徐永模:混凝土綠色發(fā)展戰(zhàn)略與技術(shù)路線
中國建筑材料聯(lián)合會專職副會長、中國混凝土與水泥制品協(xié)會會長徐永模
9月6日,在“福田雷薩”2012混凝土行業(yè)高峰論壇上,中國建筑材料聯(lián)合會專職副會長、中國混凝土與水泥制品協(xié)會會長徐永模發(fā)表了題為《混凝土綠色發(fā)展戰(zhàn)略與技術(shù)路線》的演講。他以美國綠色混凝土協(xié)會發(fā)布的《可持續(xù)混凝土指南》作為參考,與大家交流,也談到了該指南對綠色混凝土認識的一些不足之處,和自己在工作實踐當中的一些認識以及一段時間以來對混凝土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一些思考。一是關(guān)于混凝土產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的問題。二是具體應(yīng)該怎么做,怎么從創(chuàng)新的角度探索不同的技術(shù)路線。
混凝土可持續(xù)發(fā)展理念
混凝土還能持續(xù)發(fā)展嗎?在談到這個問題時,徐永模表示,混凝土實際上是一種在競爭中發(fā)展的建筑結(jié)構(gòu)材料。目前混凝土產(chǎn)品在可持續(xù)發(fā)展上,面臨鋼材、木材、燒結(jié)磚等材料的競爭,必須增強自己的持續(xù)發(fā)展能力。綠色、低碳、環(huán)保將是混凝土作為制造產(chǎn)業(yè)的一個發(fā)展方向。
美國《可持續(xù)混凝土指南》提出了關(guān)于混凝土的可持續(xù)發(fā)展的五個方面:改善功能、更長壽命、改善生活質(zhì)量、減少資源消耗、提供美感,對混凝土的可持續(xù)發(fā)展具有一定的指導意義但不夠全面深刻。我們必須在深刻理解什么是綠色混凝土的基礎(chǔ)上,把握自身的獨特優(yōu)勢,真正實現(xiàn)混凝土的可持續(xù)發(fā)展。
在改善功能方面,《可持續(xù)混凝土指南》提出要發(fā)揮混凝土材料的優(yōu)勢性能和功能,例如對于基礎(chǔ)和樓板來說,混凝土是唯一的被廣泛選擇的經(jīng)濟性產(chǎn)品。而對于其他建筑構(gòu)件例如墻體、梁柱,混凝土只是可選用材料之一。
在建筑耐久、長壽命方面,既有建筑壽命越長,社會對新建筑的需求會降低,因而對建筑材料的需求降低,相應(yīng)的生產(chǎn)能耗和排放越低。而其實從材料性能的角度而言,唯有高耐久性的混凝土才能保證混凝土建筑設(shè)計壽命。
在改善居住者生活質(zhì)量方面,除了建筑采光和通風以外,使用的室內(nèi)建材質(zhì)量和功能對室內(nèi)環(huán)境影響很大。因此,各國對室內(nèi)建材中有害物資含量有嚴格的標準。該《指南》提到,普通水泥混凝土對使用環(huán)境的無害性經(jīng)過了長時間的檢驗。徐永模認為,“無害性”不等于“改善室內(nèi)環(huán)境”。
在減少資源消耗方面,利用工業(yè)固廢,減少混凝土中的水泥用量;混凝土廢棄后可再生利用(骨料、粉體);提高耐久性和建筑物壽命;提高強度,減少混凝土的用量。徐永模認為,只用減少混凝土用量才能減少資源能源消耗,但減少混凝土用量與目前我國大力發(fā)展混凝土產(chǎn)業(yè)相悖,要怎么去協(xié)調(diào),這是一個更需要思考的一個問題。
混凝土是可以提供美感的。建筑的美不僅是環(huán)境質(zhì)量的一個重要部分,也是文化藝術(shù)的表現(xiàn)。建筑之美不僅“養(yǎng)眼”,甚至是引以為驕傲的歷史、文化和藝術(shù)發(fā)展的標志。清水混凝土以其獨特的色澤、質(zhì)感和造型贏得已成為現(xiàn)代建筑師鐘愛。徐永模表示,我國不少城市建筑“千樓一色”、“千樓一面”、“千房一面”問題嚴重,而在清水混凝土的使用上也是一哄而上,隨處可見,已有“審美疲勞”之態(tài)。
物競天擇:混凝土憑什么能可持續(xù)發(fā)展?
