綠色混凝土——擁抱變革

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

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

　　相應的，已經(jīng)制定了一些評估綠色建筑的體系，例如英國的CEEQUAL和BREEAM體系以及美國的LEED體系，這些體系包括評估所選用設計的影響，此外還包括采購和現(xiàn)場施工的制定。倫敦奧運交付管理局（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年奧運會的基礎設施建設采用資源環(huán)境友好型和促進低碳建筑的原材料。

　　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，還能夠應用新的低碳技術，成為解決可持續(xù)性的很好方法。

　　自然資源的保護

　　英國每年使用骨料大約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的主要目標之一。例如，倫敦奧運交付管理局（ODA）授權混凝土至少采用26%的再生原材料。對于混凝土行業(yè)的問題是它需要一個持續(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）相關的差異性意味著它們的穩(wěn)定性更差。

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

　　盡管如此，關于再生骨料的運輸和區(qū)域可用性的討論認為選用再生骨料將使得一些材料的使用不經(jīng)濟，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)場回收，為再生骨料在混凝土的應用提供了機會，與填埋相比，提高了環(huán)評分數(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。然而這不是簡單的，現(xiàn)在使用的一種解決方法是計算碳排放（eCO2）。這是通過公認的工業(yè)水泥和外加劑的碳排放進而得出的混凝土的碳排放。

　　作者對混凝土的組成部分中各種礦物摻合料的碳排放進行了比較，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立方體抗壓強度進行對比。結(jié)果表明，混凝土的碳排放是可控的，客戶和設計師可以根據(jù)環(huán)境目標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、工地以外預制和工地現(xiàn)場預制等等，這些都應該考慮進去。

　　研發(fā)的挑戰(zhàn)

　　研究數(shù)據(jù)表明關注的重點不僅應放在減少碳排放量，而且也應該關注天然原材料的保護。然而，僅僅關注這些問題并不能得出最佳的環(huán)境選項，同時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)構材料像鋼筋、玻璃、復合材料和木材相比，必須設法解決減少其對環(huán)境的影響。設計師遇到的一個問題就是對不同結(jié)構材料進行比較缺乏相應的標準。除了碳排放量，這里需要解釋一下CO2當量、排出的水、制造和使用各種不同材料產(chǎn)生的廣泛的社會問題。不過，在體系標準上的看法已經(jīng)有一些差距了。

　　我們必須承認這些問題挑戰(zhàn)慣例并將要求對混凝土設計和施工采用新的方法。這是一個很廣泛的問題，因此研發(fā)部門通過與學校和企業(yè)合作來確保能夠按照項目參與方的要求持續(xù)改進。