摘要：闡述了綠色工程材料涵義，并提出大拾盤粉煤灰高性能水工混凝土是突出的綠色工程材料，作為綠工程材料對環(huán)境保護，節(jié)約資源、能源，對人類可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，而發(fā)展綠色建材附合人類自身發(fā)展的需要，也附合當前人類迫切要求改善環(huán)境，保護生態(tài)平衡的強烈愿望。此外還介紹了大摻量粉煤灰高性能水工混凝土發(fā)展背景和當今發(fā)展水平，以及最新發(fā)展動態(tài)
關(guān)翻詞：綠色工程材料;混凝土，可持續(xù)發(fā)展，粉煤灰
1 綠色工程材料與生態(tài)、環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè)的進程，環(huán)境日趨惡化的問題，己嚴重阻礙了人類的生存與發(fā)展，目前生態(tài)環(huán)境已成為全人類共同關(guān)心的焦點問題1992年，聯(lián)合國通過了以實施“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”為核心內(nèi)容的“全球21世紀議程力，引起了世界各國的高度重視。我國于1994年通過了“中國21世紀議程”和“九五”計劃與201。年的遠景規(guī)劃，“可持續(xù)發(fā)展”是我國一個長遠發(fā)展目標可持續(xù)發(fā)展是指既能滿足當代人的需求，也必須滿足和不損害子孫后代的需求;既使我國經(jīng)濟建設(shè)、人口、能源、資源、環(huán)境和社會協(xié)調(diào)發(fā)展，達到發(fā)展經(jīng)濟的目的，又必須保護后代子孫賴以生存的資源、能像、環(huán)境和社會協(xié)調(diào)發(fā)展因此.可持續(xù)發(fā)展是我們?nèi)祟惞餐陌l(fā)展戰(zhàn)略。
1997 年吳中偉工程院士首先提出“綠色高性能混凝土”這一概念。一般認為綠色工程材料涵義可概括為:節(jié)約資源、能源，不破壞而有利于環(huán)境，可持續(xù)發(fā)展。而利用粉煤灰生產(chǎn)高性能混凝土，其本身就是綠色混凝土工程材料。當今世界混凝土技術(shù)發(fā)展兩大主題:即大摻量粉煤灰混凝土(HFCC)和高性能混凝土(HPC)。大摻量粉煤灰高性能混凝土是綠色混凝土的突出代表。
當前 我 國 建筑材料工業(yè)能源和資源耗費較大，如水泥工業(yè)處于高耗低效水平，其中80 是小水泥廠生產(chǎn);生產(chǎn)It熟料就有1噸CO:排放到大氣中。目前我國年產(chǎn)水泥5億多t，占世界的1/3，僅生產(chǎn)水泥就有3.7億tCO2的排放到大氣中，同時還有大量的SO:排放到大氣中。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢渣年排放量增長較快，僅粉煤年排放量已超過1億t,歷年堆積的工業(yè)廢渣已超過70億t，占地10。多萬畝，對環(huán)境污染十分嚴重。預計到2010年，我國水泥消耗和產(chǎn)量將接近8億t，占世界的1/2,因此 利 用 粉煤灰生產(chǎn)高性能棍凝土，對節(jié)約資源、改善生態(tài)環(huán)境、保障社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，是對我國以至全人類的重要貢獻。
2 大摻，粉煤灰高性能水工混凝土發(fā)展背景
國外從3 0年代、國內(nèi)從50年代開始在混凝土中應用粉煤灰，最初的目的僅出于經(jīng)濟性的考慮，為節(jié)約一點水泥或彌補細集料的不足。到70年代，有兩個最主要的因素大大促進了粉煤灰應用技術(shù)的發(fā)展。
其一是水工大壩大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于水化熱溫升與氣溫劇變導致幾乎無壩不裂的現(xiàn)實，以及巨大的溫控費用與相對長的工期，促進了對筑壩技術(shù)的改革，使全新的碾壓混凝土筑壩技術(shù)問世在碾壓混凝土中水泥用量非常低，所以大幅度降低了混凝土水化熱溫升，同時為了保證施工質(zhì)量，膠材漿狀物又不可太少.