什么是綠色混凝土?一般會把綠色混凝土理解為具有以下特點:原料無毒、無害、易得;可大量利用工業(yè)固廢(水泥的功能);單位材料能耗低(水泥只占1/8);材料高性能。但是,綠色就能可持續(xù)嗎?
徐永模認為綠色是必要條件,但是還要具有競爭性、獨特性、經(jīng)濟性。他指出建筑師非常肯定混凝土作為人造石材的普適性和美學特質(zhì),裝飾混凝土的發(fā)展正在擴展和豐富“清水混凝土”的內(nèi)涵,充分發(fā)揮混凝土的模塑性、后加工性以及表面適用材料的豐富多樣性。結(jié)構(gòu)工程師充分認可鋼筋混凝土的堅固性和經(jīng)濟性。高性能混凝土的發(fā)展進一步提升競爭力和普適性。[Page]
混凝土憑什么能可持續(xù)發(fā)展?徐永模表示,物競天擇,而“天”就是市場,是這個社會可持續(xù)發(fā)展的需求,跳出混凝土來看混凝土,會更加客觀、公正一些。但是首先要學會面對批評,我們才能找到自己的發(fā)展點。要面對哪些批評呢?
1、混凝土要用到水泥,而水泥就是一種高耗能、高污染和資源性的“兩高一資”產(chǎn)品?;炷烈蛩嗖牧仙a(chǎn)的二氧化物排放受到批評。目前,水泥工業(yè)不僅在朝著低能耗、低排放方向發(fā)展(利用可燃廢棄物代替化石能源),還在生產(chǎn)水泥過程中協(xié)同處置許多工業(yè)廢物和城市生活垃圾,成為社會可持續(xù)發(fā)展不可或缺的“環(huán)保產(chǎn)業(yè)”,水泥也因此成為不可或缺的“綠色材料”。北京、上海等城市建立水泥廠,就是因為水泥產(chǎn)業(yè)具備了其他產(chǎn)業(yè)不具備的環(huán)保功能,水泥廠協(xié)同處置廢棄物的功能,也使得許多城市在“高耗能、高污染”與環(huán)保之間,都作出了“兩利相權(quán)取其重,兩害相權(quán)取其輕”的選擇。因此,水泥工業(yè)的轉(zhuǎn)型也會促進混凝土綠色水平的提高。
2、不可重復(fù)使用是目前倡導使用鋼結(jié)構(gòu)的專家學者認為混凝土不是綠色建材的主要原因。其實,混凝土可以像鋼結(jié)構(gòu)一樣,標準化設(shè)計、工廠化預(yù)制、裝配式施工、可重復(fù)使用。在很大程度上,問題不在材料,在結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計。
3、從資源再生性方面來說,混凝土不能或只能低值利用也成為被批評的軟肋。但是廢棄混凝土再生骨料和可利用的粉料,加工技術(shù)不是問題,隨著高強高性能混凝土的推廣應(yīng)用,其再生骨料的價值不會降低。
徐永模早幾年前就提出過從化學組分上實施“可全循環(huán)混凝土”設(shè)計的概念。國外最近已有這樣的研究工作發(fā)表。
面對競爭 獨特優(yōu)勢
1、混凝土是一種結(jié)構(gòu)構(gòu)造和性能可“隨意”設(shè)計的通用型多功能結(jié)構(gòu)材料,能滿足建筑和施工的個性化特殊要求。這是鋼材、木材、砌筑材料等所不具備的。對于建筑的某些結(jié)構(gòu)例如基礎(chǔ)、樓板、大體積結(jié)構(gòu),混凝土是唯一被廣泛選用的結(jié)構(gòu)材料。對于提高高層建筑的剛度和抗剪性能來說,鋼筋混凝土核心筒也是最經(jīng)濟的設(shè)計選擇。
