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建筑施工中混凝土对环境的污染研究

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摘要：在目前国内建筑中，钢筋混凝土结构占比最高。混凝土结构建筑施工中，给环境带来的影响也非常大，为了客观评价建筑施工中混凝土对环境的污染，本文采用基于生命周期评价（LCA）理论的评价方法，对混凝土造成的环境污染分为混凝土组成成分、废弃混凝土的回收利用2个模块，并由此建立相应的环境影响定量评价体系。对混凝土成分、废弃混凝土回收利用对环境污染研究中，采用实验对比分析，结果表明，水泥对环境污染主要是其生产及制造阶段，主要影响方面为对生态环境破坏即温室效应和能源消耗，混凝土对环境的主要污染也来源于水泥，对废弃混凝土的回收利用可以降低这些方面的影响。最后对混凝土造成环境污染的成因、影响方面进行系统化、指标化分析，得到比较准确的统计分析结果。

关键词：建筑施工；混凝土；环境污染；生命周期评价

建设项目的施工过程中混凝土会对环境造成很大污染，噪声排放、粉尘污染、废水和固体废物。为了客观、量化评价建筑施工中混凝土对环境污染，文结合混凝土全寿命周期的特点发展形成从混凝土组成成分、回收两个方面构建混凝土对环境污染评价指标体系。将LCA理论应用于混凝土对环境影响的定量评价，从而有效评价混凝土对环境的污染影响。

1混凝土的组成

混凝土组成成分主要为水泥，水，粗骨料，细骨料，其中对环境的污染主要来自于水泥，而水泥在制造阶段对环境的污染在水泥一混凝土生产的全过程中污染影响也是最大。因此，混凝土中水泥的用量决定了混凝土对环境的污染程度，设法减少混凝土中水泥用量是改善混凝土组成成分对环境影响的主要措施。[1]但是在降低水泥用量的同时也必须要保证混凝土的强度，目前普遍的方法是使用高标号水泥或在混凝土中掺加活性外掺料等方法，对混凝土配合比进行改善，从而降低水泥用量。本文通过试验配制了不同配合比但强度都为C30的各种类型混凝土，先按照最常用的普通混凝土配合比方法确定其粗、细集料、水泥和水的配比，其它类型混凝土以此为基准，通过多次实验调整并掺加外加剂确定了各组分配比，取得了C30普通混凝土強度的配合比作为实验计算用配比，各类型混凝土用LCA方法，按照原材料的配比评价和计算各类型混凝土的环境性能，研究减少水泥用量对环境影响的效果和意义，评价结果为普通混凝土的环境综合指数为7.32；高标号水泥混凝土为702；掺入粉煤灰的混凝土为6.74，掺入磨细矿渣的混凝土为618，评价过程中不考虑能源生产环节、生产设备、建筑设施相关的环境污染。从评价结果看掺入磨细矿渣的混凝土环境环境影响综合指数最小，由此可得出混凝土改善环境性能的最重要的是减少水泥用量，外掺矿渣可使配制同强度混凝土的水泥用量大幅度下降，环境改善效果明显；掺入适当的粉煤灰改善效果次于矿渣，而仅仅通过提高水泥标号对环境改善效果最低。另外，从表中也可以看出，根据环境影响敏感性分析，不同材料配制的混凝土对环境敏感度不同，掺入本身对环境负面影响较小的活性掺料对混凝土的环境协调性的改善程度较大，而单纯通过提高水泥标号来节约水泥改善环境协调性效率较低。[3]由此可见，在实际应用中，为了减少混凝土对环境的污染，应优先通过掺入活性掺料，这样既可以减少水泥用量，又可大幅度改进混凝土的环境影响。

2混凝土回收利用

混凝土中可使用的回收集料一般可以从两种方式获得：

（1）从新拌混凝土浆中回收集料：制备混凝土时会产生大量的废混凝土浆，一般都是废弃处理，既浪费了资源，又造成废弃混凝土的堆积问题。因此，回收这部分混凝土浆中的集料，具有双重的环境意义。

（2）利用废弃混凝土碎块作混凝土的回收集料：全球每年产生大量废弃混凝土，如何利用废混凝土碎块作集料也是人们一直关注的问题，这样既节约了能源，又能减轻环境负担。

本文将利用LCA评估方法，结合混凝土实验结果，对比分析普通集料混凝土、回收集料混凝土。通过实验研究，分别利用新拌混凝土浆回收骨料，再生集料和普通混凝土配制相同强度的C30的混凝土。三种不同集料混凝土的环境评价结果普通混凝土的环境综合指数为7.27，回收集料混凝土为5.43，再生集料混凝土为4.12。由此看出，利用回收集料的混凝土对环境性能的改善明显高于普通混凝土，但一般回收的混凝土集料往往不能满足较高标号混凝土的要求，所以通过寻求回收集料来提高混凝土的环境协调性只有对标号较低的混凝土才是有意义。[2]由此可得出，利用合适成分的废弃普通混凝土作为回收集料，可以降低混凝土对环境的污染，此外废弃的混凝土亦可锻烧出和普通水泥质量完全相同的水泥。这样既既减小了生产混凝土原料即水泥对不可再生材料石灰石的消耗。[2]最后，利用废弃的混凝土回收利用可减少温室气体的排放。可见，将废弃混凝土回收利用具有极其重要的环境意义，这对整个建筑材料领域的可持续发展都会产生深远影响。

3结论

按照生命周期评价理