于是大量摻用粉煤灰成了物盡其用的最佳選擇，其摻用比例高達50%0 70%，成了名符其實的大摻量粉煤灰混凝土(High Fly-ash Content Concrete，簡稱HFCC)。其二是減水劑尤其是高效減水劑的逐漸普及，使粉煤的潛能得到了極大的發(fā)揮。當高效減水劑與粉煤灰聯(lián)合摻用時，由于水膠比明顯降低，粉煤灰對混凝土的強度發(fā)展從早期就開始具有貢獻，耐久性得到顯著改善，使粉煤灰的效應由于外加劑的作用變得更為突出和重要
80 年代后期人們對大摻量粉煤灰混凝土HFCC(非碾壓混凝土)進行了一系列的研究，其中粉煤灰用量占總膠凝材料重量550OU上，所使用的粉煤灰品質(zhì)范圍相當寬，研究幾乎涉及混凝土性能的各個方面研究結(jié)果表明，配比優(yōu)化的大摻量粉煤灰混凝土HFCC除了能節(jié)約大量水泥，降低水化熱升溫，后期強度較高等優(yōu)點外，甚至還可作為高性能混凝土。90年代以來大量的研究成果帶動了世界范圍內(nèi)對大摻量粉煤灰混凝土HFCC的研究與應用，而近年將大摻量粉煤灰餛凝土HFCC與高性能混凝土HPC相結(jié)合，研究和開發(fā)出大摻量粉煤灰高性能水工混凝土，這一研究趨勢正在形成一種新的發(fā)展動向。
3 我國大摻盤粉煤灰高性能水工混凝土發(fā)展水平
我國 199 7年粉煤灰排放量1.05億t，利用4700多萬t，利用率達45寫，在國際上屬先進水平;近年我國粉煤灰利用正呈良好的發(fā)展時期。
大摻量粉煤灰高性能水工混凝土的開發(fā)和應用，目前在我國正處于研究和探索階段;在一些領(lǐng)域已取得了很大的進展，如粉煤灰的摻量日趨提高，在碾壓混凝土中粉煤灰摻量已超過60 %，在常態(tài)混凝土中粉煤灰摻量已達到45%，由于粉煤灰大量地應用于水工混凝土，所以對粉煤灰活性的研究也不斷深人，因此近段時期人們對粉煤灰等火山灰質(zhì)摻合料的活性激發(fā)劑的研究也己開始，并已取得了進展雖然高 強 、高性能混凝土在工程己廣泛應用，但在水利水電工程中迄今尚未得到應用，在混凝土壩設(shè)計中，混凝土強度等級的選擇受三個因素的制約:(1)混凝土強度，包括抗壓強度和抗拉強度;(2)壩的抗滑穩(wěn)定性;(3)混凝土的耐久性，包括抗凍、抗?jié)B、抗侵蝕等。
因為混凝土重力壩設(shè)計中，對混凝土強度要求不高，壩基抗滑穩(wěn)定性主要依賴于壩的重量，受混梁土強度等級影響不大;混凝土重力壩對混凝土的要求主要取決于耐久性，對常規(guī)混凝土重力壩，只要混凝土達到了耐久性要求，一般也能滿足壩體應力和壩體本身抗滑穩(wěn)定性要求。因此，重力壩一般不采用高強、高性能混凝土。
拱壩情況有所不同，壩內(nèi)應力水平較高，多數(shù)情況下，壩體的厚度主要取決于允許壓應力和允許拉應力;當河谷較窄，壩體承受的水荷載主要依靠拱的作用傳遞到兩岸基巖。壩肩的抗滑穩(wěn)定性主要與拱的中心角有關(guān)，壩體自重雖有影響，但影響較小。在這種情況下，提高混凝土強度等級，可大大減少壩體混凝土體積，而且由于拱壩混凝土強度較高，一般也很容易滿足耐久性的要求。當河谷寬度較大，而基巖內(nèi)又有較軟弱結(jié)構(gòu)面時，壩肩抗滑穩(wěn)定性不但與拱的中心角有關(guān)，而且與壩體自重有關(guān)，由于減小中心角將增加壩基的抗滑穩(wěn)定性，同時加大壩體應力;因此，在這種情況下，在滿足應力、穩(wěn)定和耐久性的同時，提高混凝土強度等級可達到節(jié)省投資的目的高拱 壩 的 壓應力和拉應力的水平都比較高，提高混凝土強度等級，有可能獲得顯著的經(jīng)濟效益。