2、混凝土材料具有突出的經(jīng)濟性和性價比。混凝土作為土木工程中用途最廣、用量最大的一種建筑材料,其性價比是鋼材和砌筑材料不能比擬的。
3、混凝土可滿足任何耐久性要求。這句“大話”目前還沒有人敢說,因為不耐久的混凝土結(jié)構(gòu)比比皆是。鋼結(jié)構(gòu)的使用之所以耐久性好,是因為附加的保護性措施和使用中的養(yǎng)護,如果對混凝土產(chǎn)品也附加保護性措施,其壽命也會大大提高。其實,混凝土出現(xiàn)劣化甚至可以說根本不是混凝土的錯!混凝土本不是一種標準化的材料制品,其性能取決于設(shè)計要求和施工質(zhì)量?;炷脸霈F(xiàn)耐久性問題原因很多,混凝土結(jié)構(gòu)長壽命不是做不到,是沒有要求做到。例如,過去,混凝土的設(shè)計指標中沒有耐久性和壽命要求。
均化:混凝土綠色制造技術(shù)
如何實現(xiàn)混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)該選擇哪些技術(shù)路線時,徐永模提出要對原材料進行“均化”的概念。他說,談到綠色制造的概念,大家首先想到的是清潔生產(chǎn)、精確計量、高效節(jié)能、利廢環(huán)保、高性能、高質(zhì)量……卻都忽略了均化。對于所有的材料制造業(yè),均化都是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)路線。很可惜的是,在水泥生產(chǎn)中廣泛使用的這項技術(shù),在混凝土生產(chǎn)中還沒有用,或者用得很少。
混凝土生產(chǎn)為什么要均化?因為混凝土的原材料是多元材料組分,其主要性能取決于組分的均化程度。這些材料包括:粉體材料(水泥、礦物粉體)、砂石骨料(粗骨料、細骨料)、化學外加劑(多功能、固體與液體的復(fù)合)、纖維增強材料、雜質(zhì)(泥土)等。作為一種結(jié)構(gòu)材料,怎樣能生產(chǎn)出一種讓結(jié)構(gòu)工程師、建筑師放心的材料呢?
混凝土綠色制造技術(shù)的重點是均化,在混凝土設(shè)計正確的前提下,性能質(zhì)量的改善取決于微觀結(jié)構(gòu)均化,微觀結(jié)構(gòu)的改善取決于組分分布均化,組分分布的改善取決于原料混合均化。因此,我們可以通過改善原材料的均化來提高混凝土的性能質(zhì)量。首先要進行砂石均化,包括含水率的均化、級配的均化、雜質(zhì)含量的均化、粒形的均化。在粉體均化方面要解決攪拌站分散且小規(guī)模生產(chǎn)方式與水泥廠大規(guī)模集中生產(chǎn)供應(yīng)的矛盾;礦粉、固廢種類多,成分波動與水泥產(chǎn)品標準化要求的矛盾;混凝土以性能要求為導向的設(shè)計和個性化柔性生產(chǎn)方式與水泥產(chǎn)品較少的矛盾。同時,要向先進材料制造業(yè)學習,研究開發(fā)攪拌站用骨料和粉體均化設(shè)備,提高對質(zhì)量控制水平,相信均化工藝、技術(shù)、裝備的發(fā)展應(yīng)用,會使預(yù)拌混凝土攪拌站現(xiàn)代化進程再上一個新臺階。
(中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處)
編輯:
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com