再生混凝土碳排放因子研究.pdf
《再生混凝土碳排放因子研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《再生混凝土碳排放因子研究.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第期 年月建筑科学与工程学报J o u r n a l o fA r c h i t e c t u r ea n dC i v i lE n g i n e e r i n gV o l N o J u l y 引用本文:肖建庄,关湘烁,王佃超,等再生混凝土碳排放因子研究J建筑科学与工程学报,():X I A OJ i a n z h u a n g,GUANX i a n g s h u o,WAN GD i a n c h a o,e t a l R e s e a r c h e so nc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r so f r e
2、 c y c l e dc o n c r e t eJ J o u r n a lo fA r c h i t e c t u r ea n dC i v i lE n g i n e e r i n g,():D O I:/j j a c e 收稿日期:基金项目:中建西部建设科技研发计划项目(Z J X J )作者简介:肖建庄(),男,工学博士,教授,博士生导师,E m a i l:j z x m a i l t o n g j i e d u c n.再生混凝土碳排放因子研究肖建庄,关湘烁,王佃超,王军(同济大学 建筑工程系,上海 ;中建西部建设股份有限公司,四川 成都 )摘要:定义了再
3、生混凝土碳排放因子的计算边界,提出了再生粗骨料混凝土(R A C)、再生细骨料混凝土(R F C)、再生粉混凝土(R P C)碳排放因子的计算方法,分析了再生材料取代率与混凝土强度等级对再生混凝土碳排放因子的影响.通过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,分析了再生混凝土结构的碳排放优势.结果表明:随着再生粗骨料取代率升高,R A C碳排放因子可降低;随着再生细骨料取代率升高,R F C碳排放因子可降低;随着再生粉取代率升高,R P C碳排放因子可降低 ;强度C 的R A C碳排放因子高于强度C 的R A C可达 ;强度C 的R F C碳排放因子高于强度C 的R
4、 F C可达;强度C 的R P C碳排放因子高于强度C 的R P C可达 ;随着混凝土强度等级从C 提高到C ,碳排放因子逐渐提高;在“建材生产结构运营”边界内,R A C建筑相较于普通混凝土建筑减少了 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 倍,这是再生混凝土建筑为环境带来有利影响的主要原因.关键词:再生粗骨料混凝土;再生细骨料混凝土;再生粉混凝土;碳排放因子;示范工程中图分类号:TU 文献标志码:A文章编号:()R e s e a r c h e so nc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r
5、 so f r e c y c l e dc o n c r e t eX I AOJ i a n z h u a n g,GUANX i a n g s h u o,WANGD i a n c h a o,WANGJ u n(D e p a r t m e n to fS t r u c t u r a lE n g i n e e r i n g,T o n g j iU n i v e r s i t y,S h a n g h a i ,C h i n a;C h i n aW e s tC o n s t r u c t i o nG r o u pC o,L t d,C h e n
6、 g d u ,S i c h u a n,C h i n a)A b s t r a c t:T h ea c c o u n t i n gb o u n d a r yo fc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r so fr e c y c l e dc o n c r e t ew a sd e f i n e d,t h ec a l c u l a t i o nm e t h o d so f c a r b o ne m i s s i o nf a c t o r so f r e c y c l e dc o a r s ea g g r
7、 e g a t ec o n c r e t e(R A C),r e c y c l e df i n ea g g r e g a t ec o n c r e t e(R F C)a n dr e c y c l e dp o w d e r c o n c r e t e(R P C)w e r ep r o p o s e d,a n dt h ei n f l u e n c e so fr e c y c l e d m a t e r i a lr e p l a c e m e n tp e r c e n t a g e sa n dc o n c r e t es t
8、r e n g t hg r a d e so nc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r so f r e c y c l e dc o n c r e t ew e r ea n a l y z e d B a s e do na na c t u a l c a s e,t h ec a r b o ne m i s s i o nr e d u c t i o no fr e c y c l e dc o a r s ea g g r e g a t ec o n c r e t eb u i l d i n g sc o m p a r e dw i
