隨著社會(huì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，材料生產(chǎn)和使用過(guò)程中資源過(guò)度開(kāi)發(fā)和廢棄及其造成的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，與地球資源、地球環(huán)境容量的有限性以及地球生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的安全性之間出現(xiàn)尖銳的矛盾，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人類自身的生存構(gòu)成嚴(yán)重的障礙和威脅。因此，認(rèn)識(shí)資源、環(huán)境與材料的關(guān)系，開(kāi)展綠色材料及其相關(guān)理論的研究，從而實(shí)現(xiàn)材料科學(xué)與技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，是歷史發(fā)展的必然，也是材料科學(xué)的進(jìn)步。在這樣的背景條件下，具有環(huán)境協(xié)調(diào)性和自適應(yīng)性的綠色混凝土應(yīng)運(yùn)而生。

 

　　 吳中偉院士較早提出綠色高性能混凝土（GHPC）的概念。GHPC具有的特征主要包括：①更多的節(jié)約孰料水泥，減少環(huán)境污染；②更多地?fù)郊右怨�業(yè)廢渣為主的活性細(xì)摻料；③更大地發(fā)揮高性能優(yōu)勢(shì)，減少水泥和混凝土的用量。 

　　對(duì)綠色混凝土的概念目前學(xué)術(shù)界還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，一般說(shuō)來(lái)，綠色混凝土應(yīng)具有比傳統(tǒng)混凝土更高的強(qiáng)度和耐久性，可以實(shí)現(xiàn)非再生性資源的可循環(huán)使用和有害物質(zhì)的從低排放，既能減少環(huán)境污染，又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生。“綠色”的涵義可理解為：節(jié)約資源、能源；不破壞環(huán)境，更有利于環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展，既滿足當(dāng)代人的衡求，又不危害子孫后代，且能滿足其需要。

　　實(shí)現(xiàn)混凝土的綠色化總的來(lái)說(shuō)應(yīng)該從以下5個(gè)方面入手。

　　2.1大量利用工業(yè)廢料，降低水泥用量

　　 在長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)許多工業(yè)廢渣，如粉煤灰、�；�高爐礦渣、煤矸石、硅灰等具有潛在的化學(xué)活性，可以部分替代水泥，并且可以制備性能更優(yōu)越的混凝土。這樣不僅節(jié)約了礦山資源，降低了水泥生產(chǎn)總能耗，而且也有利于改善和保護(hù)自然環(huán)境。利用工業(yè)廢渣作混凝土中的活性礦物摻合料是實(shí)現(xiàn)混凝土綠色化的一個(gè)重要途徑。我國(guó)工業(yè)廢渣數(shù)量龐大，僅粉煤灰每年將產(chǎn)出近2億噸，而煤矸石目前堆放總量已超過(guò)30億噸，活性礦物摻合料作為廉價(jià)的輔助膠凝材料卻賦予混凝土許多優(yōu)良的性能，如提高強(qiáng)度、密實(shí)度和工作性，改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)，降低孔隙率，增強(qiáng)對(duì)腐蝕介質(zhì)的抵抗力，延長(zhǎng)混凝土的耐久性等。大量使用以工業(yè)廢渣為原料的活性摻合料，可以在保持水泥孰料總量不變的前提下滿足經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)對(duì)混凝土的需求，節(jié)約資源能源，保護(hù)環(huán)境，發(fā)揮重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　2.2提高混凝土綜合性能

　　 提高混凝土強(qiáng)度、工作性和耐久性也是混凝土綠色化的途徑之一。論文參考網(wǎng)。混凝土強(qiáng)度的提高，可以減小建筑結(jié)構(gòu)的截面積或結(jié)構(gòu)體積，減少混凝土用量，從而節(jié)約水泥、砂、石等混凝土原材料的用量。工作性能的提高，一方面有助于提高混凝土的密實(shí)性，另一方面可以減少振搗器的使用，降低環(huán)境噪聲。提高混凝土的耐久性，可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物的使用壽命，進(jìn)一步節(jié)約維修和重建費(fèi)用，減少對(duì)自然資源無(wú)節(jié)制的消耗。

