本框架旨在为设计人员、承包商和业主提供指导,以降低新型混凝土技术的应用风险,推动行业脱碳。框架重点关注水泥基材料,因其碳排放占比最高(约8%),并建议技术最低成熟度等级(TRL)达到7以上。
核心观点:
- 必要性:为应对水泥生产带来的碳排放问题(占全球CO2排放约8%),亟需采用新型低碳混凝土技术。
- 风险认知:新型技术存在风险,但传统混凝土技术也伴随环境风险。
- 框架应用:适用于任何作为商品混凝土成分的新型技术(水泥基材料、骨料、外加剂或水),重点关注水泥基材料。
关键要素:
- 技术识别:通过提问(如技术是否商业化、是否在类似项目上成功应用、相关人员是否熟悉)判断技术是否为新型。
- 风险评估:风险受结构重要性、元素关键性、暴露类别和技术新颖度(应用历史和性能验证时间)影响。
- 风险降低:通过设计、施工和后期三个阶段进行:预筛选、预资格认证和质量控制与监测。
步骤详解:
- 预筛选:
- 确认材料符合相关ASTM标准(需独立实验室认证)。
- 研究技术历史和应用案例,获取额外测试数据。
- 评估本地供应情况和兼容性。
- 尽早进行,以便有充足时间实施。
- 预资格认证:
- 在项目特定混合物中测试技术性能。
- 根据应用类型进行测试(附录表2、表3),并将要求纳入合同。
- 协调供应商、承包商和搅拌站进行测试。
- 建议制作性能模型,让承包商熟悉材料特性。
- 质量控制与监测:
- 在现场验证预期性能,如长期抗压强度、成熟度测试、外观检查等。
- 制定持续监测计划,记录数据并分享经验教训。
局限性:
- 无法完全消除使用新型技术的风险,测试无法模拟所有现实条件。
- 高度新颖的技术(如仍在研发中且未获ASTM认证)不应用于关键结构元素。
案例研究:
- Meta低碳混凝土试点:通过分阶段实施和风险降低策略,在试验板中实现35%的碳强度降低。
- 哈佛大学大卫·鲁本斯坦树屋:使用30%水泥、35%地玻璃火山灰和35%矿渣的混合物,替代70%水泥,实现56%的碳减排。
附录:
- 提供了针对不同混凝土元素和暴露条件的建议测试标准和持续时间。