绿色混凝土技术

第1章　绪论1　1.1　绿色建材的定义及其评价方法1　　1.1.1　定义与特征1　　1.1.2　绿色建材的评价方法2　1.2　绿色混凝土的定义及其分类3　　1.2.1　绿色混凝土的定义3　　1.2.2　混凝土绿色度的评价指标4　　1.2.3　绿色混凝土分类5　　1.2.4　绿色混凝土研究发展动向6　1.3　本书的主要内容7　　1.3.1　大掺量矿物掺合料混凝土7　　1.3.2　海洋环境混凝土8　　1.3.3　自密实混凝土8　　1.3.4　再生混凝土8　　1.3.5　透水生态混凝土9第2章　用于绿色混凝土生产的固体废弃物10　2.1　粉煤灰10　　2.1.1　粉煤灰的来源与组成10　　2.1.2　粉煤灰的化学活性10　　2.1.3　粉煤灰水泥基材料性能机理的研究现状12　　2.1.4　水泥和混凝土用粉煤灰的分类与技术指标12　2.2　高炉矿渣13　　2.2.1　矿渣的来源与成分13　　2.2.2　矿渣粉组成、结构与活性14　　2.2.3　矿渣粉作为水泥混凝土掺合料的利用15　　2.2.4　用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉的技术指标16　2.3　超细矿渣粉17　　2.3.1　超细矿渣粉的磨细与其改性17　　2.3.2　超细矿渣粉的制备18　　2.3.3　超细矿渣粉的水化反应18　2.4　再生骨料制备技术19　　2.4.1　建筑垃圾19　　2.4.2　再生骨料制备技术22　2.5　混凝土用再生粗骨料25　　2.5.1　颗粒整形强化对再生骨料性能的影响25　　2.5.2　再生粗骨料分类与规格28　2.6　混凝土和砂浆用再生细骨料29　　2.6.1　颗粒整形强化对再生细骨料性能的影响29　　2.6.2　再生细骨料分类与规格31第3章　大掺量矿物掺合料混凝土33　3.1　混凝土中胶凝材料使用情况33　　3.1.1　普通混凝土配合比设计原则33　　3.1.2　混凝土中矿物掺合料的主要作用34　　3.1.3　矿物掺合料应用存在的问题36　3.2　粉煤灰混凝土37　　3.2.1　原材料和研究方案37　　3.2.2　粉煤灰对混凝土强度增长规律的影响39　　3.2.3　粉煤灰混凝土参考配合比39　　3.2.4　粉煤灰对混凝土早期抗裂性能的影响42　　3.2.5　粉煤灰对混凝土抗碳化性能的影响43　3.3　矿粉混凝土43　　3.3.1　试验原料与研究方案44　　3.3.2　矿粉对混凝土强度增长规律的影响45　　3.3.3　矿粉混凝土参考配合比46　　3.3.4　矿粉对混凝土早期抗裂性能的影响48　　3.3.5　矿粉对混凝土抗碳化性能的影响49　3.4　粉煤灰-矿粉复掺混凝土50　　3.4.1　粉煤灰-矿粉复掺混凝土研究方案50　　3.4.2　粉煤灰-矿粉复掺对混凝土强度的影响50　　3.4.3　粉煤灰-矿粉混凝土参考配合比51　　3.4.4　粉煤灰-矿粉混凝土抗氯离子渗透性能54　3.5　超细矿粉混凝土55　　3.5.1　超细矿粉混凝土研究方案55　　3.5.2　超细矿粉混凝土的强度56　　3.5.3　矿物掺合料种类对混凝土抗碳化性能影响57　　3.5.4　超细矿粉混凝土早期开裂性能58　　3.5.5　混凝土开裂面积与强度的关系59第4章　海洋环境混凝土61　4.1　海洋环境对钢筋混凝土的损伤作用61　　4.1.1　氯盐对钢筋混凝土造成的危害61　　4.1.2　硫酸盐对混凝土的侵蚀破坏机理64　　4.1.3　防止氯盐及硫酸盐侵蚀的措施66　4.2　海洋环境作用等级的划分和海工混凝土制备原则68　　4.2.1　海洋腐蚀环境划分68　　4.2.2　海工混凝土设计、施工与检验69　4.3　抗硫酸盐混凝土制备技术74　　4.3.1　抗硫酸盐侵蚀混凝土的技术路线74　　4.3.2　防腐剂研发76　　4.3.3　防腐剂配方优化及其对混凝土性能的影响81　4.4　大掺量矿物掺合料海工混凝土制备技术87　　4.4.1　海工混凝土配制技术87　　4.4.2　海工混凝土的性能88　4.5　海工混凝土的应用91　　4.5.1　海水冷却塔的国内外研究现状91　　4.5.2　工程条件分析94　　4.5.3　海水冷却塔的环境类别和作用等级分析97　　4.5.4　海水冷却塔混凝土结构耐久性设计参数的确定99第5章　自密实混凝土101　5.1　自密实混凝土简介101　　5.1.1　工作性101　　5.1.2　结构与性能103　　5.1.3　配合比设计基本原则104　5.2　国内外自密实混凝土研究及应用现状105　　5.2.1　国外研究及应用现状105　　5.2.2　国内研究及应用现状106　5.3　自密实混凝土工作性评价方法107　　5.3.1　