中建西部建设大力推动再生混凝土发展:再生混凝土碳排放调研

文摘   时事   2024-10-29 07:01   北京  

随着我国城镇化进程加快,建筑施工、改造修缮和拆除工程等产生巨量的建筑固体废物。我国建筑固废量大、面广、成分复杂,且地域性明显,对建筑固废进行高效的资源化处置已经成为国家需求。再生混凝土,一方面可以解决大量建筑固废及其伴随的生态问题,另一方面用再生骨料代替天然骨料,可以减少天然骨料的消耗,缓解自然资源的短缺。为调研再生混凝土碳排放,肖建庄教授带领同济绿色建造中心课题组成员前往中建西部建设股份有限公司(简称中建西部建设)上海南汇搅拌站进行了实地考察工作。




中建西部建设是中国建筑工程总公司(简称中国建筑)打造的第一家独立上市的专业化公司,也是中国建筑商品混凝土业务发展的唯一平台。多年来,中建西部建设始终坚持以新发展理念引领实践,追求质的有效提升和量的合理增长,发展成果丰硕饱满。中建西部建设把绿色发展贯穿企业发展的始终,加快发展方式绿色转型,自觉将绿色低碳发展理念融入企业经营发展全周期;围绕公司绿色发展规划目标,全方位、全领域统筹推进降碳降耗、减污减排工作;坚持创新驱动,加快节能降碳技术、产品的研发、使用和推广;拓宽绿色发展视野,引领行业向绿色低碳转型升级。

在坚持绿色发展理念方面,中建西部建设积极开展“双碳”科技攻关。主导《渣土类等大宗建筑垃圾资源化处置关键技术与应用研究与示范》等17项国家级、省部级低碳建材科技攻关项目,获得国家、省部级奖励17项;获得《绿色生态混凝土设计制备成套关键技术》等国际先进及以上低碳技术科技成果10余项;出版《建筑固废资源综合利用关键技术》等3部专著。与同济大学等高校开展校企联合创新,针对预拌厂碳排放、混凝土碳化性能、大掺量矿物掺合料技术开展技术攻关。

在调研过程中,肖建庄教授团队一行走访并参观了中建西部建设上海南汇搅拌站的实验室,实验室配备了多类试验设备,例如:用于检测混凝土抗压强度的压力试验机、用于制备标准化水泥胶砂试块的水泥胶砂振实台和水泥胶砂搅拌机、在恒定温度和湿度条件下养护试块的水泥恒温水养箱、能够快速准确地检测出砂石中石粉的含量的石粉含量测定仪等。

试验设备
随后,肖教授团队一行来到了混凝土上料区和中控室,上料设备采用了自动化控制系统,能够精准控制混凝土的投放量和速度,有效避免了材料浪费和混合不均的问题;中控室混凝土生产所有设备接入中控操作界面和生产操作系统软件,实现了商品混凝土生产的一键操作、“一机双控”和生产全过程可视化监控,大幅提升了混凝土生产的效率。

混凝土上料区和中控室
通过实地参观和了解,以及后续的问卷调研工作,课题组获取了再生混凝土生产工艺流程中材料消耗量与能耗量的清单数据,基于此建立了再生混凝土碳排放核算模型。相关研究结果发表于《建筑科学与工程学报》(DOI:10.19815/j.jace.2022.07032)。文章中定义了混凝土碳排放因子的计算边界,提出了再生粗骨料混凝土RAC、再生细骨料混凝土RFC、再生粉混凝土RPC碳排放因子的计算方法,分别与再生材料取代率为0时的原生混凝土碳排放因子进行对比,分析了再生材料取代率与混凝土强度等级对于再生混凝土碳排放因子的影响。通过上海地区实际案例,计算了再生粗骨料混凝土建筑相较于普通混凝土建筑减少的碳排放量。

结果表明,随再生粗骨料RCA取代率升高,RAC碳排放因子可降低15%;随再生细骨料RFA取代率升高,RFC碳排放因子可降低8.6%;随再生粉RP取代率升高,RPC碳排放因子可降低26.3%。

不同RCA取代率的C30 RAC碳排放因子

不同RFA取代率的C45 RFC碳排放因子

不同RP取代率的C30 RPC碳排放因子

C45 RAC的碳排放因子高于C30 RAC可达11.7%;C45 RFC 的碳排放因子高于 C40 RFC 可达 39%;C45 RPC 的碳排放因子高于 C30 RPC 可达 10.9%。随着混凝土强度等级从C30提高到C45,碳排放因子逐渐提高。最后,通过案例分析了再生结构的碳排放优势,在“建材生产+结构运营”边界内,RAC建筑相较于普通混凝土NAC建筑减少了1.75%的碳排放;就拆除项目而言,避免建筑固废运输与填埋减少的碳排放是“建材生产+结构运营”边界内减少碳排放的3.32倍,是再生建筑为环境带来有利影响的主要原因。

不同强度等级的RAC碳排放因子

不同强度等级的RFC碳排放因子

不同强度等级的RPC碳排放因子


同济绿色建造研究中心
同济绿色建造研究中心面向建筑业学术和技术前沿,开展绿色建造技术体系的构建和技术攻关,着眼于建筑全生命周期,在保证质量和安全前提下,践行可持续发展理念,通过技术研发与工程实践最大限度地节约资源和保护环境、实现建筑的绿色生产、设计、施工与管理。
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