低碳混凝土的技術路線和研發應用
基于混凝土碳排放的構成,混凝土的碳減排技術路線應該很清晰,一是在混凝土中少用水泥,直接減少碳排放;二是提高混凝土的質量,使其具有好的性能和長壽命,間接減少碳排放。
1.混凝土中少用水泥技術
混凝土中少用水泥技術主要包括:(1)多用礦物摻和料替代水泥;(2)采用工業固廢、尾礦、建筑垃圾替代骨料等原料;(3)采用可循環設計混凝土材料體系;(4)充分發揮膠凝材料的水化膠凝活性。
舉例:C30混凝土配方常用P.O42.5水泥量為350kg/m3,P.O42.5水泥的CO?排放量約為750kg/t.c,采用礦物摻和料150kg/m3的替代水泥的配方,可計算減少碳排量113kg/m3,減少幅度為43%。
2.提高混凝土質量技術
此處所指為廣義混凝土質量,包括混凝土的物理化學性能、力學性能、耐久性和壽命等。提高混凝土質量技術包括:(1)研發應用最優化的混凝土配方設計;(2)形成最佳混凝土結構與性能;(3)采用高技術混凝土(高性能混凝土、超高性能混凝土、復合結構混凝土等)技術。
比如說,現有混凝土配料設計較粗放,并沒有達到原料組成與結構的最優化,一方面造成材料浪費,如普遍存在的多用高碳排放水泥;另一方面混凝土結構較易形成內部孔隙等缺陷,造成耐久性能劣化。又比如,混凝土建筑的使用壽命若從50年提升至100年,則使碳排量減攤一半。
推進低碳混凝土技術的5點建議
1.修改、完善現有不利于低碳混凝土的標準規范,如:取消一些對材料用量的非理性限定,降低對一些結構的早期強度不必要的要求等,以合理降低水泥的用量,提高水泥的利用率。又比如,對水泥中混合材和混凝土中摻和料的共同使用混亂問題,應建立更明確清晰的分類與劃分標準,以避免混凝土設計時對材料成分不清而造成浪費或影響質量。
2.研發更為科學合理的混凝土配比設計方法,推進混凝土設計從經驗粗放式向智能精準化轉變,以提升混凝土顆粒堆積的密實度,減少水泥用量,提高混凝土質量。
3.將替代原材料、再生混凝土納入“低碳混凝土”體系,在有關混凝土材料生產碳排放計算和評價方法中予以明確,以鼓勵和推進相關碳減排技術的應用。
4.推進低碳混凝土變革性技術研發工作,開發綠色低碳先進水泥生產技術,開展混凝土可循環設計與制備技術,新型復合結構混凝土技術,實現節約資源和減少碳排放的目的。
5.加快推進水泥行業納入全國碳排放注冊登記和交易系統,以創造更好的工作條件,有利于增強碳匯,引導資金、技術和人才等資源要素流向綠色低碳發展領域,助推建材建筑行業碳減排。