自密实混凝土拌合物流动性评价方法107　　5.3.2　自密实混凝土拌合物抗离析性评价方法109　　5.3.3　自密实混凝土拌合物填充性评价方法111　　5.3.4　自密实混凝土间隙通过性113　5.4　自密实混凝土的性能研究117　　5.4.1　试验方案117　　5.4.2　自密实混凝土工作性118　　5.4.3　自密实混凝土力学性能试验研究119　　5.4.4　自密实混凝土抗碳化性能试验研究121　　5.4.5　自密实混凝土的抗裂性能试验研究123　　5.4.6　自密实混凝土的抗氯离子渗透性能124　　5.4.7　自密实混凝土水化热125　5.5　含气量对自密实混凝土性能的影响126　　5.5.1　有害气泡对自密实混凝土强度离散性的影响127　　5.5.2　含气量对自密实混凝土性能影响129　　5.5.3　含气量对抗压强度的影响131　　5.5.4　含气量对自密实混凝土耐久性性能的影响133第6章　再生混凝土139　6.1　再生细骨料混凝土139　　6.1.1　试验原料及方案139　　6.1.2　再生细骨料混凝土的用水量141　　6.1.3　再生细骨料混凝土的抗压强度142　　6.1.4　再生细骨料混凝土的劈裂抗拉强度143　　6.1.5　再生细骨料混凝土的收缩性能144　　6.1.6　再生细骨料混凝土的碳化性能144　　6.1.7　再生细骨料混凝土的抗冻性能147　6.2　再生粗骨料混凝土149　　6.2.1　试验原料与方案150　　6.2.2　再生粗骨料混凝土的用水量151　　6.2.3　再生粗骨料混凝土的抗压强度153　　6.2.4　再生混凝土的劈裂抗拉强度154　　6.2.5　再生粗骨料混凝土的收缩性能155　　6.2.6　再生粗骨料混凝土的碳化性能157　　6.2.7　再生粗骨料混凝土的抗冻性能159　　6.2.8　再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能162　6.3　高性能再生细骨料混凝土163　　6.3.1　试验原料与试验方案163　　6.3.2　高性能再生细骨料混凝土用水量165　　6.3.3　高性能再生细骨料混凝土强度165　　6.3.4　高性能再生细骨料混凝土的收缩性能166　　6.3.5　再生细骨料混凝土抗氯离子渗透性能168　　6.3.6　再生细骨料混凝土抗冻性能170　6.4　高性能再生粗骨料混凝土172　　6.4.1　试验原料与试验方案172　　6.4.2　高性能再生混凝土用水量173　　6.4.3　高性能再生粗骨料混凝土强度173　　6.4.4　高性能再生粗骨料混凝土的收缩性能175　　6.4.5　再生粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能176　　6.4.6　再生粗骨料混凝土抗冻性能178第7章　透水混凝土181　7.1　透水混凝土简介181　　7.1.1　透水混凝土特点181　　7.1.2　透水混凝土的分类与用途182　　7.1.3　透水混凝土国内外的研究情况183　7.2　透水混凝土制备方法184　　7.2.1　原料选择184　　7.2.2　透水混凝土性能要求184　　7.2.3　透水混凝土配合比设计185　　7.2.4　透水混凝土结构设计185　　7.2.5　透水混凝土施工要求187　　7.2.6　透水混凝土验收要求189　7.3　透水混凝土性能评价方法190　　7.3.1　透水系数的测定方法190　　7.3.2　孔隙率测定方法193　　7.3.3　透水混凝土抗冻性测试方法195　　7.3.4　透水混凝土耐磨性测试方法196　7.4　透水混凝土的应用197　　7.4.1　用于雨水渗透的透水型混凝土材料197　　7.4.2　用于场地透水性铺设的透水混凝土制品197第8章　环境修复型海工生态混凝土199　8.1　试验原料199　　8.1.1　水泥199　　8.1.2　粗骨料199　　8.1.3　细骨料200　　8.1.4　矿物掺合料200　　8.1.5　外加剂200　8.2　试验方法200　　8.2.1　试样的制备与养护200　　8.2.2　孔隙率的测定方法201　　8.2.3　力学性能测试方法203　　8.2.4　快速冻融试验方法203　　8.2.5　抗硫酸盐腐蚀性能的试验研究方法205　8.3　粗骨料紧密堆积填充理论的制备技术205　　8.3.1　粗骨料紧密堆积填充理论205　　8.3.2　配合比设计主要参数确定206　　8.3.3　粗骨料紧密堆积填充理论的验证研究207　8.4　粗骨料包裹厚度的填充理论制备技术210　　8.4.1　粗骨料包裹厚度的填充理论210　　8.4.2　控制技术研究211　　8.4.3　试验验证研究212　8.5　