摘要:建材工业在国民经济结构中占据重要位置,是建筑领域发展的基础,其在发展过程中对能源以及资源的依赖较大,是典型的高能耗、高污染产业。而我国是典型的建材消耗大国,面对资源与环境的双重危机,建材工业的节能减排已经成为一种必然选择。混凝土是应用范围最广的建材之一,研究混凝土的耐久性,对于促进建材工业节能减排,实现我国建筑行业的可持续发展具有重要意义。
关键词:建材工业;节能减排;混凝土耐久性
一、建材工业节能减排概述
1、建材工业发展现状
建筑领域的发展带动了建材工业进步的同时也推动了我国经济的进步。数据显示,我国是世界上建材最大的生产和消费国。建材领域每年消耗的能源占到全国消耗能源的7%,废气排放量占到排放总量的1/5。随着城市化进程不断加快,城市建筑逐渐增多,但是很多建筑的节能减排方面做得不尽人意,资源浪费严重,建材领域发展过程中伴随着能源消耗和环境污染等双重问题。传统的发展模式显然无法顺应时代发展潮流,因此,探究如何实现建材工业市场的可持续发展显得尤为必要。
2、建材工业节能减排的意义
建材工业是我国经济组成中耗费资源量最大的产业,我国是资源消耗和材料生产大国。但是我们在发展过程中深刻认识到巨大的能源消耗限制了经济的发展,因此,迫切要求我们对建材工业的技术进行改革,降低能源消耗,实现节能减排,这将是我们长期坚持的原则。通过走一条可持续发展道路,实现环境保护和资源节约的双赢。
二、混凝土的耐久性分析
1、混凝土耐久性概述
从20世纪50年代,我国经济发展迅猛,其发展速度可以从水泥的产量表现出来。改革开放政策的实施,为我们的发展提供绝好的机会。我国水泥产量二十年来一直居于世界第一位,具体如表1所示。
我国水泥产量的大幅度增长,足以说明建材行业需要大量的原料,我国建材工业的规模也越来越大。构成混凝土的原材料成本不高,适应性很强,容易浇筑,便于成型,相比其他材料而言,其能源消耗少,环境污染小,在建筑行业中备受倩睐。混凝土目前是世界上应用最多的建材原料。混凝土的特性直接对建筑物的性能产生影响,影响着建材工业发展。耐久性作为混凝土的特性,是衡量混凝土质量的重要指标,人们也逐渐将耐久性作为研究重点。以前由于对混凝土耐久性的重视程度不够,耐久性不合格的建筑时有出现,对人们生产生活产生很大的影响。随着经济的不断发展,人们也加大了对建材工业原料特性的探究,不断深入改善建材性能,取得了不小的进步。一些专家学者将注意力放在了混凝土耐久性的研究上,大大提升了混凝土的耐久性,进一步提升建筑物的建筑质量,延长了建筑物的使用年限,节约了资源,保护了环境,有着非常重要的现实意义。
2、混凝土耐久性研究现状
我国目前对混凝土耐久性的研究分为三个方向:①改善建筑物结构,通过合理的结构设计实现混凝土耐久性的提高。②选择高质量的原材料来提升混凝土的耐久性。③通过选择合适的施工环境提升混凝土的耐久性,避免由于环境导致耐久性受到影响。虽然这三个方向各异,但是最终目标是一致的。对于结构上的研究,重点包括结构的承载力和结构的安全性能,这两个方面实际上都是耐久性的表现。对于材料层次的研究,需要对在生产和使用过程中出现问题的混凝土进行仔细分析,进而找到问题产生的原因,并决定是否将某种原材料替换掉还是在现有的原料中加入某种物质。对于施工环境的研究时必须明确环境温度、湿度对混凝土的耐久性产生何种影响,采用什么样的控制方法可以提升混凝土的耐久性。当下,我国建材工业在这三个方面的研究已小有成果,混凝土的使用也再向着更高更远的目标发展。
3、提高混凝土耐久性、促进建材工业可持续发展
