第六章 高性能混凝土環境協調性評價模型研究(一)(1 / 3)

6.1.2水泥混凝土生命過程及其與環境共融性的含義

定義“混凝土生命過程”的概念為:混凝土從設計(主要指原材料組成)、生產、澆注、使用直至破壞失效的整個過程。

在“混凝土生命過程”概念的基礎上,將“環境共融性”定義為:混凝土生命過程中的各階段與周圍環境的協調或融合性能。它不僅包括混凝土材料對環境造成的影響,也包括地球環境對建築材料的影響,二者在一定程度上是相互的。

提出上述概念的意義,一方麵能夠全麵係統的將混凝土對環境的影響因素突出出來,防止認識片麵化,使認識思路更加清晰;另一方麵,有利於混凝土與環境的關係研究的係統化;另外擬人化的概念也突出了混凝土環境共融性的重要性。

6.1.3水泥混凝土生命過程與環境共融性闡述

水泥混凝土從設計(主要指原材料組成)、生產、澆注、使用直至破壞的整個過程中,各個階段對水泥混凝土均有不同性質、不同程度的影響,以下逐一分析和討論。

(1)混凝土的原材料

混凝土原材料及組成是影響其與環境共融性的主要因素。

①水泥

水泥在混凝土中重量比一般在1br10~1br5,是混凝土的主要組成材料。傳統混凝土用水泥主要包括:矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥、火山灰矽酸鹽水泥和複合矽酸鹽水泥等。它們在生產過程中,資源和能源消耗量大,對環境的汙染嚴重。1t水泥熟料平均含有CaO約650kg,按此計算由生料中的CaCO3排出CO2511kg;燃料燃燒排放出的CO2500kg左右,則總排放量就達1t左右,CO2是產生“溫室效應”的源頭,而據統計水泥的CO2排放量占全球CO2總排放量的1br10左右。除此之外,排放SO20.74kgbrt,NOx1.51kgbrt,還有大量粉塵(不同的除塵條件排放量不一)。

因此,如何實現水泥的環境共融,減少資源消耗、減少廢氣和粉塵排放,已成為迫切解決的問題。實現水泥的“與環境共融”,主要措施有:

a.將水泥工業的工業化生產由粗放型向集約型發展,采用新技術、新工藝,提高自動化水平,使之節約資源減少汙染。目前我國與國外發達國家在該方麵的差距較大,除應加強企業與科研部門合作外,政府部門應從宏觀管理或政策上加強對弱後企業的約束。

b.加強生態水泥的研究與應用水平。生態水泥主要指在生產和使用過程中盡量減少對環境影響的水泥。日本秩文-小野田水泥公司用城市生活垃圾的焚燒灰和下水道汙泥的脫水幹粉為主要原材料生產出強度大大高於通常水泥的特種水泥。同濟大學研製出新型525R型礦渣水泥,用細磨礦渣代替50%熟料,而且其對水泥的強度貢獻較傳統礦渣水泥提高較大,強度等級高,發熱量低。

6.1.2水泥混凝土生命過程及其與環境共融性的含義

定義“混凝土生命過程”的概念為:混凝土從設計(主要指原材料組成)、生產、澆注、使用直至破壞失效的整個過程。

在“混凝土生命過程”概念的基礎上,將“環境共融性”定義為:混凝土生命過程中的各階段與周圍環境的協調或融合性能。它不僅包括混凝土材料對環境造成的影響,也包括地球環境對建築材料的影響,二者在一定程度上是相互的。

提出上述概念的意義,一方麵能夠全麵係統的將混凝土對環境的影響因素突出出來,防止認識片麵化,使認識思路更加清晰;另一方麵,有利於混凝土與環境的關係研究的係統化;另外擬人化的概念也突出了混凝土環境共融性的重要性。

6.1.3水泥混凝土生命過程與環境共融性闡述

水泥混凝土從設計(主要指原材料組成)、生產、澆注、使用直至破壞的整個過程中,各個階段對水泥混凝土均有不同性質、不同程度的影響,以下逐一分析和討論。

(1)混凝土的原材料

混凝土原材料及組成是影響其與環境共融性的主要因素。

①水泥

水泥在混凝土中重量比一般在1br10~1br5,是混凝土的主要組成材料。傳統混凝土用水泥主要包括:矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥、火山灰矽酸鹽水泥和複合矽酸鹽水泥等。它們在生產過程中,資源和能源消耗量大,對環境的汙染嚴重。1t水泥熟料平均含有CaO約650kg,按此計算由生料中的CaCO3排出CO2511kg;燃料燃燒排放出的CO2500kg左右,則總排放量就達1t左右,CO2是產生“溫室效應”的源頭,而據統計水泥的CO2排放量占全球CO2總排放量的1br10左右。除此之外,排放SO20.74kgbrt,NOx1.51kgbrt,還有大量粉塵(不同的除塵條件排放量不一)。

因此,如何實現水泥的環境共融,減少資源消耗、減少廢氣和粉塵排放,已成為迫切解決的問題。實現水泥的“與環境共融”,主要措施有:

a.將水泥工業的工業化生產由粗放型向集約型發展,采用新技術、新工藝,提高自動化水平,使之節約資源減少汙染。目前我國與國外發達國家在該方麵的差距較大,除應加強企業與科研部門合作外,政府部門應從宏觀管理或政策上加強對弱後企業的約束。

b.加強生態水泥的研究與應用水平。生態水泥主要指在生產和使用過程中盡量減少對環境影響的水泥。日本秩文-小野田水泥公司用城市生活垃圾的焚燒灰和下水道汙泥的脫水幹粉為主要原材料生產出強度大大高於通常水泥的特種水泥。同濟大學研製出新型525R型礦渣水泥,用細磨礦渣代替50%熟料,而且其對水泥的強度貢獻較傳統礦渣水泥提高較大,強度等級高,發熱量低。

生產低鈣水泥煆燒溫度低,耗能和汙染排放大幅度降低。比較典型的低鈣水泥為高貝利特矽酸鹽水泥(HBC),其熟料中C2S的含量大於40%,具有較好的長期強度性能,但早期強度較低,國外已用其配製高性能混凝土。