计理论、材料性能及施工水平的不断进步，工程设计寿命也在不断延长，但在恶劣的环境条件、力学荷载等因素考验下，重要混凝土结构达到百年寿命仍是一个需要积极探索的重要话题。

提高混凝土应对各种环境因素侵蚀和破坏的能力，提高耐久性，延长结构使用年限，社会经济效益显著。其一，可以大大减少各类原材料的消耗，为节能减排做出巨大贡献；其二，可节省巨额的维修、维护和拆除重建费用；其三，保证工程结构服役安全性可以保障人民群众生命财产安全。混凝土结构的服役环境复杂多变，任何单一的环境因素或力学荷载都可能造成混凝土设计性能的降低，而多种因素的耦合作用会使这一过程变得更加错综复杂和难以预测。我国目前仍处于大规模建设时期，国家“一带一路”战略、海洋开发和西部建设，混凝土工程量巨大，耐久性要求愈来愈高。因此，研究和推广应用高性能混凝土，延长特殊服役条件下混凝土结构的寿命具有巨大的现实意义。

本章介绍混凝土行业在绿色化之路上的探索，先介绍预拌高性能混凝土绿色化生产技术，详细列举了生产工艺各环节节能降耗、环境保护生产要点，然后选取三项基于耐久性提升要求而研发的长寿命混凝土技术：煤炭深井建设用高强高性能混凝土、核废料处理用混凝土高整体容器、隧道施工用绿色高性能喷射混凝土。这些绿色化新技术或适用于大宗混凝土生产，或适用于某领域混凝土工程的特殊需求，以小见大，展示了传统混凝土材料在绿色化道路上之“变”，展示了混凝土行业在节能、节材、节约资源、保护环境方面的成果。