　　2.3使用再生骨料和人造骨料

　　混凝土制備過(guò)程還將消耗大量砂石。若以每噸水泥生產(chǎn)混凝土?xí)r消耗6~10t砂石材料計(jì)，我國(guó)每年將生產(chǎn)砂石材料48~80億噸。全球已面臨優(yōu)質(zhì)砂石材料短缺的問(wèn)題，我國(guó)不少城市亦將遠(yuǎn)距離運(yùn)送砂石材料。同時(shí)，我國(guó)每年拆除的建筑垃圾生產(chǎn)的廢棄混凝土約為1360萬(wàn)噸，新建房屋產(chǎn)生的廢棄混凝土約為4000萬(wàn)噸，大部分是送到廢料堆積場(chǎng)堆埋。因此實(shí)現(xiàn)再生骨料的循環(huán)利用對(duì)保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源、資源意義是十分顯著的。

　　廢棄混凝土加工的骨料取決其潔凈度和堅(jiān)實(shí)度，這與其來(lái)源和加工技術(shù)有關(guān)。利用預(yù)制場(chǎng)和預(yù)拌混凝土攪拌站剩余混凝土加工的骨料通常比較干凈；來(lái)源于拆除的路面或水工結(jié)構(gòu)的廢棄混凝土，需篩分去除粉粒。許多實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)研究表明：廢棄混凝土相當(dāng)于粗骨料的顆粒可以用來(lái)替代天然骨料，進(jìn)行比較試驗(yàn)的結(jié)果是前者作為骨料配制的混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量至少是后者的2/3。論文參考網(wǎng)。拆除建筑物是的廢棄混凝土比較難處理，因?yàn)槌；煊衅渌�雜物。論文參考網(wǎng)。與拆除時(shí)的分選相結(jié)合，這類廢棄物可以分門別類地回收和再生，效果較好。

　　2.4 與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)

　　 為了使混凝土與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，通過(guò)混凝土材料的性能、形狀或構(gòu)造等的設(shè)計(jì)，使其具有降低環(huán)境負(fù)荷的能力。例如通過(guò)控制混凝土的空隙特征和空隙率，可使混凝土具有不同的性能，如良好的透水性、吸音性能、蓄熱性能、吸附氣體性能等。通過(guò)對(duì)混凝土性能和色彩的設(shè)計(jì)，使混凝土能與植物和諧共生，這類混凝土包括植物適應(yīng)型生態(tài)混凝土、海洋生物適應(yīng)型生態(tài)混凝土和淡水生物適應(yīng)型混凝土，以及凈化水質(zhì)生態(tài)混凝土等。 

　　2.5提高混凝土的機(jī)敏性，使居住環(huán)境更安全

　　隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)和材料科學(xué)的迅猛發(fā)展，促使社會(huì)及其各個(gè)組成部分，如交通系統(tǒng)、辦公場(chǎng)所、居住社區(qū)等向智能化方向發(fā)展。混凝土材料作為各項(xiàng)建筑的基礎(chǔ)，其智能化的研究和開(kāi)發(fā)自然成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。自診斷混凝土、自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機(jī)敏混凝土的相繼出現(xiàn)，為智能混凝土的研究和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　機(jī)敏混凝土的特點(diǎn)是具有自適應(yīng)性，能夠感知外界環(huán)境變化，并根據(jù)外界環(huán)境變化實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制、調(diào)整和修復(fù)材料。機(jī)敏混凝土材料與智能建筑相結(jié)合無(wú)疑將為人們提供一個(gè)安全、舒適的生活、學(xué)習(xí)與工作環(huán)境。

　　 綠色混凝土材料在資源和能源的有效利用、減少環(huán)境負(fù)荷上具有很大的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。與普通混凝土相比，綠色混凝土顯示了強(qiáng)大的生命力和顯著的優(yōu)越性。不過(guò)，現(xiàn)在我們離綠色混凝土的實(shí)現(xiàn)還有一定距離，需要我們從以上介紹的五個(gè)方面努力，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)混凝土的綠色化。

 

　　 [1]姚武.綠色混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006，5：7-10.