肖建庄， 张青天， 余江滔， 丁 陶， 李 岩， 沈 军

(1. 同济大学 土木工程学院，上海 200092；2. 同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 200092)

建筑业是我国经济支柱产业之一，混凝土作为建筑业的主要结构材料，用量在近20年快速增加，2015年我国商品混凝土用量已达16亿m3，跃居世界第一[1].混凝土的制备会排放大量CO2，能耗总量大[2].考虑资源、能源和生态协调发展，混凝土材料和结构迫切需要可持续发展和创新，以应对建筑业下一个100年的需求和应用.

目前，再生混凝土材料与结构技术作为混凝土结构可持续发展的途径之一，已有较为成熟的研究[3]，经过合理设计和科学施工，再生混凝土可以作为结构混凝土用于实际工程中.需要指出的是，无论是普通混凝土还是再生混凝土结构，目前的结构设计通常仅关注其受力状态，功能主要通过设置外墙等围护结构来满足.整个构件与结构通常只采用单一的混凝土材料，常常造成不必要的浪费.

然而，纵观自然界生物进化过程，为适应自然界的变化，各生物不断优化和完善自身的组织结构与性能，其特点突出表现在选用合适的组合与复合形式，最大限度地减少材料消耗，来满足自身的功能需求.随着一系列新型水泥基材料，如海水海砂混凝土、纤维混凝土、轻质混凝土、橡胶混凝土和纤维增强型水泥基材料(engineered cementitious composites，ECC)等，以及新型施工方式(3D打印、可拆装施工等)的出现，完全可以结合不同水泥基材料的特点，设计出优……