绿色生态混凝土技术与循环经济发展_开题报告

文献综述

（一）国内研究现状

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”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。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,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。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。

（二）国外研究现状

1990年,日本山本良一教授提出环境协调性材料(Eco-materials),之后又出现了许多类似的提法,如“生态材料”“、生态环境材料”、“绿色材料”、“环境友好性型材料”等,它们都是以保护地球环境和资源为出发点而提出的概念[1]。1995年,日本混凝土协会与生态混凝土研究委员会在环境协调性材料概念的基础上,提出“生态混凝土”的概念,又称环保型混凝土、生态环境友好型混凝土(Environmentally Friendly Concrete)。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。生态混凝土是能够适应生物生长、对减轻地球环境负荷、调节生态平衡、美化环境景观、实现人类与生态体系协调发展具有积极作用的混凝土材料。与生态混凝土相类似的一个概念是绿色混凝土。绿色混凝土是具有环境协调性和自适应特性的混凝土。其中,环境协调性是指对资源和能源消耗少、对环境污染小和循环再利用率高;自适应特性是指具有满意的使用性能,能够改善环境,具有感知、调节和修复等机敏特性。“生态”混凝土与“绿色”混凝土概念类似,但是“绿色”的涵义可理解为:节约资源、能源;不破坏环境,更有利于环境;可持续发展,既满足当代人的需求,又不危害子孙后代,且能满足其需要。而“生态”更强调的是混凝土材料本身直接“有益”于生态环境。

如果以可再生原材料,如再生骨料、再生水泥等生产混凝土,则混凝土的生命循环过程变为人居环境-废弃-混凝土-人居环境三驻点过程,可实现对生态环境的零污染[1]。实现上述混凝土生命循环过程的关键在于,要从材料生态设计的角度选择过程的初始点。也就是说,在选择混凝土原材料和生产工艺时,就要充分考虑到混凝土废弃后资源化回收的可行性以及再生利用的途径。根据材料过程工程学分析混凝土生命周期的全过程,任意驻点如原材料、加工工艺、产品或应用场合的改变都会使混凝土的性能发生变化而得到的新材料或新技术。因此,人们可以根据各自的设计目标不同而选择不同的开发和设计路线。材料过程工程学理论之所以对绿色生态混凝土技术的发展具有理论指导意义,就在于它将材料设计的理念融入混凝土产品开发,是一种创造性而非试验性的过程,因此,更具有科学性和稳定性。3循环经济模式下的绿色生态混凝土技术3.1构建混凝土循环经济发展模式的可行性循环经济,是按照自然生态物质循环方式运行的经济模式,它要求以资源的高效利用和循环利用为核心,用生态学规律来指导人类社会的经济活动。这是对传统“三高一低”(高投入、高消耗、高污染、低效益)增长模式的根本变革。循环经济的基本特征是低消耗、低排放和高效率,核心是一个字——“减”,减少不可再生资源和能源的消耗,从相对减少到绝对减少,从而实现地球有限资源的永续利用和人类社会、经济与生态环境的可持续协调发展[13]。在具体实践中,循环经济要遵循三R原则(减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle)。

^范文提纲

一、绿色生态混凝土技术与循环经济的可持续发展

（一）绿色生态混凝土技术属于现代混凝土范畴

1 混凝土发展的方向

2 绿色生态混凝土的定义

3绿色生态混凝土的分类

绿色生态混凝土技术发展的理论基础

1原材料工程学理论

2施工过程工艺理论

3混凝土性能理论

（三）循环经济模式下的绿色生态混凝土技术

1构建混凝土的循环经济发展模式的可行性

2循环经济在绿色生态混凝土技术中的具体运用

3绿色生态混凝土在循环经济中的双重角色

二、绿色生态混凝土的研究

（一）绿色生态混凝土对环境的作用

1自然生物生长

2资源消耗

3实现人类环境美化

（二）基于循环经济发展模式的绿色生态混凝土技术

1循环经济发展模式下发展混凝土技术理念

2循环经济发展模式下发展混凝土材料的生态途径

3循环经济发展模式下发展混凝土材料的废物利用

绿色生态混凝土技术与循环经济的经济价值及社会效益

1绿色生态混凝土的经济价值

2绿色生态混凝土的社会效益

3实现经济价值以及社会效益的成功案例

三、混凝土的可再生

混凝土的可再生的定义

1混凝土的可再生的地位和作用

2混凝土的可再生的种类

3混凝土材料的转换形态与可再生的关系

可再生混凝土实现的途径

1可再生胶凝材料

2可再生骨料

可再生混凝土的应用

1水泥生料组分混凝土

2高性能石膏混凝土

参考文献

著作：

[1]绿色混凝土[M]. 化学工业出版社 , 姚武编著, 2006

[2]建筑材料学[M]. 中国水利水电出版社 , 王立久,李振荣主编, 1997

期刊文章：

[1] 徐永模. 水泥与混凝土利废技术与可持续发展论坛系列报道之一 关于发展循环经济的技术战略[J]. 中国建材,2006(04):16-19. 

[2] 张射墟, 黄祖华. 生态水泥的特性与应用[J]. 中国建材,2002(01):32-33. 

[3] 周宏敏, 柴俊, 郭迪. 绿色生态混凝土技术及其研究现状[J]. 混凝土,2008(05):96-98+103. 

[4] 范恩荣, 徐鹏毅. 石膏与石膏混凝土制品的开发方向[J]. 吉林建材,1997(03):22-27. 

[5] 苑振芳, 高连玉. 论混凝土砌块和砌块建筑的新发展[J]. 房材与应用,1997(06):4-11+28. 

[6] 薛刚. 再生混凝土的应用现状和发展方向[J]. 福建建筑,2008(10):55-56+80. 

[7] 李湘洲. 走向可持续发展的生态混凝土技术[J]. 中国建材,2003(01):34-35+3. 

[8] 奚新国, 许仲梓, 陈建华. 生态环境友好型混凝土的研究现状与展望[J]. 混凝土,2002(08):6-8. 

[9] 王穆芝, 刘晓军. 水泥混凝土技术与生态环境[J]. 科技信息(科学教研),2008(23):450-452+454. 

[10] 郑芳宇. 水泥混凝土材料过程工程学研究[D].大连理工大学,2006. 

[11] 李庆刚. 生态混凝土的研究现状与发展趋势[J]. 山西建筑,2007(04):189-190. 

[12] 屈志中. 提高石膏混凝土建筑性能的若干技术途径[J]. 建筑技术,2006(01):13-16.