海工生态混凝土孔隙率和强度213　　8.5.1　海工生态混凝土参考配合比214　　8.5.2　海工生态混凝土试验结果分析215　8.6　海工生态混凝土的抗冻性能219　　8.6.1　快冻试验结果及分析219　　8.6.2　慢冻试验结果及分析221　8.7　海工生态混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能224　　8.7.1　海工生态混凝土抗硫酸盐腐蚀性能224　　8.7.2　胶凝材料用量对海工生态混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的影响225　　8.7.3　孔隙率对抗硫酸盐腐蚀性能的影响225　　8.7.4　矿物掺合料种类对抗硫酸盐腐蚀性能的影响225参考文献

《绿色混凝土技术》 随着全球人口快速增长和经济的高速发展，地球承受的负担剧增，资源枯竭和环境严重破坏威胁着人类社会的可持续发展。混凝土作为用量最大的人工合成材料，每年不仅消耗大量的矿产资源和能源，同时还排放大量的二氧化碳。混凝土能否长期作为最重要的建筑结构材料，关键在于能否成为低资源消耗、环境友好、高耐久性和可循环利用的绿色材料。我国目前每年生产水泥已超过24亿吨，消耗原材料超过30亿吨，排放的二氧化碳约16亿吨，可用于生产混凝土80亿立方米，需要消耗砂石骨料约140亿吨。可见混凝土的绿色化对于社会、经济的可持续发展和环境保护具有重要意义。《绿色混凝土技术》一书所述绿色混凝土是指生产时资源和能源消耗低，使用时环境相容性好、高性能和长寿命，解体后可再生利用的一系列混凝土的统称。本书的主要内容包括：大掺量矿物掺合料混凝土、海洋环境混凝土、高性能自密实混凝土、再生混凝土、透水生态混凝土以及环境修复型海工生态混凝土等。【作者简介】李秋义，博士、 教授、博士生导师，1963年7月生人。山东省高校首席专家（依托混凝土实验室），山东省高校优秀科研创新团队（海洋环境混凝土材料）带头人。现担任山东省高校混凝土重点实验室主任、山东省混凝土结构耐久性工程技术研究中心常务副主任、青岛市建筑材料行业技术中心常务副主任和教育部海洋环境混凝土工程技术研究中心副主任。主要研究方向为绿色建筑材料的研制开发，包括高性能混凝土、绿色混凝土、固体废弃物资源化利用和新型墙体材料等。为建设部新型建材制品应用技术专家、中国土木工程学会再生混凝土委员会委员、中国土木工程学会高强高性能混凝土委员会委员、中国建筑学会墙体保温材料及应用技术专业委员会委员。 近年来，主持完成了国家“十五”科技攻关项目子课题“再生集料及其配制新混凝土的研究”、国家“十一五”科技支撑计划重点课题“建筑垃圾再生产品的研制开发”、国家“十一五”科技支撑计划重点课题子课题“钢结构用木塑自保温外墙体系的研究” 、国家“十二五”科技支撑计划课题子课题“磨细高硫石油焦脱硫灰渣建材利用技术研究”和国家自然科学基金项目“再生骨料品质控制及再生混凝土配合比设计理论研究”等多项课题，同时还承担了“海水冷却塔混凝土材料与耐久性研究”、“绿色混凝土系列产品的研究开发”等重大工程项目研究等横向课题30余项。 出版了《再生混凝土骨料》、《再生混凝土性能与应用技术》、《建筑垃圾资源化技术》和《绿色混凝土》等4部专著，主编了《高强高性能混凝土及其应用》和《混凝土学》。主编了《混凝土和砂浆用再生细骨料》（GB/T25176-2010）和《混凝土用再生粗骨料》（GB/T25177-2010）等2部国家标准，参编了《混凝土再生骨料应用技术规程》（JGJ/T240-2011）等多部标准；获得国家质量三等奖1项，山东省科技进步二等奖2项、三等奖2项，青岛市科技进步一等奖2项、二等奖4项，被评为国家‘十五’建设科技进步先进个人；获得授权专利8项，发表论文100余篇，指导博士、硕士研究生80余名。 高嵩，1975年7月出生，辽宁省朝阳市人，博士，青岛理工大学建材教研室教师、山东省混凝土耐久性工程中心成员。主要从事新型水泥基复合材料的制备、性能研究以及利用分形维数模型和有限元分析等手段定性和定量研究混凝土耐久性。主持并参与多项国家自然科学基金及省部级科研项目的研究工作。发表论文20余篇，获得青岛市科技进步二等奖等奖励5项。 薛山，男，1968年6月生人，西安交通大学机械工程系铸造专业，大学本科学历，中共党员，现任国清控股集团有限公司总裁助理、青建集团股份公司副总裁兼技术中心主任、青建物流集团有限公司执行总裁、青岛青建新型材料集团有限公司总裁。主要从事绿色混凝土材料的生产与应用，已获得山东省建筑业技术创新一等奖1项，青岛市科技进步三等奖1项，城阳区科技进步二等奖1项，获授权实用新型专利10项，申报发明专利3项，发表论文10余篇。