綠色混凝土——擁抱變革

　　鄧迪大學(xué)與企業(yè)合作研究項(xiàng)目具體提到了采用新的方法減少環(huán)境對(duì)混凝土性能影響的一些作用。本文由鄧迪大學(xué)土木工程部混凝土技術(shù)中心的Roderick Jones、Michael McCarthy和Moray Newlands共同編寫(xiě)。

　　在公眾輿論和政府優(yōu)先倡導(dǎo)“綠色主題和可持續(xù)性”推動(dòng)下，大部分制造業(yè)和建筑業(yè)也受到了很大影響，尤其在公共資助項(xiàng)目上。

　　相應(yīng)的，已經(jīng)制定了一些評(píng)估綠色建筑的體系，例如英國(guó)的CEEQUAL和BREEAM體系以及美國(guó)的LEED體系，這些體系包括評(píng)估所選用設(shè)計(jì)的影響，此外還包括采購(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)施工的制定。倫敦奧運(yùn)交付管理局（ODA）就是這方面的典型，它主要的工作是那些建筑產(chǎn)品，幫助2010年奧運(yùn)會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)采用資源環(huán)境友好型和促進(jìn)低碳建筑的原材料。

　　混凝土是主要的工程材料，它可以采用回收利用的產(chǎn)品和再生產(chǎn)品，還能夠應(yīng)用新的低碳技術(shù)，成為解決可持續(xù)性的很好方法。

　　自然資源的保護(hù)

　　英國(guó)每年使用骨料大約2億噸，其中建筑行業(yè)占到90%的用量。而另一方面，有大量可以作為混凝土再生骨料使用的垃圾，這也是WRAP的主要目標(biāo)之一。例如，倫敦奧運(yùn)交付管理局（ODA）授權(quán)混凝土至少采用26%的再生原材料。對(duì)于混凝土行業(yè)的問(wèn)題是它需要一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的產(chǎn)品，然而由于再生混凝土骨料（RCA）用途很廣，與再生骨料（RAs）相關(guān)的差異性意味著它們的穩(wěn)定性更差。

　　但是，通過(guò)對(duì)不同的再生骨料進(jìn)行研究表明，像磚頭和玻璃可以作為粗骨料有效地應(yīng)用在混凝土中。數(shù)據(jù)表明20%以上的再生骨料（RA）對(duì)混凝土的主要性能沒(méi)有明顯的影響，對(duì)水灰比進(jìn)行一個(gè)較小的調(diào)整，可以摻加更多的比例。

　　盡管如此，關(guān)于再生骨料的運(yùn)輸和區(qū)域可用性的討論認(rèn)為選用再生骨料將使得一些材料的使用不經(jīng)濟(jì)，而干脆不用那些材料，則是最可行的環(huán)境解決辦法。但是，增加工地現(xiàn)場(chǎng)回收，為再生骨料在混凝土的應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)，與填埋相比，提高了環(huán)評(píng)分?jǐn)?shù)。

　　碳排放與混凝土性能

　　制造波特蘭水泥產(chǎn)生的CO2在全世界的產(chǎn)量中占相當(dāng)多的比例，因此，配制最有效和環(huán)保的混凝土是很重要的。然而這不是簡(jiǎn)單的，現(xiàn)在使用的一種解決方法是計(jì)算碳排放（eCO2）。這是通過(guò)公認(rèn)的工業(yè)水泥和外加劑的碳排放進(jìn)而得出的混凝土的碳排放。

　　作者對(duì)混凝土的組成部分中各種礦物摻合料的碳排放進(jìn)行了比較，包括粉煤灰、礦粉、偏高嶺土、硅灰、石灰石。采用相同的水灰比和28立方體抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，混凝土的碳排放是可控的，客戶和設(shè)計(jì)師可以根據(jù)環(huán)境目標(biāo)要求混凝土碳排放量。

　　盡管混凝土生產(chǎn)商可以提供一系列具有極低碳排放量的混凝土，但是混凝土的耐久性和其他方面的性能卻不能持續(xù)。研究表明施工過(guò)程和管理需要根據(jù)給定的低碳排放量的方法有所差異。獲得早強(qiáng)、工地以外預(yù)制和工地現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制等等，這些都應(yīng)該考慮進(jìn)去。

　　研發(fā)的挑戰(zhàn)

　　研究數(shù)據(jù)表明關(guān)注的重點(diǎn)不僅應(yīng)放在減少碳排放量，而且也應(yīng)該關(guān)注天然原材料的保護(hù)。然而，僅僅關(guān)注這些問(wèn)題并不能得出最佳的環(huán)境選項(xiàng)，同時(shí)研究也表明越多的混凝土性能將是不一樣的。

　　混凝土與其他的結(jié)構(gòu)材料像鋼筋、玻璃、復(fù)合材料和木材相比，必須設(shè)法解決減少其對(duì)環(huán)境的影響。設(shè)計(jì)師遇到的一個(gè)問(wèn)題就是對(duì)不同結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行比較缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。除了碳排放量，這里需要解釋一下CO2當(dāng)量、排出的水、制造和使用各種不同材料產(chǎn)生的廣泛的社會(huì)問(wèn)題。不過(guò)，在體系標(biāo)準(zhǔn)上的看法已經(jīng)有一些差距了。

　　我們必須承認(rèn)這些問(wèn)題挑戰(zhàn)慣例并將要求對(duì)混凝土設(shè)計(jì)和施工采用新的方法。這是一個(gè)很廣泛的問(wèn)題，因此研發(fā)部門(mén)通過(guò)與學(xué)校和企業(yè)合作來(lái)確保能夠按照項(xiàng)目參與方的要求持續(xù)改進(jìn)。