9、 t hc o n v e n t i o n a lc o n c r e t eb u i l d i n g sw a sc a l c u l a t e d,a n dt h ec a r b o ne m i s s i o na d v a n t a g e so f r e c y c l e ds t r u c t u r ew e r ea n a l y z e d T h e r e s u l t s s h o wt h a tw i t ht h e i n c r e a s eo f r e c y c l e dc o a r s e a g g r e
10、 g a t e r e p l a c e m e n t r a t e s,t h eR A Cc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r sc a nb er e d u c e db y W i t ht h ei n c r e a s eo fr e c y c l e df i n ea g g r e g a t er e p l a c e m e n tr a t e s,R F Cc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r sc a nb er e d u c e db y W i t ht h ei n
11、c r e a s eo f r e c y c l e dp o w d e r r e p l a c e m e n t r a t e s,t h e c a r b o ne m i s s i o n f a c t o r so fR P Cc a nb e r e d u c e db y T h ec a r b o ne m i s s i o nf a c t o ro fC R A Ci s h i g h e r t h a nt h a to fC R A C,t h ec a r b o ne m i s s i o nf a c t o ro fC R F Ci
12、 s h i g h e r t h a n t h a t o fC R F C,a n d t h e c a r b o ne m i s s i o nf a c t o ro fC R P Ci s h i g h e rt h a nt h a to fC R P CA st h es t r e n g t hg r a d e so fc o n c r e t ei n c r e a s e f r o mC t oC ,t h e c a r b o ne m i s s i o n f a c t o r sg r a d u a l l y i n c r e a s
13、 e W i t h i n t h eb o u n d a r yo f“b u i l d i n g m a t e r i a lp r o d u c t i o n s t r u c t u r a lo p e r a t i o n”,t h e R A C b u i l d i n gr e d u c e sc a r b o ne m i s s i o n sb y c o m p a r e dw i t ht h ec o n v e n t i o n a l c o n c r e t eb u i l d i n g A s f a ra st h ed
14、 e m o l i t i o np r o j e c t i sc o n c e r n e d,t h ec a r b o ne m i s s i o nr e d u c e db ya v o i d i n gt h et r a n s p o r t a t i o na n dl a n d f i l lo fd e m o l i t i o nw a s t e i s t i m e sa sm u c ha st h ec a r b o ne m i s s i o nr e d u c e dw i t h i nt h eb o u n d a r y
15、o f“b u i l d i n gm a t e r i a l p r o d u c t i o ns t r u c t u r a l o p e r a t i o n”,w h i c h i s t h em a i nr e a s o n f o r t h e f a v o r a b l ei m p a c to f r e c y c l e db u i l d i n g so nt h ee n v i r o n m e n t K e yw o r d s:r e c y c l e dc o a r s ea g g r e g a t e c o
16、n c r e t e;r e c y c l e d f i n ea g g r e g a t e c o n c r e t e;r e c y c l e dp o w d e rc o n c r e t e;c a r b o ne m i s s i o nf a c t o r;d e m o n s t r a t i o np r o j e c t引言 年月 日,中国 提出“碳 达峰,碳中和”目标.中国的二氧化碳排放主要归因于化石能源和制造业为主的工业体系,而 以上的二氧化碳排放来自建筑率较高的城市地区.建筑的运行耗能占碳排放总量的,若计入其材料与施工过程,则其碳排放占
17、比将提升至,建筑生命周期的碳排放则占到.年,中国建筑垃圾排放量约为 t,利用建筑固废生产再生混凝土,既可以解决大量废弃混凝土伴随的生态问题,又可以减少天然材料的开采,从而助力“双碳”战略目标的早日达成.为明确建材(包括混凝土在内)碳排放的度量方法,许多专家学者针对其碳排放因子展开了大量研究.张涛等搜集了国内外能源与环境权威研究机构和组织的研究成果,按照数据来源和材料种类收集并分类了建筑常用材料碳排放因子;刘立涛等系统梳理了联 合国政府 间气候 变 化 专 门 委 员 会(I P C C)、世界可持续发展工商理事会水泥可持续发展自愿性协议(WB C S D/C S I)、中国建筑材料研究总院(C
