生态环境部举办碳排放权交易管理政策吹风会
新型水泥助推建筑业碳排放减少10倍
新型水泥助推建筑业碳排放减少10倍:导读:近年来,“碳排放”逐渐成为环保议题下的焦点话题,而建筑行业则是碳排放“大户”,建筑行业的减碳工作势在必行。混凝土是建筑行业的基础,住房、基建、交通、基础设施都必不可少。在生产过程中建筑业如何减少天然
导读:
近年来,“碳排放”逐渐成为环保议题下的焦点话题,而建筑行业则是碳排放“大户”,建筑行业的减碳工作势在必行。混凝土是建筑行业的基础,住房、基建、交通、基础设施都必不可少。在生产过程中建筑业如何减少天然资源的消耗,降低了城市温室气体的排放?已知全球约7%的二氧化碳排放都来自于混凝土的主要成分——水泥。本期为“建筑业的节能减碳”系列一,将围绕新型水泥带大家了解在减碳之路上,建筑业做出了哪些探索和成效。
一览:
全球约7%的二氧化碳排放都来自于混凝土的主要成分——水泥。
法国国家科学研究中心(CNRS)、巴黎萨克雷大学和Ecocem合作建立了一个名为Matériaux cimentaires éco-efficaces(简称MC2E)的新型实验室,旨在研发生态环保型水泥材料。
MC2E的研究人员已成功将混凝土中的水泥用量减少了五倍。
研究者还开发了一种由钢铁工业废渣制成的新型(专利)水泥,与传统水泥相比,其碳足迹可减少约80%。这种新型水泥已经投放市场。
综上所述,我们有望在颠覆性水泥制造技术出现之前,快速实现建筑业的碳中和。
每年,因人类活动排放的二氧化碳高达430亿吨。为了应对气候变化风险,我们迫切需要在所有领域推出低碳解决方案,建筑业也不例外。事实上,全球约7%的二氧化碳排放都来自于混凝土的主要成分——水泥。
法国国家科学研究中心(CNRS)、巴黎萨克雷大学(l’ENS Paris Saclay)和Ecocem合作建立了一个名为Matériaux cimentaires éco-efficaces(简称MC2E)的新型实验室,旨在研发生态环保型水泥材料。当前,三者已联合开发了一种由钢铁工业废渣制成的新型(专利)水泥,与传统水泥相比,其碳足迹可减少约80%。
水泥的制造原理
过去两百多年,传统的波特兰水泥一直是建筑材料的主要成分。波特兰水泥由石灰石和粘土按8:2的比例混合,通过煅烧这一高温化学反应制成。在煅烧过程中,石灰石会分解成为石灰和二氧化碳,带来污染。总的来说,生产一吨水泥会带来800公斤到一吨的二氧化碳排放。
减少混凝土等建筑材料中的水泥用量可以实现减排。考虑水泥在混凝土中主要充当填充物、发挥黏连作用,像胶水一样粘合建筑材料中的骨料和沙子,这一做法完全可行。
减少五倍的水泥用量
鉴于水泥的主要功能是粘合剂/胶水,我们成功地找到了替代物来填充颗粒间的缝隙,从而将混凝土中的水泥用量减少了五倍。聚合物基胶水等传统工业粘合剂以液体形式存在,物体表面被浸湿后,粘合剂便会硬化,加强整体结构的机械强度。水泥的原理与此相同:水泥粉与水混合后形成液体,在骨料之间流动并将其浸湿,最终硬化成像混凝土一样的固体材料。
我们的“新型水泥”由磨碎的矿渣制成,不包含传统的水泥材料。矿渣是炼钢产生的废渣。只需在磨碎粒状高炉渣中添加少许惰性成分或添加剂,便可获得一种可用于制造混凝土的“新型水泥”。与波特兰水泥基混凝土相比,这种“新型水泥”混凝土的性能十分相近。
生产一吨新型水泥只会排放大约90公斤的二氧化碳。因此,它可以替代波特兰水泥生产出高性能、耐久的低碳混凝土。此外,鉴于其化学特性,基于新型水泥的混凝土机械强度更优,也能更好地抵挡硫酸盐和氯化物的侵蚀。
MC2E开发的新型水泥已经投放市场,万喜集团(Vinci Group)在建设其位于拉德芳斯商务区的总部时已大量使用。此外,巴黎2024年奥运村,以及巴黎地铁18号线的隧道建设项目也将使用。
人工智能改进水泥使用
由于传统水泥价格低廉,迄今为止,环保的水泥替代品仍未得到大规模应用。此外,工程建设领域浪费现象严重。建筑公司误以为水泥含量越多,产品的机械稳定性就更强,因此往往会过度使用。机器学习等人工智能技术可以简化混凝土的配置方法,如利用算法确定建筑材料中的水泥最佳用量,通过避免浪费而减轻碳足迹。有了这一新型工具,工程师便可摆脱对计算机模拟的依赖,转而使用机器学习技术。毕竟,前者对专业性要求较高,后者轻松上手。
综上所述,我们有望在颠覆性水泥制造技术出现之前,快速实现建筑业的碳中和。然而,考虑到国际标准的制定往往慢于创新实践,这一进程也许会因此放缓。
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