实践证明,混凝土耐久性的提升对建材工业节能减排具有重要意义,具体如下:首先,党的十八大提出继续深化改革,改变以往粗放型的发展模式,将创新作为行业发展的驱动力,在这种形势下,建材行业必须加强技术创新,淘汰落后的水泥生产工艺。目前混凝土生产和应用领域正处于技术革新之中,通过原材料、结构等方面的研究提高混凝土的耐久性,可以大大降低混凝土生产和使用过程中的环境污染,降低能源消耗,实现建材工业节能减排。其次,建材工业要将混凝土耐久性研究作为契机,对行业内部结构进行调整,推动低能耗、低污染生产技术的大面积应用,逐步淘汰高能耗、高污染的生产模式。最后,节能减排目标的实现要将科学技术作为引导,不断提高自主创新能力。总而言之就是要通过混凝土耐久性的提升引领建材工业内部结构升级,深入贯彻落实科学发展观,促进建材领域以及建筑领域的可持续发展。混凝土耐久性研究的成果与应用我国对混凝土耐久性的研究起源于对梅山、佛子岭水库大坝的修建。我国在20世纪60年代将混凝土试验规程正式列入重点研究。国家也逐渐重视到对混凝土耐久性问题研究的必要性,发布《建设工程质量管理条例》,确保对混凝土的规范性研究。我国建材工业领域近些年也在项目建设过程中把握混凝土耐久性设计重点,提升建筑物的耐久性,延长建筑物使用寿命。混凝土耐久性的应用最出名的就是长江三峡水利枢纽工程、青藏铁路的修建以及南水北调工程。长江三峡水利枢纽工程最为世界上最大的水利水电工程,在防洪、发电、养殖等方面发挥着不可小觑的作用,影响着周围人们的生产和生活,对经济发展起到强有力的推进作用。水库总容量达到393亿m3,电站容量达到22400MW,混凝土方量为2700万m3。工程于1993年开始修建,专家对工程混凝土的耐久性和工程的安全性进行多次深入探讨,将三峡使用寿命大胆设想为500年,并提出议案,引起各界人士高度关注。提案中明确提到耐久性的设计观念,并且指出三峡大坝的施工应采用微膨胀型低碱中热硅酸盐水泥,并添加引气剂和减水剂,将水量的使用降到最低,控制好水与胶的比例,明确规定三峡大坝外部的抗冻等级达到F250。采用花岗岩骨料防止混凝土出现一系列的反应,水泥中含碱量不能超过0.5%,对防裂的关键部位必须控制好温度,浇筑温度不能过高也不能过低,保持在12~14℃范围内。
青藏铁路在建设初期一直遭遇人们的质疑,认为是不可能完成的。铁路全长1180km,海拔超过4000m的铁路大概有960km,铁路的平均气温为零下。最高气温和最低气温相差悬殊。最高气温能达到25℃,最低气温达到零下45℃。铁路的气候很复杂,一些路段冻融作用很强,气候相当恶劣。在这种情况下修建铁路难度可想而知。为了延长铁路的使用使命,就要控制好工程的耐久性。在对混凝土进行配置时,必须控制好比例,水胶比例不能超过0.4,抗冻耐久性指数控制在0.6~0.9范围中,电通量不能超过1000库仑,在配置时需要添加复合高效外加剂,实现抗水、抗冻、增加稳固性等目的。南水北调中线工程的完成也具有划时代意义。实现水从湖北丹江口水库引入到北京团城湖的目的。输水线路总长1267km,工程横跨大大小小将近700条河流,中间为了穿越山体、河流而修建了许多建筑物,从而实现水资源的合理调配与利用,规模庞大,意义深远。冻融、碳化、碱活性骨料是工程的主要耐久性问题。确保碱活性骨料不发生反应是延长工程使用寿命的重点工作。由于碱活性在华北地区较为常见,因此在正式施工之前需要制定好相关的技术条例,比如可以制定《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例》对技术进行限制,明确检测规则、程序以及方法,各项工作必须严格按照标准开展,工程结束后需要对工程按照相应的规范进行验收,确保工程的质量。
结束语
混凝土是应用最广泛的建材,其耐久性直接决定建筑质量和使用寿命,因此近几年行业内部对于混凝土耐久性的研究越来越深入。建材工业应该将混凝土耐久性研究作为契机,对产业内部结构进行调整,促进建材工业的节能减排,实现该行业的可持续发展。
参考文献
[1]姚燕.低碳经济时代水泥混凝土行业发展方向[J].商品混凝土,2010(04):1-3.
[2]姚燕.先进水泥及先进水泥基材料的研究进展[J].中国材料进展,2010,29(9):1-8.
论文作者:韩积伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/13
标签:耐久性论文; 混凝土论文; 建材工业论文; 工程论文; 节能论文; 建材论文; 水泥论文; 《基层建设》2017年第24期论文;