在水利工程中作為大體混凝土用量非常大，一般都是幾百萬至上千萬立方米，工程的重要性也顯得極為突出，所以對這類工程人們從設(shè)計到施工都極為慎重，對于提高混凝土強度等級，一般認為要循循漸進，混凝土強度也不宜提高太快。
目前在拱壩中應用的大體積混凝土強度等級最高己達到C35，但在理論上人們可以做到C40-C50.從水工混凝土發(fā)展趨勢上看，正朝向大摻量粉煤灰高性能混凝土方向發(fā)展。
4 大摻量粉煤灰高性能水工混凝土發(fā)展動態(tài)
大摻量粉煤灰高性能水工混凝土采用了現(xiàn)代高新技術(shù)，它集大摻量粉煤灰混凝土與高性能混凝土優(yōu)點于一體，有關(guān)這方面的研究也日趨活躍由于大摻量粉煤灰高性能水工混凝土是綠色生態(tài)型工程材料，它對改善環(huán)境、節(jié)約資源、節(jié)約能源、對人類的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，因此世界許多國家都非常重視粉煤灰的利用，如日本、美國、加拿大等許多國家對混凝土所用粉煤灰都有相關(guān)的技術(shù)標準我國對 混 凝上中摻粉煤灰也有相關(guān)的技術(shù)標準;將粉煤灰分為三個等級，此外，我國政府在稅收及政策上也鼓力對粉煤灰等工業(yè)廢渣進行綜合利用，這也極大地推動了粉煤灰的研究和應用。
粉煤灰的利用上要用于建材業(yè)，目前粉煤灰的利用正從一般擴大應用發(fā)展到提高材料性能，提高技術(shù)含量的道路上來，進人了一個利用水平更高的階段。
由于發(fā)電廠排放粉煤灰技術(shù)的提高以及粉煤灰磨細工藝的提高，可以得到質(zhì)量較高的粉煤灰，為人們提供了細度更高、活性更大的分級灰;因此人們對粉煤灰本身潛能的研究投人非常大，所以就粉煤灰本身正朝向質(zhì)量更優(yōu)、活性更大的方向發(fā)展還有 由 于 其它火山灰質(zhì)活性材料的開發(fā)利用，并與粉煤灰雙摻配合使用，經(jīng)實踐證明比分別單摻的活rT更好，有關(guān)這力面的研究上作正不斷的深人如粉煤灰與銼鹽渣雙摻，還有粉煤灰與礦渣、硅粉、沸石粉等材料雙摻也都取得一定的進展近十 年來 ，由于外加劑的普及與應用，為混凝土的發(fā)展創(chuàng)造了一個更寬擴的空間，因此近十年來混凝七強度穩(wěn)步提高;摻合料的應用也不斷擴大，這就為大摻量粉煤灰高性能水工混凝土的研制提供了技術(shù)條件由大摻 量 粉煤灰混凝土在水利水電工程中的使用不斷擴大，為使粉煤灰更有效地發(fā)揮作用，近年來，對粉煤灰活性激發(fā)劑的研究也正在俏然興起總之 ， 作 為綠色工程材料一大摻量粉煤灰高性能水工混凝土，是大量使用工業(yè)廢渣，應用范圍在不斷擴大，是當今混凝土研究的一個重課題;它對保護環(huán)境。節(jié)約資源、能源，對人類的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
