浅谈绿色生态混凝土(GEC)损伤演变规律研究现状

浅谈绿色生态混凝土(GEC)损伤演变规律研究现状

胡舒婷1，欧阳春生1,*，罗迎社1，王威1，李福2，邓宇龙2，黄朕宇2，

黄西 ，叶冰冰 ，向星 ，程虹

(1.湖南交通工程学院 交通运输工程学院，湖南 衡阳 421000; 2. 湖南建工集团装饰工程有限公司，湖南 长沙 410000)

摘要：以清水混凝土为例，探究绿色生态混凝土(GEC)损伤演变规律。浅要分析绿色生态混凝土的研究现状，并对于绿色生态混凝土的进一步研究和应用进行展望。

关键字：绿色生态混凝土；清水混凝土；成分和性能

中图分类号：

Research status of damage evolution law of green ecological concrete ( GEC )

Hu Shuting1, Ouyang Chunsheng 1,*,Luo Yingshe1, Wang Wei1, Li Fu2, Huang Zhenyu1,

Huang Xi1, Ye Bingbing1, Xiang Xing1, Cheng Hong1

(1.School of Transportation Engineering, Hunan Institute of Transportation Engineering, Hunan Hengyang 421000; 2.Decoration Engineering Co., Ltd. of Hunan Construction Engineering Group, Changsha, Hunan 410004)

ABSTRACT: Taking fair-faced concrete as an example, the damage evolution law of green ecological concrete ( GEC ) was explored. The research status of green ecological concrete is analyzed, and the further research and application of green ecological concrete are prospected.

KEYWORDS : green ecological concrete ; fair-faced concrete; composition and properties

一、简介

绿色混凝土，也被称为清水混凝土(GEC)。混凝土结构不需要任何装饰，省去了使用涂料、饰面以及其他化工产品的必要。清水混凝土结构一次成型，不进行刨削修复，也不进行粉刷，从而减少了大量建筑废弃物的产生，对环境保护起到了积极作用，推动工程建设的质量管理水平进一步提高。

GEC是一种优良的建筑材料，与传统混凝土材料相比强度与耐久性良好，能够降低对于环境的不良影响，与生态系统相协调，满足当代及后代的发展需求，促进舒适宜居环境的打造。与自然环境保持一致，减少对地球环境系统的压力，实现非可再生资源的循环利用，节约能源，并实现无害物质的零排放。除此之外，还可以为人类创造一个宜人、舒适、便利的居住环境[4-6]。由于我国在生态混凝土的标准建设缓慢，生产环节缺乏规范的操作流程，研发与应用还存在较大局限性，缺少相应标准的制定，导致产品质量存在较大的差异，进而影响其在土木工程领域的应用[7-9]。

二、国内外研究现状

目前国内研究学者和工程技术人员对GEC开展了一系列研究，如韩向朝等[9]研究了无人机设备参数对清水混凝土外观质量信息采集的影响，其中包括感光度、快门时间、光圈值、摄制尺寸、无人机摄制角度以及与采集面间距等因素。比较了基于实验室制备的清水混凝土样板和施工现场浇筑的清水混凝土构件的结果。清水混凝土外观质量信息的收集是评估清水混凝土质量的前提，并且是一项关键的控制措施，其结果会受到采集设备、环境条件等客观因素的干扰。给出了每个因素的合适范围，并根据彩色清水混凝土的影响进行了相应的采集方法调整，以减少采集信息与真实信息之间的差异。这对清水混凝土表面质量信息的收集及清水混凝土表面质量的评价提供一定的理论指导意义，这也为清水混凝土的凝固原理及材料配比等提供一定的借鉴意义。

竹乃杰[10]通过原材料选择、配合比设计、构件制作要点等预制白色清水混凝土构件(PC构件)，研究PC构件的产品保护及破损修补方法，实现了对白色清水PC构件一系列工序与质量的有效控制。

朱敏涛等[11]开发清水镜面混凝土构件的生产工艺，，比较论证了不同制造工艺对清水镜面混凝土构件装饰效果的影响，结合实际工程实例进行了应用和验证，实验结果与理论研究结果基本吻合。

姜涛等[12]使用再生粗骨料制备再生骨料自密实清水混凝土，采用正交试验的方法优化再生骨料自密密清水混凝土的配合比，探究水胶比、砂率及胶凝材料含量对混凝土工作性能、力学性能及表观性能的影响规律及显著性。通过对试验结果的极差分析，发现胶凝材料含量对混凝土坍落扩展度影响最大，胶凝材料含量对崩解扩展度、灰度标准差和气孔率有显著影响。

张昆等[13]通过室内试验和模拟实体施工监测开展研究，探究了单掺细粉煤灰(掺量25%~45%)对混凝土的力学性能、质量等的影响。结果表明：粉煤灰可以改善混凝土的振动粘度系数，减少外加剂用量，提高排气能力，但粉煤灰过量混入会加剧坍塌度的经时损失，影响混凝土早期抗压强度的提高可以引起混凝土外观的水纹现象等。实践表明，在现有混凝土配合比中控制粉煤灰配合量35%，可以同时考虑混凝土的工作性能、力学性能和外观质量，满足泵送大体积清水混凝土的制造需求。

