混凝土碳減排技術(shù)路徑

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上傳者:寶寶樂園
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低碳混凝土技術(shù)的概念首先,我們給出“低碳混凝士技術(shù)’的定義,它是指在混凝士生產(chǎn)、使用過程中,采用新的技術(shù)方法與已有通用技術(shù)相比,能夠直接或間接降低碳排放的技術(shù)。其次,我們要知道混凝士的碳排放是從哪來的。研究表明,從生產(chǎn)的角度,混凝士的碳排放包括:原材料生產(chǎn)燃料動(dòng)力帶入、混凝士生產(chǎn)過程動(dòng)力產(chǎn)生、混凝土運(yùn)輸過程燃油產(chǎn)生。研究顯示,混凝土碳排放量的90%以上來自于原料帶入,主要是水泥。從使用的角度,混凝士的質(zhì)量決定其使用效能和壽命,建筑產(chǎn)品和工程的使用周期越長,其碳排量的單位分?jǐn)倓t越低。低碳水泥技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用混凝土碳排量的90%以上來源于水泥,這說明低碳水泥對于建筑碳減排的極端重要性。水泥工業(yè)已開展了卓有成效的碳減排工作,并初步形成低碳水泥技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向,提出了完成"雙碳”任務(wù)的時(shí)間表和路線圖。近幾年,武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將此作為主攻方向,在國家相關(guān)部門爭取到各類研發(fā)項(xiàng)目,并與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),取得一些理論創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的成果,主要包括:(1)創(chuàng)新基于大替代量非化石燃料和非碳鈣質(zhì)原料的水泥熟料燒成理論,研發(fā)與之相適應(yīng)的燒成裝備改進(jìn)和系統(tǒng)穩(wěn)控生產(chǎn)技術(shù),開發(fā)非化石替代燃料實(shí)用技術(shù)。此項(xiàng)目與華新水泥等合作。

1(2)開展水泥富氧燃燒技術(shù)中試,提高燃料的有效燃燒率,提高CO,富集濃度,以便于收集利用。此項(xiàng)目與海螺水泥等合作。(3)創(chuàng)新CO2吸收礦化新材料體系理論,研發(fā)基于此的低碳礦物和碳礦化材料制品與結(jié)構(gòu),開發(fā)碳酸鈣新材料體系,這是一項(xiàng)變革性的水泥碳減排技術(shù)。此項(xiàng)目與京博集團(tuán)和中建材集團(tuán)等合作。(4)系統(tǒng)研發(fā)和加大工業(yè)固廢在水泥生產(chǎn)和混凝土工程中的應(yīng)用,創(chuàng)新固廢粉體多重活化和多元復(fù)合理論與技術(shù),提高固廢的水化膠凝活性,增加混合材與礦物摻和料的摻用量,減少水泥熟料用量,開發(fā)非碳鈣質(zhì)固廢作為水泥原料利用技術(shù)。此項(xiàng)目與武鋼魚峰水泥、華潤水泥、中建三局、西部建設(shè)、中鐵大橋局集團(tuán)、中交二航局集團(tuán)等眾多材料生產(chǎn)和建筑工程建設(shè)企業(yè)合作。低碳混凝土的技術(shù)路線和研發(fā)應(yīng)用基于混凝土碳排放的構(gòu)成,混凝土的碳減排技術(shù)路線應(yīng)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(zhì)量,使其具有好的性能和長壽命,問接減少碳排放。1.混凝土中少用水泥技術(shù)混凝土中少用水泥技術(shù)主要包括:(1)

2多用礦物摻和料替代水泥;(2)采用工業(yè)固廢、尾礦、建筑垃圾替代骨料等原料;(3)采用可循環(huán)設(shè)計(jì)混凝土材料體系;(4)充分發(fā)揮膠凝材料的水化膠凝活性。舉例:C30混凝士配方常用P.042.5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(jì)算減少碳排量113kg/m3,減少幅度為43%。2.提高混凝土質(zhì)量技術(shù)此處所指為廣義混凝士質(zhì)量,包括混凝土的物理化學(xué)性能、力學(xué)性能、耐久性和壽命等。提高混凝土質(zhì)量技術(shù)包括:(1)研發(fā)應(yīng)用最優(yōu)化的混凝土配方設(shè)計(jì);(2)形成最佳混凝土結(jié)構(gòu)與性能;(3)采用高技術(shù)混凝土(高性能混凝土、超高性能混凝土、復(fù)合結(jié)構(gòu)混凝土等)技術(shù)。比如說,現(xiàn)有混凝士配料設(shè)計(jì)較粗放,并沒有達(dá)到原料組成與結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化,一方面造成材料浪費(fèi),如普遍存在的多用高碳排放水泥;另-一方面混凝土結(jié)構(gòu)較易形成內(nèi)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(jìn)低碳混凝土技術(shù)的5點(diǎn)建議

31.修改、完善現(xiàn)有不利于低碳混凝土的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,如:取消一些對材料用量的非理性限定,降低對一些結(jié)構(gòu)的早期強(qiáng)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(yīng)建立更明確清晰的分類與劃分標(biāo)準(zhǔn),以避免混凝土設(shè)計(jì)時(shí)對材料成分不清而造成浪費(fèi)或影響質(zhì)量。2.研發(fā)更為科學(xué)合理的混凝士配比設(shè)計(jì)方法,推進(jìn)混凝土設(shè)計(jì)從經(jīng)驗(yàn)粗放式向智能精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變,以提升混凝土顆粒堆積的密實(shí)度,減少水泥用量,提高混凝土質(zhì)量。3.將替代原材料、再生混凝士納入“低碳混凝土”體系,在有關(guān)混凝土材料生產(chǎn)碳排放計(jì)算和評價(jià)方法中予以明確,以鼓勵(lì)和推進(jìn)相關(guān)碳減排技術(shù)的應(yīng)用。4.推進(jìn)低碳混凝土變革性技術(shù)研發(fā)工作,開發(fā)綠色低碳先進(jìn)水泥生產(chǎn)技術(shù),開展混凝土可循環(huán)設(shè)計(jì)與制備技術(shù),新型復(fù)合結(jié)構(gòu)混凝土技術(shù),實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和減少碳排放的目的。5.加快推進(jìn)水泥行業(yè)納入全國碳排放注冊登記和交易系統(tǒng),以創(chuàng)造更好的工作條件,有利于增強(qiáng)碳匯,引導(dǎo)資金、技術(shù)和人才等資源要素流向綠色低碳發(fā)展領(lǐng)域,助推建材建筑行業(yè)碳減排。

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