18、 DMA)的水泥生产碳排放因子的计算方法,通过辨析参数选择和不确定性差异揭示其影响因素,讨论各种计算方法在中国的适用性;D i x i t等利用燃料的碳强度将一次能源系数(P E F)转化为碳排放 因 子;年I P C C国 家 温 室 气 体 清 单 指南经 年专家评审及政府与专家联合评审之后颁布;世界资源研究所(WR I)出版的 能源消耗引起的温室气体排放计算工具指南 提出了各种碳排放因子计算方法;美国能源信息署(E I A)官方网站每月或每季度公布各行业的二氧化碳排放,且每年公布默认排放因子表.然而,大多数研究只停留在常见建筑材料的碳排放因子上,造成了非常见建筑材料如再生混凝土碳排放研究
19、领域的空白.为弥补上述空白,针对再生粗骨料混凝土、再生细骨料混凝土、再生粉混凝土,首先指出再生混凝土碳排放的构成,定义计算边界,提出碳排放因子的计算方法.其次,选取不同再生材料取代率、不同混凝土强度等级的再生混凝土案例,研究再生材料取代率以及混凝土强度等级对碳排放因子的影响.最后,针对上海地区一个案例,计算再生混凝土建筑相对于普通混凝土建筑减少的碳排放量.再生混凝土碳排放建模将废 弃 混 凝 土 碾 碎 后,利 用 直 径 mm 的再生粗骨料(R C A)部分或全部替代天然粗骨料(N C A),可制成再生粗骨料混凝土(R A C);利用直径 mm 的再生细骨料(R F A)部分或全部替代天然细
20、骨料(N F A),可制成再生细骨料混凝土(R F C).废弃混凝土被破碎成粗细骨料的同时,会产生大量对环境有害的粉末,其填埋会对土壤和地下水造成二次污染.用再生粉(R P)生产再生粉混凝土(R P C),既可以节省大量自然资源,又可以充分利用难以填埋的废弃混凝土.种再生混凝土的碳排放因子计算边界如图所示,可以归结为“建材生产结构运营”.由于再生粉多数采用罐装运输,与外界空气接触机会较少,因此不考虑R P在原料储存阶段的碳吸收,R P C的碳排放因子不考虑图中方框部分.碳排放因子(C E F)计算方法为:单位体积再生建筑科学与工程学报 年图再生混凝土碳排放因子计算边界F i g A c c o
21、 u n t i n gb o u n d a r yf o rc a r b o ne m i s s i o nf a c t o r so f r e c y c l e dc o n c r e t e混凝土的碳排放减去碳吸收,即净碳排放量.R A C与R F C碳排放因子计算方法为:m再生混凝土的原材料引入碳排放Ci n t r o d u c e,减去再生骨料储存阶段碳吸收Cu p t a k e,加上产品生产碳排放Cp r o d u c e,减去混凝土结构服役阶段的碳吸收Ca b s o r b;R P C碳排放因子无需考虑再生骨料储存阶段碳吸收部分,其余构成与前二者相同.()
22、原材料引入碳排放Ci n t r o d u c e原材料引入碳排放量Ci n t r o d u c e包括原材料内含碳排 放 量Ci n c l u d e与 原 材 料 运 输 的 燃 料 碳 排 放 量Ct r a n s p o r t.混凝土配合比不同,则原材料内含碳排放量Ci n c l u d e的数值不同,其计算公式为Ci n c l u d enicr a wm a t e r i a l,iEi()式中:cr a wm a t e r i a l,i为第i种原材料的消耗量;Ei为第i种原材料的碳排放因子.混凝土原材料运输导致综合油耗产生的碳排放量Ct r a n s p
23、o r t一般占比重较高,其计算公式为Ct r a n s p o r tnicr a wm a t e r i a l,iEicf u e ld()式中:cf u e l为运输第i种原材料时燃料的消耗量;d为运输第i种原材料时的运输距离.因此 原 材 料 引 入 碳 排 放 量Ci n t r o d u c e的 计 算 公式为Ci n t r o d u c eCi n c l u d eCt r a n s p o r t()()产品生产碳排放Cp r o d u c e混凝土生产过程的碳排放主要来源于能源消耗,更多的是电能消耗,混凝土生产碳排放量Cp r o d u c e计算公式为
24、Cp r o d u c enjce n e r g y,jEj()式中:j为消耗能源的种类;ce n e r g y,j为m混凝土生产过程中能源j的消耗量;Ej为第j类能源的碳排放因子.()再生骨料储存阶段碳吸收Cu p t a k e根据文献 提出的计算模型,R C A与R F A的碳吸收分为两个部分:一部分为完全碳化区的碳吸收Cu p t a k e,可以认为老砂浆(OHC P)完全碳化;另一部分为非完全碳化区的碳吸收Cu p t a k e,主要发生在R C A与R F A暴露在空气中的储存阶段.Cu p t a k e m qxcAs u r f a c e()Cu p t a k
25、e qsdcm(xcAs u r f a c e)dcdc m a x m q(xcAs u r f a c e)dcdc m a x()式中:为OHC P在R C A或R F A中占比的统计学数据,对于R C A可取 ,文献 利用X射线光电子能谱(X P S)评估水泥砂浆表面碳物种的试验结果表明,大多数样品表面的碳酸盐百分比远超,保守估计采用,再考虑 的修正系数,因此对于R F A,可取 ;m为再生混凝土中所有R C A或R F A的质量;q为单位质量OHC P完全吸收的C O的量,计算方法参考文献 ;xc为R A C或R F C碳化深度;As u r f a c e为单位体积R A C或R
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 再生 混凝土 排放 因子 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。