3.2　水泥混凝土行業的綠色化之路

混凝土是一種典型的傳統材料，為了減輕混凝土環境負荷、實現混凝土工業綠色化生產，21世紀的混凝土技術發展面臨著前所未有的巨大挑戰，在綠色化之路上也取得了一些經驗和成果。

首先，從可持續發展的思想出發，在材料組成和生產工藝優化方面形成了多項綠色化技術。

主要體現在：①應用現代混凝土科學技術，減少單方混凝土中的水泥用量；②大摻量利用優質的工業廢渣和代用骨料來替代天然砂石資源；③提高混凝土的工作性，減少生產過程中采用振動帶來的噪聲污染；④采用預拌混凝土技術，提高混凝土質量，減少現場攪拌引起的粉塵等環境污染；⑤循環再生利用廢混凝土，包括生產過程廢棄的新拌混凝土和建筑拆除后硬化混凝土的資源化利用；⑥開發新型綠色原材料，如低能耗水泥、環保型化學外加劑等；⑦發展各種免蒸壓、免蒸養混凝土新技術等。這些措施可以減少水泥熟料消耗，減少水泥產量，減少資源、能源的消耗，是強化節能減排、防治大氣污染的有效途徑。

其次，逐步認識到提高混凝土耐久性，延長結構使用壽命是混凝土綠色化的重要方向之一。

鋼筋混凝土結構因為結合了鋼筋與混凝土的諸多優點，加上造價低廉，成為土木工程結構設計的首選形式，被廣泛用于鐵路、公路、橋梁、機場、軌道交通、水利設施、海洋工程等領域。但從世界范圍來看，鋼筋混凝土材料并不像人們設想的那樣耐久。一些混凝土結構在服役不到30年就出現了混凝土大面積開裂、表面剝落、保護層開裂和鋼筋嚴重銹蝕等問題（見圖3-1和圖3-2）。

圖3-1　混凝土的凍融循環破壞

圖3-2　鋼筋混凝土的氯鹽侵蝕破壞

相關資料顯示，因混凝土耐久性問題喪失使用功能，全世界每年用于工程修復和重建費用高達數千億美元。隨著混凝土設計理論、材料性能及施工水平的不斷進步，工程設計壽命也在不斷延長，但在惡劣的環境條件、力學荷載等因素考驗下，重要混凝土結構達到百年壽命仍是一個需要積極探索的重要話題。

提高混凝土應對各種環境因素侵蝕和破壞的能力，提高耐久性，延長結構使用年限，社會經濟效益顯著。其一，可以大大減少各類原材料的消耗，為節能減排做出巨大貢獻；其二，可節省巨額的維修、維護和拆除重建費用；其三，保證工程結構服役安全性可以保障人民群眾生命財產安全。混凝土結構的服役環境復雜多變，任何單一的環境因素或力學荷載都可能造成混凝土設計性能的降低，而多種因素的耦合作用會使這一過程變得更加錯綜復雜和難以預測。我國目前仍處于大規模建設時期，國家“一帶一路”戰略、海洋開發和西部建設，混凝土工程量巨大，耐久性要求愈來愈高。因此，研究和推廣應用高性能混凝土，延長特殊服役條件下混凝土結構的壽命具有巨大的現實意義。

本章介紹混凝土行業在綠色化之路上的探索，先介紹預拌高性能混凝土綠色化生產技術，詳細列舉了生產工藝各環節節能降耗、環境保護生產要點，然后選取三項基于耐久性提升要求而研發的長壽命混凝土技術：煤炭深井建設用高強高性能混凝土、核廢料處理用混凝土高整體容器、隧道施工用綠色高性能噴射混凝土。這些綠色化新技術或適用于大宗混凝土生產，或適用于某領域混凝土工程的特殊需求，以小見大，展示了傳統混凝土材料在綠色化道路上之“變”，展示了混凝土行業在節能、節材、節約資源、保護環境方面的成果。