绿色生态混凝土技术与循环经济发展

摘要：定义绿色生态混凝土，指出绿色生态混凝土技术属于现代混凝土范畴，并且符合循环经济的理念；论述了材料过程工程学理论对循环经济模式下绿色生态混凝土技术的指导意义。分析了构建混凝土循环经济发展模式的可行性；阐述了循环经济在绿色生态混凝土技术中的具体运用。定义了可再生混凝土，总结了实现可再生混凝土的技术途径是胶凝材料的可再生和骨料的可再生，介绍了两种可再生混凝土：水泥生料组分混凝土和高性能石膏混凝土。提出绿色生态混凝土作为混凝土未来的发展方向，必须以材料过程工程学为理论指导，引入循环经济的发展模式。

关键词：绿色生态混凝土；循环经济；材料过程工程学；可再生混凝土；水泥生料组分混凝土；高性能石膏混凝土

0引言

21世纪，人口膨胀、资源短缺和日益恶化的生态环境给人类发展敲响了警钟。建筑材料行业作为资源、能源消耗大户和“三废”排放的最主要产业之一，其未来的发展必然与资源、能源利用和生态环境保护息息相关。以最小的资源环境代价谋求社会经济最大限度的发展，推动资源节约型社会的建设进程，这是建筑材料行业的当务之急。作为目前全世界用量最大的建筑材料，混凝土不仅是建材行业资源与能源的最大宗消耗者，同时也是环境污染的重要来源。因此，要实现建材行业的绿色化、可持续发展，必须在处理混凝土材料、技术与生态环境之间的关系中采取更加积极、主动的态度。以节约资源和能源、保护环境为特征的“绿色生态混凝土技术”将是未来混凝土发展的主要方向，这既是客体大自然给人类提出的新课题，也是人类自身生存发展的必然选择。根据“材料过程工程学”（MaterialProcessEngineering）理论，通过对材料生命周期的多种单元过程进行优化重组，可以形成材料新的生命周期，以实现材料整个生命过程的低能耗、少污染，并能充分减量化利用资源[1]。根据这一理论，绿色生态混凝土技术发展的重点，就是要把混凝土技术和人类生存环境紧密结合，减少非再生资源、能源的消耗，生产、应用完全再生循环的混凝土产品，同时提高混凝土性能、延长混凝土结构的使用寿命。实现这一目标的必由之路在于：混凝土行业发展循环经济（CircularEconomy），按照循环经济的“减量化、再利用、再循环”原则，控制混凝土从生

产、使用到废弃的全过程，最终实现混凝土行业的可持续发展。

1绿色生态混凝土技术属于现代混凝土范畴

1.1混凝土的发展方向

混凝土的历史可以追溯到古老的年代。古罗马人通过将石膏与火山灰混合制成水硬性水泥（Hydraulic Cement），再将其与石头、砂子和水混合制成最古老的混凝土。1824年波特兰水泥出现，混凝土开始得到广泛的应用。在180多年的现代混凝土发展过程中，主要经历了普通混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土三个阶段。近二三十年，混凝土技术飞速发展，高效减水剂的研究使用和矿物掺合料的开发应用促进了高强混凝土和高性能混凝土的发展。混凝土技术的每一次进步在挖掘混凝土性能和潜力方面都有重大的突破：钢筋混凝土克服了混凝土抗拉抗弯强度的不足；预应力混凝土有效地防止了混凝土的开裂高强混凝土极大的提高了混凝土抗压强度；高性能混凝土主要是针对混凝土耐久性问题。这些突破性的技术进展使混凝土日益成为用量最大、应用最广泛的建筑材料。其中，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，高性能混凝土是按混凝土结构所处环境的劣化因素设计的混凝土，它并不是混凝土的一个品种，而是隶属于现代混凝土的技术范畴。回顾混凝土的发展历程，不难发现，其研究的目的一般都是为了满足人类自身的需求，更多地追求混凝土材料良好的使用性能；从自然、环境、生态平衡角度出发进行的研究很少，对混凝土生产和使用过程中，消耗能源和资源及其造成环境污染对人类生存的危害考虑不足。例如，为了达到高强和耐久性要求，普通混凝土一直在追求结构的密实性。这种密实的混凝土缺乏透气性、透水性，对环境温、湿度调节能力差。大量使用这种混凝土作为建筑和路面材料，将导致城市生态系统失调。20世纪80年代后期，随着人们对生态环境的日益重视，保护地球环境，寻求与自然的和谐，走可持续之路成为全世界共同关心的课题。研究者们重新审视混凝土材料及其技术的发展，认为混凝土今后的发展方向必然是既要满足现代人的要求又要考虑环境的因素，减轻对地球的负荷，有利于资源、能源的节省和生态平衡，这实际上也是循环经济的理念。绿色生态混凝土（Green Ecological Concrete），这是人们将材料性能的获得与废物利用、减少污染和保护环境等问题综合考虑时，混凝土发展的必然趋势[2]。绿色生态混凝土技术本质上也属于现代混凝土技术范畴。

1.2绿色生态混凝土的定义