摘要：简要介绍了绿色建材的发展和绿色混凝土的概念，着重讨论了绿色高性能混凝土、再生混凝土、生态混凝土的概念及其发展和应用。
关键词：绿色混凝土 绿色高性能混凝土 再生混凝土 生态混凝土
绿色建材是土木工程建筑材料发展的方向。近20年来，国际上主要工业发达国家和地区对绿色建材的研制开发都非常重视，德国是世界上最早推行环境标志的国家，1978年发布了第一个环境标志。我国的环境标志是于1993年10月公布的，1994年在6类18种产品中首先实行环境标志，绿色建材在国内得到了大力发展，但从总体上看，绿色建材在我国的发展还很不平衡，在开发应用上还没有得到广泛重视，存在起步较晚、产品种类单一，应用范围不够广等问题。现代混凝土的使用已有一百多年历史，是目前最大宗的建筑材料，且仍将是未来100～200年内主要的建筑材料，但传统的混凝土材料对人居环境有诸多负面影响。目前，我国混凝土年用量已超20亿t，这其中约需水泥4亿t ，细骨料6亿t ，粗骨料9—10亿t ，资源、能源的消耗量巨大，环境问题日益突出，混凝土的可持续发展势必受到制约。因此，积极地开发利用绿色混凝土，最大限度地综合利用自然资源和能源，降低能耗和物耗，减少对环境的负面效应，走可持续发展之路对于绿色建材的发展很重要。
1 绿色混凝土的含义
对绿色混凝土的概念目前学术界还没有统一的定义，一般说来，绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的从低排放，既能减少环境污染，又能与自然生态系统协调共生。“绿色”的涵义可理解为：节约资源、能源；不破坏环境，更有利于环境；可持续发展，既满足当代人的衡求，又不危害子孙后代，且能满足其需要。
2 绿色混凝土的发展和应用
2.1 绿色高性能混凝土
高性能混凝土的研究是当今土木工程界最热门的课题之一，高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能，如果将高性能混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑，则成为绿色高性能混凝土（GHPC）。在1997年3月的“高强与高性能混凝土”会议上，吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝土”的概念，并指出：GHPC是混凝土的发展方向，更是混凝土的未来。
真正的绿色高性能混凝土应该是节能型混凝土，所使用的水泥必须为绿色水泥。普通水泥生产过程中需要高温锻烧硅质原料和钙质原料，消耗大量的能源。如果采用无熟料水泥或免烧水泥配制混凝土，就能显著降低能耗，达到节能的目的。如碱矿渣水泥利用工业废渣与某些碱金属化合物发生化学反应，替代水泥胶凝材料，可将硅酸盐水泥生产工艺的“两磨一烧”简化为“一磨”，是一种低能耗、低成本的绿色水泥。
绿色水泥工业是指研究开发、改进水泥生产工艺及技术装备，循环利用生产和生活中的废渣和废料，提高资源利用率和二次能源回收率，达到节能、节约资源的目的。如哈尔滨水泥厂6号窑每天生产2500t高质量绿色水泥的同时，可处理包括毒鼠强、废弃电池等特种垃圾在内的城市可燃垃圾和工业废弃物400t，由于回转窑内气体温度达l500 ℃ 左右，可使垃圾中99.99%以上的有机有害成分分解，实现了低成本、易实施、无再生垃圾、完全彻底地处理城市垃圾，是城市垃圾处理的最佳途径之一。
2.2 再生混凝土
世界上每年拆除的废旧混凝土、工程建设产生的废弃混凝土、混凝土预制构件厂排放的混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾，全世界从1991—2000年的10年间，废混凝土总以超过10亿t 。我国每年施工建设产生的建筑垃圾达4000万t，产生的废混凝土就有l360万t ，清运处理工作量大，环境污染严重。
为了更好地回收利用废混凝土，可将废混凝土经过特殊处理工艺制成再生骨料，用其部分或全部代替天然骨料（砂石）配制成再生混凝土。利用再生骨料配制再生混凝土已被看作是发展绿色混凝土的主要措施之一，也称再生骨料混凝土，可节省建筑原材料的消耗，保护生态环境，有利于混凝土工业的可持续发展。但是，再生骨料与天然骨料相比，孔隙率大、吸水性强、强度低，因此再生骨料混凝土与天然骨料配置的混凝土的特性相差较大，这是应用再生骨料混凝土时需要注意的问题。
另外，利用工业固体废弃物如锅炉煤渣、煤矿的煤石、火力发电厂的粉煤灰等工业废料作为骨料，变废为宝，采取一定技术措施制备的轻质混凝土，密度较小、相对强度高、保温、抗冻性能好，还降低了混凝土的生产成本，是另一种形式的再生混凝土。在混凝土中添加以工业废液如黑色纸浆废液为主要原料改性制造的各种外加剂，采用磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料等方法也可配制再生混凝土。再生混凝土的强度一般不高，可用于基础、路面和非承重结构，若能够严格控制混凝土配合比和再生骨料的掺合量，也可配置强度较高的再生混凝土，满足承重结构混凝土的要求。