方晔[14]通过对清水混凝土细部结构及艺术表现力的研究，对清水混凝土在建筑设计中所起的作用进行了深入探讨，详细说明并简述了不同效果的清水混凝土施工工艺。

周庆等人[15]通过对国内外清水混凝土建筑实例的解析，对清水混凝土的微观/宏观结构、材质、色彩等方面进行表征。

刘海宝等[16,17]采用矿物混合物制备清水混凝土，系统研究了矿物混合物对清水混凝土力学性能的影响，进而系统地研究胶凝材料与混凝土龄期对混凝土耐久性能的影响评价了混凝土耐久性能的优劣。黎鹏平等[18]为提高模仿清水混凝土的防腐蚀性能，在底层和中层厚度条件下设计和制造了防腐蚀涂层体系，研究了表面层厚度对涂层粘结强度、混凝土试件电通量和电阻率的影响，结果表明：提高涂层体系的表面层厚不仅提高了粘结强度、电阻率，进而提高了清水混凝土结构的耐久性。

Pereira C等[19]在对320个葡萄牙案例进行研究，提出了混凝土表面劣化的概率分析方法。对于这种复杂的方法，采用逻辑和多项式回归模型来确定立面随时间的变化。

三、结论

综上所述，绿色生态多孔砼不仅推动现代新型砼结构材料的开发，并且开辟了一条全新的道路，使得砼产品在生态文明建设中具备了更高的附加值。混凝土作为一门传统产业将会获得升维式进步与发展的机遇；而且也能有效改善我国基础设施建设中的环境污染问题，实现社会经济可持续发展。同时，我们应该高度重视发展低碳混凝土，因为它对全球人类生存环境的影响至关重要，我们迫切需要加快推动这一进程。

参考文献：

[1]吴良镛．开拓面向新世纪的人居环境学---《人聚环境与21世纪华夏建筑学术讨论会》上的总结发言，建筑学报，1995,(3):10-16．

[2]CristiánGaedicke , Armando Marines , FarelMiankodila , Assessing the abrasion resistance of cores in virgin and recycled aggregate pervious concrete, Construction and Building Materials, 68 (2014)：701–708.

[3]Mary Vancura, Kevin MacDonald, Lev Khazanovich，Microscopic analysis of paste and aggregate distresses in pervious concrete in a wet, hard freeze climate，Cement & Concrete Composites ,33 (2011) ：1080–1085.

[4]Narayanan Neithalath, Extracting the performance predictors of Enhanced Porosity Concretes from electrical conductivity spectra, Cement and Concrete Research ,37 (2007)：796–804

[5]温家馨,李化建,杨志强等.高速铁路无砟轨道混凝土动态性能及其评价方法综述[J].材料导报,2023,37(20):103-112.

[6]万小梅,车雪萍,朱亚光等.再生混凝土微粉在碱激发胶材体系中的作用效应研究[J].材料导报,2023,37(19):114-120．

[7]吴应雄,郑新颜,黄伟等.超高性能混凝土-既有普通混凝土界面粘结性能研究综述[J].材料导报,2023,37(16):144-154.

[8]刘方宁,吕梁胜,林建华等.超高性能混凝土外挂墙板及其性能研究综述[J].材料导报,2023,37(S1):224-240.．

[9]韩向朝,潘毅,谢雨冬等.无人机图像采集法对清水混凝土外观质量评价的研究[J].材料导报,2021,35(S2):205-212.．

[10]竹乃杰.白色清水预制混凝土构件制作要点[J].混凝土与水泥制品,2020(06):37-40.

[11]朱敏涛,周强,朱安标,金自清,王明牛.清水镜面混凝土构件的生产工艺研究与应用[J].混凝土与水泥制品,2021(01):44-47.

[12]姜涛,赵景锋,李明明,裘泳,黄孝,徐亦冬.再生骨料自密实清水混凝土配合比优化及表观性能试验研究[J].硅酸盐通报,2020,39(08):2581-2586.

[13]张昆,曹太然,张建康,黄直久,王益民,田福太,姜骞.京雄高铁雄安站房泵送大体积清水混凝土性能研究[J].混凝土,2021(09):102-105.

[14]方晔.清水混凝土的细部构造及艺术表现力[J].混凝土,2020(12):132-137.

[15]周庆,姜姗,蔡泓.清水混凝土建筑表现语言应用研究初探[J].混凝土,2020(05):90-93.

[16]刘海宝,李秋义,周扬,岳公冰.清水混凝土力学性能及配合比优化试验研究[J].混凝土,2018(03):101-104.

[17]张祖雪,邹昀,赵桃干等.玻璃瓷粒轻骨料混凝土力学性能试验及配合比优化分析[J].硅酸盐通报,2019,38(07):2228-2234.

[18]黎鹏平,何维敬,李安,王胜年,张志杰.仿清水混凝土防腐涂层体系性能研究及工程应用[J].建筑结构,2021,51(S1):1395-1398.

[19]Pereira C, Hamadyk E, Silva A. Probabilistic analysis of the durability of architectural concrete surfaces[J]. Applied Mathematical Modelling, 2020, 77: 199-215.

收稿日期：  ；修订日期：

基金项目：

2023年湖南省省级大学生创新训练计划（绿色生态混凝土降碱损伤演变规律研究  项目编号：S202313924038)；

2022年国家级大学生创新训练项目(3D激光打印低密度聚乙烯参数试配模型设计 项目编号：202213924002)；

2022年湖南省教育厅科学研究一般项目(激光3D熔覆镍基高温合金参数试配模型研究  项目编号：22C0936)；

2023年国家级大学生创新训练项目(BIM技术在装配工程中的应用研究及创新探索 项目编号S202313924011)。

第一作者简介：胡舒婷(2003—)，女(汉族)，湖南省永州市，湖南交通工程学院，2022级学生，交通运输，研究方向：交通运输；电话：17700743234；邮箱：707314772@qq.com.

*通讯作者简介：欧阳春生(1996—)，男(汉族)，湖南省永州市，湖南交通工程学院，助教，硕士，研究方向：新型材料的力学性能；电话：15526450082；Email：1556105889@qq.com；a1556105889@163.com.