我们如何减少建筑业的碳足迹？

零碳达人朝丽 零能耗与零碳建筑 2023-08-26 08:14 发表于上海 

根据最近在英国发表的一项研究，我震惊地得知建筑业、建筑环境的运营和维护占英国总碳排放量的 45%。该报告接着补充说，32%的垃圾填埋场垃圾来自建筑和拆除业务，其中近13%是有用的东西。

我们如何减少建筑业的碳足迹？建筑公司和政府正在采取哪些措施来遏制这种排放？朝着这一努力迈出的一个这样的步骤可能是 - 以混凝土为目标，这是建筑施工中的重要组成部分。

水泥制造和二氧化碳

水泥是混凝土的主要成分之一，是造成大量二氧化碳排放的原因，因为在制造过程中，大量的二氧化碳被释放到大气中。当生产一公吨水泥时，一公吨 (MT) 的二氧化碳会释放到大气中。

印度是第二大制造商，2019 年产量约为 3.2 亿吨，2019 年全球产量达到 42 亿吨。目前全球二氧化碳排放量为 368.1 亿吨，而 1997 年这一数字为 216 亿吨，增长了 42%。

从以上可以看出，2019年水泥占全球排放量的11.4%。

虽然我知道混合水泥，但直到 2003 年我去中东时，我才体验到水泥替代的使用。这是因为我参与的项目指定使用粉煤灰 (PFA)、硅灰 (SF) 和 GGBS（磨碎的高炉矿渣）作为水泥替代品。配料厂设计了混合物并使用水泥替代品提供了耐用的混凝土。

在这个项目中，我们浇筑了 250 万立方米的混凝土，其中 100 万立方米的结构混凝土是使用水泥替代品生产的。使用的水泥材料为每立方米451公斤，其中136公斤是水泥替代品。

所以在这种情况下，碳排放量减少了 136kg x 1,000,000m3 / 1000kg =136,000 公吨。

因此，该项目在项目建设阶段大大减少了碳排放。我 2300 平方英尺的房子使用了 70 立方米的混凝土，产生了 28 公吨的二氧化碳。我本可以使用飞灰并减少一些二氧化碳排放量。但后来我不知道使用飞灰。

我把它留给你想象在一个叫做孟买的混凝土丛林中发生的排放。由于这种威胁没有尽头，而且只会逐年增长，因此我们是时候采取一些措施来减缓排放水平的增长了。是的，我指的是水泥替代品或替代品，以减缓排放速度。

水泥替代品

来自发电厂和钢铁生产设施的煤炭的废副产品，如粉煤灰 (PFA)、硅灰 (SF) 和 GGBS（磨碎的高炉矿渣）用作水泥替代品。虽然我们可以在以后讨论化学部分来解释这一点，但毫无疑问地证明，这些工业副产品与水和其他混凝土成分混合时的行为与水泥相同。所以实际上你正在合并不排放二氧化碳的废物，不像水泥。

在我工作的工作中，项目规范允许用 8% 到 10% 的硅灰、25% 到 40% 的 PFA 和 30% 到 70% 的 GGBS（按胶凝材料的总重量计）代替水泥。

PFA 符合 ASTCM C618，F 类。

GGBS 符合 ASTCM C989、100 级和 120 级。

硅灰符合 ASTM C1240。

用水泥替代品替代水泥的另一个优点是由于替代品成本低而节省了成本。例如，我用谷歌搜索了飞灰的价格为每吨 1400 卢比，而水泥价格为每吨 8000 卢比。另一方面，GGBS 的成本为每吨 2800 卢比。因此，使用 PFA 和 GGBS 便宜 60% 到 70%。

然而，在中东，这些替代品需要进口，从而提高了成本。我还发现硅粉比水泥贵。消费者应要求配料厂作出规定，以降低使用替代品的价格。多年来，包括美国、加拿大和中东在内的其他国家的许多项目都在使用大量粉煤灰混凝土。

粉煤灰的优势

粉煤灰含量高的混凝土具有以下优点：

Ø延长年龄强度

Ø减轻硫酸盐侵蚀、腐蚀和化学侵蚀。

Ø透水性较差的混凝土

Ø更耐用

Ø更少的水化热，减少裂缝，更高的结构完整性

Ø更长的混凝土寿命

Ø它可以生产出更好的建筑外露混凝土，没有孔隙、孔洞和蜂窝。

是什么阻止了我们？

这可能是缺乏意识、过时的代码标准或合同规范，更不用说使用替代品了。即使是 ACI 318 等最好的规范也将粉煤灰的使用量限制在 25%，因此许多设计师和配料厂所有者设计的混合粉煤灰最高可达 25%。但是，ACI 318 建议使用炉渣 (GGBS) 的最大限制为 50%。

出于某种原因，配料厂不太愿意以低成本、高性能、大容量的粉煤灰混凝土作为传统混凝土的替代品。设计师/顾问/结构工程师没有足够的热情来设计与多年来传统做法不同的混凝土混合物，或者提高他们对高含量粉煤灰混凝土的认识。

另一个缺点是力量增长速度较慢。立方体破碎可能不会导致混凝土获得针对高飞灰混合物的设计 28 天强度，并且可能达不到它。这是设计师和规范编写者应该做出一些艰难决定的地方。将验收标准指定为 56 天。美国的一些项目已经适应了这种方法。

向前进

我们需要采取一些大胆的步骤，准备合同标书和规范，以便承包商实施环保施工，同时建造更耐用和延长寿命的结构。

众所周知，混凝土生产会排放大量 CO 2 - 它占全球排放量的 8%。然而，工程师们还没有找到合适的替代品来替代这种建筑材料。

鉴于环境中碳排放量增加的危险影响，该行业对碳中和产品的高需求为碳足迹较小的混凝土开辟了一个利基市场。

总部位于英国的混凝土制造商 Cemex 正在通过其净零 CO 2混凝土走向全球来满足这一需求，以根据碳中和协议实现建筑行业的碳中和。

常规混凝土的制备包括将石灰石加热到 1300°C，将 CaCO 3转化为副产品 CaO，然后将 CaO 进一步加热到 1450°C，将其与石膏等其他成分烧结形成熟料。用于粘合标准混凝土的水泥。

然而，称为 Vertua® 的新型碳中性混凝土涉及用碱活化的铝硅酸盐聚合物基体替代石灰石基熟料。这种粘合剂的制备不需要高温，也不排放 CO 2，与传统混凝土相比，其碳足迹减少了惊人的 70%。

尽管碳中和混凝土比传统混凝土更昂贵，但较低的碳排放量值得一些客户承担额外的成本。Cemex 的研发负责人 Davidé Zampini 还表示，聚合物粘合剂使其比标准混凝土更耐酸和耐热，这对于下水道管道等应用来说是一个优势。

低碳混凝土是一个新兴市场。9 月，亚马逊投资了 CarbonCure Technologies，作为其到 2050 年实现碳中和目标的一部分。CarbonCure 将捕获的 CO 2注入湿混凝土中，这被认为可以增强最终材料的强度。另一家公司 Solidia 采用类似的方法，使用捕获的 CO 2来固化预制混凝土块和其他组件。 

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