综合利用工业生活废料生产再生混凝土的途径是多种多样的，它较好地解决了建筑垃圾和其他废弃物的出路问题，既变废为宝，节约了资源，又减少了对环境的污染，产生了良好的生态效应。但总体而言，我国建筑业应用再生混凝土的总量仍然很少，技术水平较低，各类废弃物的综合回收利用率也较低，再生混凝土的研究和应用需要得到进一步重视和发展。
2.3 生态混凝土
传统混凝土材料的密实性使各类混凝土结构缺乏透气性和透水性，调节空气温度和湿度的能力差，产生“热岛现象”，地温升高等，使气候恶化。大量钢筋混凝土建筑物和混凝土道路使绿化面积明显减少，降雨时不透水的混凝土道路表面容易积水，雨水长期不能下渗，使地下水位下降，土壤中水分不足、缺氧，影响植物生长，造成生态系统失调。水利、铁路、公路工程中的护坡广泛使用混凝土砌块，甚至直接用混凝土浇注成硬质斜坡或地坪，既不能长草，又不能下渗雨水，缺乏生态功能。另外，混凝土材料颜色灰暗，给人以粗、硬、冷、暗的感觉，缺乏艺术的美感。因此，开发应用既可作为建筑材料，又能与周围自然生态环境融为一体的新型生态混凝土材料具有重大意义。如利用一些金属废渣作为掺合料配制彩色混凝土，可以改善混凝土的观感，增加艺术效果；开发能够适应绿色植物生长，进行绿色植被的混凝土及其制品；研制可以吸收噪音和粉尘，满足吸声、保温等功能需求的混凝土等。根据使用功能的不同，目前开发的生态混凝土的品种主要有透水性混凝土、植被混凝土和景观混凝土等。生态混凝土的开发和应用在我国还刚刚起步，随着人们对生活要求的提高和对生态环境的重视，混凝土结构的美化、绿化，人造景观与自然景观的协调成为混凝土学科的又一个重要课题，生态混凝土必将成为混凝土发展的一个重要方向。
2.3.1 透水性混凝土
随着现代化水平的提高，地表不断被钢筋混凝土建筑和不透水混凝土路面所覆盖，目前我国城市的道路覆盖率己达到7-15%，混凝土路面给人们的生产生活带来了极大的方便，但也给生态环境带来了诸多负面的影响。因此，研究开发透水性路面材料具有重要的社会意义和广阔的应用前景。与传统混凝土相比，透水性混凝土最大的特点是具有15-30%的连通孔隙，具有很好的透水、透气性，将这种混凝土用于公园、道路、停车场以及各种体育场地，能增加地表的透水、透气面积，调节空气温度和湿度，减少热岛效应，城市的高热环境可以得到一定的改善。透水性混凝土还有利于雨水下渗和植物生长，维持地下水位和生态平衡。透水性混凝土使用的原材料一般和普通混凝土相同，但材料的配合比不同，使用的外加剂也不同。
2.3.2 植被混凝土
植被混凝土，也就是能长草的混凝土，它利用具有特殊配合比的混凝土内部相互连通的微孔空间，并采用化学和生物技术，施工时，只要在混凝土块的孔隙中充填腐植土、种子、缓释肥料、保水剂等混合材料，草籽就可生根、发芽，并穿透到土壤中生长。植被混凝土一般由水泥、碎石、减水剂、水、肥料和保水材料等组成，若加人特殊的合成纤维，可使混凝土的强度和耐久性都有不同程度的改善，抗压强度可达到15MPa-18MPa。植被混凝土可作为固沙、固土、固堤护岸材料，用于保护和绿化河道堤防、城镇人行路面、建筑物墙壁和屋顶绿化、停车场等，使绿化与硬化完美地结合起来，达到与大自然和谐的美观效果，还能够吸收噪声和粉尘，对城市气候的生态平衡起积极作用，是一种环境效应显著的绿色建材。植被混凝土可采用建筑垃圾、工业生活废弃物作混凝土骨料，减少了天然原材料（砂石）的开采量，保护了生态资源，据估算每立方米造价可比普通混凝土节省投资20%-30%。植被混凝土可根据需要做成任意形状，施工简单，绿化方便，在它的表面可以采用涂料，根据周围环境进行色彩的选择和搭配，也可以拼出各种各样的图案，改变混凝土材料灰暗的旧面孔，充满了绿色的生机。目前我国已有专用混凝土构件成型机制作植被混凝土构件。
植被混凝土的孔隙率高达40%以上，具有高透水性，孔隙自构件顶表血可蜿蜒通至地面，有利于排水。植被混凝土还具有高透气性，在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿热交换能力。植被混凝土由于草根的锚固作用，护坡安全性更能得到保证，经实测，对边距离45cm的六角形植被混凝土构件，原重准30kg，长草生根后被拔起时的拔出力为160kg。近来上海从日本引进的一种新型植被混凝土，首次在嘉定西虬江护坡上亮相，河道护砌的混凝土上长满郁郁葱葱的嫩草，既可满足河道护坡的硬度要求，又能够为河道景观添绿。
3 结语
目前，绿色混凝土在我国刚刚起步，得到了一定的发展，有关部门应加快研究制定绿色混凝土的设计规程、施工工艺、质量控制方法、验收标准等，并加大在广大工程技术人员中的宣传力度，鼓励使用绿色混凝土。根据实际需要，科技人员应开发出更多新品种的绿色混凝土，扩大其应用范围。开展大范围的 工程调查，弄清目前在绿色混凝土研究和应用过程中存在的主要问题，吸取必要的经验教训，制订相应的对策和计划，以更好地推广使用绿色混凝土。
