建筑施工中混凝土對環(huán)境的污染研究

摘要：在目前國內(nèi)建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占比最高。混凝土結(jié)構(gòu)建筑施工中，給環(huán)境帶來的影響也非常大，為了客觀評價建筑施工中混凝土對環(huán)境的污染，本文采用基于生命周期評價（LCA）理論的評價方法，對混凝土造成的環(huán)境污染分為混凝土組成成分、廢棄混凝土的回收利用2個模塊，并由此建立相應(yīng)的環(huán)境影響定量評價體系。對混凝土成分、廢棄混凝土回收利用對環(huán)境污染研究中，采用實驗對比分析，結(jié)果表明，水泥對環(huán)境污染主要是其生產(chǎn)及制造階段，主要影響方面為對生態(tài)環(huán)境破壞即溫室效應(yīng)和能源消耗，混凝土對環(huán)境的主要污染也來源于水泥，對廢棄混凝土的回收利用可以降低這些方面的影響。最后對混凝土造成環(huán)境污染的成因、影響方面進(jìn)行系統(tǒng)化、指標(biāo)化分析，得到比較準(zhǔn)確的統(tǒng)計分析結(jié)果。

關(guān)鍵詞：建筑施工；混凝土；環(huán)境污染；生命周期評價

建設(shè)項目的施工過程中混凝土?xí)Νh(huán)境造成很大污染，噪聲排放、粉塵污染、廢水和固體廢物。為了客觀、量化評價建筑施工中混凝土對環(huán)境污染，文結(jié)合混凝土全壽命周期的特點發(fā)展形成從混凝土組成成分、回收兩個方面構(gòu)建混凝土對環(huán)境污染評價指標(biāo)體系。將LCA理論應(yīng)用于混凝土對環(huán)境影響的定量評價，從而有效評價混凝土對環(huán)境的污染影響。

1 混凝土的組成

混凝土組成成分主要為水泥，水，粗骨料，細(xì)骨料，其中對環(huán)境的污染主要來自于水泥，而水泥在制造階段對環(huán)境的污染在水泥一混凝土生產(chǎn)的全過程中污染影響也是最大。因此，混凝土中水泥的用量決定了混凝土對環(huán)境的污染程度，設(shè)法減少混凝土中水泥用量是改善混凝土組成成分對環(huán)境影響的主要措施。[1]但是在降低水泥用量的同時也必須要保證混凝土的強(qiáng)度，目前普遍的方法是使用高標(biāo)號水泥或在混凝土中摻加活性外摻料等方法，對混凝土配合比進(jìn)行改善，從而降低水泥用量。本文通過試驗配制了不同配合比但強(qiáng)度都為C30的各種類型混凝土，先按照最常用的普通混凝土配合比方法確定其粗、細(xì)集料、水泥和水的配比，其它類型混凝土以此為基準(zhǔn)，通過多次實驗調(diào)整并摻加外加劑確定了各組分配比，取得了C30普通混凝土強(qiáng)度的配合比作為實驗計算用配比，各類型混凝土用LCA方法，按照原材料的配比評價和計算各類型混凝土的環(huán)境性能，研究減少水泥用量對環(huán)境影響的效果和意義，評價結(jié)果為普通混凝土的環(huán)境綜合指數(shù)為7.32；高標(biāo)號水泥混凝土為702；摻入粉煤灰的混凝土為6.74，摻入磨細(xì)礦渣的混凝土為618，評價過程中不考慮能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)設(shè)備、建筑設(shè)施相關(guān)的環(huán)境污染。從評價結(jié)果看摻入磨細(xì)礦渣的混凝土環(huán)境環(huán)境影響綜合指數(shù)最小，由此可得出混凝土改善環(huán)境性能的最重要的是減少水泥用量，外摻礦渣可使配制同強(qiáng)度混凝土的水泥用量大幅度下降，環(huán)境改善效果明顯；摻入適當(dāng)?shù)姆勖夯腋纳菩Ч斡诘V渣，而僅僅通過提高水泥標(biāo)號對環(huán)境改善效果最低。另外，從表中也可以看出，根據(jù)環(huán)境影響敏感性分析，不同材料配制的混凝土對環(huán)境敏感度不同，摻入本身對環(huán)境負(fù)面影響較小的活性摻料對混凝土的環(huán)境協(xié)調(diào)性的改善程度較大，而單純通過提高水泥標(biāo)號來節(jié)約水泥改善環(huán)境協(xié)調(diào)性效率較低。[3]由此可見，在實際應(yīng)用中，為了減少混凝土對環(huán)境的污染，應(yīng)優(yōu)先通過摻入活性摻料，這樣既可以減少水泥用量，又可大幅度改進(jìn)混凝土的環(huán)境影響。

