Page 107 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

第三章 现代建筑钢筋混凝土结构设计

3. 制备再生粉料
通过建筑废弃物制备的再生粉料代替水泥可以实现一定程度的碳减排。目前已经
证明提取的再生粉料不仅含有部分未水化胶凝颗粒，而且还含有大量存在潜在活性的
惰性 SiO 2 ，可以通过添加碱性激发剂，对再生微粉进行碱激发。有研究利用红砖中的

活性硅和铝成分作为碱激发前驱体，可以开发以碱激发废砖粉为胶凝材料、回收混凝
土作为骨料的全回收固废低碳透水混凝土；相比传统硅酸盐水泥天然骨料透水混凝土
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碳排放降低约 90kg/m ，具有显著的经济效益和环境效益。此外，除尘粉和筛分粉这
两种再生粉料的主要矿物组分与粉煤灰很相似，通过复合激发可以实现再生矿物掺合

料的制备，其活性指数高达 0.90，远超二级粉煤灰 0.70 的活性指数技术要求，最大可
以替换 30% 的水泥。国内外对再生粉料的理化特性及其活性激发技术的研究迄待进
一步深入开展。

4. 就地循环利用
结构拆除后运输过程中的能源消耗也会产生一定的碳排放，有关研究表明运输 1t
建筑废弃物将会产生 0.8kg 二氧化碳，如果可以将拆除后的建筑废弃物就地循环利用，
减少拆除后的运输环节，也可以减少混凝土服役后阶段的碳排放。尽管上述减碳技术
均能降低混凝土结构的碳排放，但需要考虑与混凝土结构安全的相容性。例如，3D

打印技术能够提升混凝土结构的建造效率、降低碳排放，但 3D 打印挤出成型导致了
材料结构各向异性，并形成界面薄弱区，可能影响结构整体的耐久性。因此无论使用
何种减碳技术，都需要在保证混凝土结构安全或使用功能的前提下实施。

综上，混凝土结构服役后阶段的碳减排策略主要包括资源循环利用和碳封存。通
过再生骨料替代天然骨料、再生骨料碳化强化、再生粉料取代部分水泥，以及就地循环
利用建筑废弃物等手段，可以减少碳排放。这些方法有助于降低混凝土结构在服役后阶
段的碳排放，并推动资源循环经济理念的实践，但要确保与结构的安全和功能相协调。

二、基于全寿命的混凝土结构减碳设计理论

基于混凝土结构全寿命周期理论的研究和全球环境保护与治理的需求，在全寿命
周期设计的研究中逐渐将碳排放作为重要目标进行分析。在对混凝土结构进行全寿命

周期减碳设计时，通常选用二氧化碳当量作为计量和评估碳排放的单位，不同于将全
寿命周期环境影响货币化为环境成本进行计算分析的方式，二氧化碳当量的计算中考
虑了 CO 2 、CH 4 和 NO 2 等温室气体的共同影响，将温室气体排放以当量的形式折算为
一个综合参数进行量化分析和比较。混凝土结构在服役前、服役中和服役后的全寿命

周期各阶段均存在较多影响碳排放的因素，而全寿命周期减碳设计的关键问题是各个
阶段影响因素的量化和测定。

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