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编译|源源
图片来源|construction dive
在过去的一个世纪里，混凝土彻底改变了全球的建筑环境。它在世界各地为不断增长的人口提供了住房，使得陆上、海上和空中的运输成为可能，并为工业和能源生产提供了安全的场所。混凝土结构的广泛应用为人类创造了一个稳定、坚固和可持续的建筑基础。
然而，根据罗切斯特大学的一项研究，尽管混凝土是现代建筑的基石，但它也是一个巨大的污染源，约占所有二氧化碳排放量的 8%。业内统计数据显示，2020年水泥行业碳排放达到13.75亿吨，占全国碳排放总量的13.5%，是碳排放量占比较大的重点行业之一。
因此，为了减少对环境的影响，市场上出现了各种各样的低碳混合物和碳固存方法，它们相比于传统的波特兰水泥，对环境的影响更小。
几种常见的低碳混合物
1、粉煤灰：粉煤灰是一种煤炭燃烧后产生的副产品，可以作为水泥的替代材料，减少对水泥的需求量，降低碳排放。
2、矿渣粉：矿渣粉是冶金过程中产生的副产品，具有活性硅酸盐特性，可作为水泥的替代材料，降低碳排放。
3、硅灰：硅灰是一种细粉末状的副产品，由硅金属冶炼过程中的二氧化硅烟尘收集而来。硅灰可以作为水泥的补充材料，提高混凝土的强度和耐久性，并降低碳排放。
4、石粉：石粉是由石灰石经过研磨得到的细粉末，在混凝土中可以替代部分水泥，减少碳排放。
应用低碳混凝土的策略
1、采用可替代材料：使用替代水泥的可再生材料，如粉煤灰、矿渣粉、硅灰等，来降低混凝土中水泥的含量，从而减少碳排放。
2、 优化混凝土配比：通过精确控制混凝土的配比，包括水胶比、粉料用量等，以减少水泥的使用量，同时保证混凝土的强度和耐久性。
3、推广绿色施工技术：采用绿色施工技术，如高效搅拌、节能设备、废弃物回收利用等，以减少能源消耗和环境影响。
4、 碳捕集和碳固存技术：研究和应用碳捕集和碳固存技术，将混凝土中的碳捕集并长期储存，以进一步减少碳排放。
5、提供技术支持和培训：为工程师、设计师和承包商提供相关的技术支持和培训，提高他们在低碳混凝土方面的认识和应用能力。
如何试验低碳混凝土？
1、从小规模项目开始：初次尝试低碳材料时，可以从一些小规模项目开始，如老鼠板、临时通道垫、路缘或景观墙。这样可以通过测试项目来了解材料的性能，并获得项目团队中更多持怀疑态度的成员的支持。
2、寻找合适的客户：总部位于旧金山的Hathaway Dinwiddie Construction的可持续发展主管Jessie Buckmaster表示，承包商应该有选择性地与客户合作，以便首次尝试更复杂的低碳混凝土项目。有些业主对减少项目的碳足迹更加重视，他们更愿意进行实验并承担相关成本。
3、调整项目进度：绿色混凝土混合物可能需要更长的凝固时间，且强度增长速度较慢，因此承包商应相应地调整项目进度，他们需要协调工作时间和模板轮换。考虑到较长的固化时间以及季节和预期的极端温度，建议尽早要求提交混合设计以进行测试，并提供环境产品声明样本。这样可以确保及时了解低碳混合物的性能特点，并为项目做出适当的调整。通过这些措施，承包商可以更好地应对低碳混凝土的特殊要求，并确保项目的顺利进行。
4、做好应对阻力的准备：有时候，对于不熟悉低碳混合方案的工程师来说，他们可能会抵触改变，但承包商可以通过推动他们走出舒适区来起到积极的作用。承包商可以让工程师意识到减少碳足迹是一项优先事项，并将他们与其他已经使用该材料的工程师联系起来，以解答问题并提供建议。这种互动可以帮助工程师了解低碳混合方案的潜力和优势，激发他们对创新解决方案的兴趣。
国外使用低碳混凝土案例
1、荷兰阿姆斯特丹航站楼
图 |源于网络
阿姆斯特丹航站楼是世界上第一个使用低碳混凝土建造的航站楼之一。该航站楼采用了可持续建筑材料，其中包括低碳混凝土，以减少碳排放。
2、大都会公园
图 |源于克拉克建筑公司
克拉克建筑公司已经采用低碳材料和新技术来建造亚马逊在弗吉尼亚州阿灵顿的HQ2项目的第一阶段，即大都会公园。根据亚马逊的情况说明书，该项目将使用20万立方码的混凝土。目前，该项目有望将建筑的碳足迹减少15%。
此外，该团队还在开发一种名为CarbonCure的产品，该产品在混凝土的混合过程中将捕获的精确剂量二氧化碳注入混凝土中，使其矿化。根据CarbonCure的网站，添加的二氧化碳可以提高混凝土的抗压强度，优化混合物，并在不影响结构的情况下显著减少碳足迹。据该公司称，即使混凝土被拆除，矿化的二氧化碳也不会泄漏或释放到大气中。
3、微软数据中心
图 |源于construction dive
微软正在其位于华盛顿州昆西的数据中心站点的建筑项目中测试低碳混凝土混合物。该公司正在试验一种混凝土配方，其中包括从微藻中提取的材料以及粉煤灰和炉渣，旨在将混凝土中的二氧化碳排放量减少一半。这项测试的目标是寻找一种更环保的混凝土替代方案，以降低建筑项目的碳足迹。微软承诺，到2030 年实现负碳排放，并考虑使用其他低碳建筑材料，包括木材、泥土、大麻和蘑菇。
4. 新加坡滨海湾花园
图 |源于网络
新加坡滨海湾花园是一个以可持续发展为理念的城市花园。在建设过程中，使用了大量的低碳混凝土，以减少对环境的影响。
国内使用低碳混凝土案例
1、北京大兴国际机场
图 |源于网络
作为中国目前最大的机场项目，大兴国际机场在建设过程中采用了低碳混凝土技术。通过使用补充材料和控制混凝土配比，成功降低了碳排放量，并提高了结构的强度和耐久性。
2、上海环球金融中心
图 |源于网络
上海的标志性超高层建筑——上海环球金融中心，同样采用了低碳混凝土技术。通过减少水泥用量、使用粉煤灰等补充材料，成功降低了碳排放量，实现了可持续建筑的目标。
3. 深圳湾超级总部基地
图 |源于网络
这座位于深圳的大型商业综合体项目也采用了低碳混凝土技术。通过使用粉煤灰等补充材料，成功降低了碳排放量，同时提升了建筑物的能源效率和环境友好性。这一创新举措不仅有助于保护环境，还展示了可持续建筑的可行性和潜力。
结论
在国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》中，“推动建材行业碳达峰”明确指出要“加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用”。可见“低碳混凝土”将在实现“双碳”目标中发挥重要作用。
当然，在低碳混凝土的减碳之路上，我国也做出了有效探索。武汉市一年生产混凝土4500万方，按照每方混凝土平均使用50公斤粉煤灰计算，相当于用曾经的工业废料替代了水泥120余万吨，减少了二氧化碳排放近60万吨，约等于种了3300万棵树。
事实证明，混凝土是塑造我们现代世界的基本建筑材料，对于建设明天的可持续世界至关重要。它扮演着关键的角色，通过提供基础设施、住宅、清洁饮用水、清洁和可再生能源，以及在应对气候变化中提供更具弹性的建筑环境，满足繁荣可持续社区的需求。
