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混凝土行业低碳转型带来新变化

日期: 2022-11-02
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混凝土作为建筑领域的核心材料,其重要性和产业体量对建材行业整体发展影响深远。据统计,2021年我国混凝土与水泥制品行业主营业务收入(未包括计入建筑业的部分)20996.85亿元,同比增长9.2%;利润总额853.58亿元,同比下降6.42%。混凝土与水泥制品行业成为我国建材领域年营业收入首个进入2万亿元的产业。

随着我国“双碳”目标的提出,混凝土的绿色低碳无疑成为建材产业的重要引擎。全球水泥与混凝土协会提出的2050气候愿景中指出,自1990年以来,全球每吨水泥的二氧化碳排放量已经减少了19.2%。近期,在南京举行的中国混凝土展聚焦绿色低碳、数字化与智能制造,近300家企业展示了新技术、新产品和新应用。展会现场记者发现,在“双碳”目标下,混凝土行业不仅在探索更为有效的低碳之路,更是在原本“傻大黑粗”的混凝土上花样翻新,让混凝土制品以更艺术的样式融入百姓的日常生活。

围绕“低碳” 发展思路变了

混凝土与水泥制品行业发展与“双碳”目标的达成紧密相关。从碳排放绝对量来看,水泥行业处于靠前位置。据不完全统计,水泥行业能耗约占全社会的7%左右。在国内外环境发生变化、国家实施“双碳”目标等大背景下,混凝土与水泥制品行业面临怎样的挑战和机遇?行业发展又发生了哪些变化?未来还需从哪些方面发力?中国混凝土与水泥制品协会副会长、建华建材(中国)有限公司执行总裁张雁表示,近年来,围绕“双碳”目标,行业在预制混凝土技术研发、混凝土工艺设计、生产、施工安装等各个环节进行降碳、低碳探索。

行业伴随低碳的发展变化体现在方方面面,在材料端,研发应用低碳水泥、低碳混凝土,包括低碳胶凝材料、低碳骨料、低碳减水剂、低碳外加剂等,“建华建材以工业固废替代水泥,不少混凝土产品固废替代胶凝材料率达50%左右。”张雁介绍说。在制造端,研发采用智能化、数字化技术提高生产效率,采用早强、早脱模技术,免蒸压、免蒸养技术,余热、余气、余料利用技术及清洁能源利用等,以此降低制造能耗与碳排放。如预制混凝土管桩产品每立方米消耗的标煤降到10千克左右,低于国家设定的一级先进指标,即每立方米消耗标煤32.3千克。在产品端,致力于开发高强、高耐久性等高性能混凝土产品,通过材料节省与延长产品使用寿命来真正降低碳排放。

全球水泥与混凝土协会相关负责人也表示,未来行业将通过采用低碳水泥、可再生能源、碳捕集等变更性技术,进一步实现混凝土的碳中和。而实现混凝土碳中和的技术途径主要包括六个方向:最大限度协同处置其他行业的废弃物,减少水泥生产中的化石原料排放;利用再生能源,减少和消除间接能源排放;减少水泥中的熟料及混凝土中水泥的用量,提高建筑物中混凝土的使用效率;充分利用再生混凝土骨料;大规模部署碳捕集技术来减少工艺流程的碳排放;通过再碳化的方式提升既有混凝土建筑的二氧化碳吸收能力。

据介绍,行业也将通过创建低碳胶凝材料新体系,研发高强韧水泥基材料,减少钢筋混凝土用量,延长构筑物使用寿命;将人工智能与混凝土材料相结合,建立新一代混凝土的高通量大数据库,形成数据驱动的智能设计与精细制备方法,实现混凝土系统寻优与材尽其用;通过智能振捣、电激养护和微波养护等技术,实现混凝土材料高效赋能。“水泥与混凝土终究是应用在工程建设中,要实现水泥与混凝土行业的低碳、减碳、绿色发展,关键要改变我们传统的工程建设模式,要大力推进工程建设各领域的预制混凝土技术的研发与应用。”张雁这样建议。

走近“艺术” 实现混凝土更多可能

在混凝土制品走向低碳的同时,艺术混凝土也成为行业和普通民众热议的话题,我国城市建设已经由增量扩张进入存量优化的新阶段,城市更新成为城市发展舞台的主角。伴随城市更新的推进,混凝土制品已经不仅是冰冷的建筑材料,其被设计师赋予了新的角色,更多参与与城市、与生活的对话。

废弃的湿地公园、黑臭的河流、遗存的矿坑,这些都与城市高质量发展格格不入。城市生态系统一旦消失便无法复制,只有顺应演替规律,不做强烈干预,生态才可以被修复。因此,城市生态修复不仅要因地制宜,挖掘历史文化,留住乡愁,更要确保修复过程中应用的技术材料达到生态、环保、可持续的要求,与自然和谐共生。在生态修复领域,清水混凝土制品在构筑宜居环境方面已经有了良好的实际应用。

在江西南昌的鱼尾洲湿地公园,建华建材生产的清水混凝土栈道板铺设其中,以其耐水淹、亲水性强、装配化易实施的特性,成为串联全园的生态岛链。再比如,一些绿色景观驿站的修建运用“低干扰设计策略”,以灰白原色混凝土为主材,降低对周边色彩和形式的侵略性。混凝土构筑物与地坪架空,为保持生物多样性和排水提供便利。

在旧区改造方面,混凝土制品的应用提升了空间的活力。据介绍,随着产业回流和人口重构,“社区”成为串联城市不同模块的重要介质,“渐进式更新”和“微更新”成为社区改造的新趋势。装饰混凝土系列产品设计充分结合了街道文化、艺术美化和空间绿化,打造居民休憩空间,成为城市风景线。而预制产品对周围环境影响最小,最大程度上满足了居民改善生活环境的需求。定制化、模块化产品,最大程度维护了社区绿化,构建多维度公共空间,打造出“推门见绿、出门入园”的绿色宜居环境。

上海电站辅机厂东厂原址改造是混凝土制品复活工业遗产价值的一个范本项目。工业遗存是城市的精神特质、文化记忆和历史精华,在城市更新中,如何让工业遗存中的新旧区域“和而不同”,保持各自独特的时代气质,尤为重要。既要留存工业记忆,也要为生产转型、生活焕新注入新的活力。据设计师介绍,这个在保留原有框架的基础上,用11种不同规格的预制混凝土砌块形成透空立面,与原有的香樟树,形成开放式的共生构架,让人文与自然共同讲述曾经的风云岁月。

作为城市的地标性建筑,一些老旧工厂在市政交通、城市更新和发展中起着十分重要的引导作用,如何合理地将其改造、规划,使得市政交通类更新项目将文化、创意与艺术相结合,以适应不断变化的城市发展节奏,也是诚信更新中设计师需要着重考虑的。比如在新建地铁口的地面站台、电梯井及紧急疏散口等位置,采用了装配式混凝土方案,减少地面施工对城市交通、生活的影响。比如长沙的生活垃圾焚烧发电厂,其立面采用了混凝土预制平面板、平面齿条板和齿条镂空板。其中镂空板满足了采光、散热和通风的需求。整体造型达到了“公建化”的展示效果,传递了行业的环保属性。


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