建筑施工中混凝土對環境的污染研究

摘要：在目前國內建筑中，鋼筋混凝土結構占比最高。混凝土結構建筑施工中，給環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，并由此建立相應的環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境污染研究中，采用實驗對比分析，結果表明，水泥對環境污染主要是其生產及制造階段，主要影響方面為對生態環境破壞即溫室效應和能源消耗，混凝土對環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境污染的成因、影響方面進行系統化、指標化分析，得到比較準確的統計分析結果。

關鍵詞：建筑施工；混凝土；環境污染；生命周期評價

建設項目的施工過程中混凝土會對環境造成很大污染，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境污染，文結合混凝土全壽命周期的特點發展形成從混凝土組成成分、回收兩個方面構建混凝土對環境污染評價指標體系。將LCA理論應用于混凝土對環境影響的定量評價，從而有效評價混凝土對環境的污染影響。

1 混凝土的組成

混凝土組成成分主要為水泥，水，粗骨料，細骨料，其中對環境的污染主要來自于水泥，而水泥在制造階段對環境的污染在水泥一混凝土生產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境的污染程度，設法減少混凝土中水泥用量是改善混凝土組成成分對環境影響的主要措施。[1]但是在降低水泥用量的同時也必須要保證混凝土的強度，目前普遍的方法是使用高標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、細集料、水泥和水的配比，其它類型混凝土以此為基準，通過多次實驗調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境性能，研究減少水泥用量對環境影響的效果和意義，評價結果為普通混凝土的環境綜合指數為7.32；高標號水泥混凝土為702；摻入粉煤灰的混凝土為6.74，摻入磨細礦渣的混凝土為618，評價過程中不考慮能源生產環節、生產設備、建筑設施相關的環境污染。從評價結果看摻入磨細礦渣的混凝土環境環境影響綜合指數最小，由此可得出混凝土改善環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度混凝土的水泥用量大幅度下降，環境改善效果明顯；摻入適當的粉煤灰改善效果次于礦渣，而僅僅通過提高水泥標號對環境改善效果最低。另外，從表中也可以看出，根據環境影響敏感性分析，不同材料配制的混凝土對環境敏感度不同，摻入本身對環境負面影響較小的活性摻料對混凝土的環境協調性的改善程度較大，而單純通過提高水泥標號來節約水泥改善環境協調性效率較低。[3]由此可見，在實際應用中，為了減少混凝土對環境的污染，應優先通過摻入活性摻料，這樣既可以減少水泥用量，又可大幅度改進混凝土的環境影響。

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：制備混凝土時會產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注的問題，這樣既節約了能源，又能減輕環境負擔。

本文將利用LCA評估方法，結合混凝土實驗結果，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度的C30的混凝土。三種不同集料混凝土的環境評價結果普通混凝土的環境綜合指數為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境協調性只有對標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境的污染，此外廢棄的混凝土亦可鍛燒出和普通水泥質量完全相同的水泥。這樣既既減小了生產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境意義，這對整個建筑材料領域的可持續發展都會產生深遠影響。

3 結論

按照生命周期評價理論，對混凝土的環境影響評價或環境性能的改善應該考慮其生產制備、廢棄回收兩個方面。而從兩個個方面分析結果來看，在混凝土生產階段，減少混凝土制造階段環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，實現廢棄混凝土的再資源化。[2]提高配制混凝土的水泥的標號、混凝土中摻加粉煤灰、礦渣細粉等，可以在混凝土保持相同強度的情況下減少水泥用量，其中以摻入礦渣細粉對混凝土環境性能改善最為明顯。

參考文獻：

[1]李小冬，吳星，張智慧.基于LCA理論的環境影響社會支付意愿研究[J].哈爾濱工業大學學報，2005.

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

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

作者簡介：徐志彪（1986），男，湖北孝感人，碩士，講師，楊凌職業技術學院教師。