2 混凝土回收利用

混凝土中可使用的回收集料一般可以從兩種方式獲得：

（1）從新拌混凝土漿中回收集料：制備混凝土?xí)r會產(chǎn)生大量的廢混凝土漿，一般都是廢棄處理，既浪費了資源，又造成廢棄混凝土的堆積問題。因此，回收這部分混凝土漿中的集料，具有雙重的環(huán)境意義。

（2）利用廢棄混凝土碎塊作混凝土的回收集料：全球每年產(chǎn)生大量廢棄混凝土，如何利用廢混凝土碎塊作集料也是人們一直關(guān)注的問題，這樣既節(jié)約了能源，又能減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

本文將利用LCA評估方法，結(jié)合混凝土實驗結(jié)果，對比分析普通集料混凝土、回收集料混凝土。通過實驗研究，分別利用新拌混凝土漿回收骨料，再生集料和普通混凝土配制相同強(qiáng)度的C30的混凝土。三種不同集料混凝土的環(huán)境評價結(jié)果普通混凝土的環(huán)境綜合指數(shù)為7.27，回收集料混凝土為5.43，再生集料混凝土為4.12。由此看出，利用回收集料的混凝土對環(huán)境性能的改善明顯高于普通混凝土，但一般回收的混凝土集料往往不能滿足較高標(biāo)號混凝土的要求，所以通過尋求回收集料來提高混凝土的環(huán)境協(xié)調(diào)性只有對標(biāo)號較低的混凝土才是有意義。[2]由此可得出，利用合適成分的廢棄普通混凝土作為回收集料，可以降低混凝土對環(huán)境的污染，此外廢棄的混凝土亦可鍛燒出和普通水泥質(zhì)量完全相同的水泥。這樣既既減小了生產(chǎn)混凝土原料即水泥對不可再生材料石灰石的消耗。[2]最后，利用廢棄的混凝土回收利用可減少溫室氣體的排放。可見，將廢棄混凝土回收利用具有極其重要的環(huán)境意義，這對整個建筑材料領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展都會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

3 結(jié)論

按照生命周期評價理論，對混凝土的環(huán)境影響評價或環(huán)境性能的改善應(yīng)該考慮其生產(chǎn)制備、廢棄回收兩個方面。而從兩個個方面分析結(jié)果來看，在混凝土生產(chǎn)階段，減少混凝土制造階段環(huán)境影響的途徑有幾個方面：（1）盡可能減少混凝土中的水泥用量；（2）減少不可再生集料的消耗；（3）通過其它方法使廢棄混凝土再利用，實現(xiàn)廢棄混凝土的再資源化。[2]提高配制混凝土的水泥的標(biāo)號、混凝土中摻加粉煤灰、礦渣細(xì)粉等，可以在混凝土保持相同強(qiáng)度的情況下減少水泥用量，其中以摻入礦渣細(xì)粉對混凝土環(huán)境性能改善最為明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小冬，吳星，張智慧.基于LCA理論的環(huán)境影響社會支付意愿研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005.

[2]劉順妮.水泥混凝土體系環(huán)境影響評價及其應(yīng)用研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2002.

[3]吳凡.基于工序的土方工程施工階段環(huán)境影響評價研究[D].北京：清華大學(xué)， 2007.

作者簡介：徐志彪（1986），男，湖北孝感人，碩士，講師，楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師。