考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，包括：步骤1：确定研究目的与范围；步骤2：生命周期清单分析，考虑了碳化性能，分析了再生砂混凝土生命周期各阶段的能源、资源消耗情况和大气污染程度；步骤3：生命周期环境影响分析，采用当量模型作为环境影响评价模型计算环境影响特征化因子；步骤4：生命周期影响解释。本发明专利技术可以客观、定量的评价再生砂混凝土对环境造成的影响，为再生砂混凝土推广应用提供决策支撑。为再生砂混凝土推广应用提供决策支撑。为再生砂混凝土推广应用提供决策支撑。

【技术实现步骤摘要】
考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法


[0001]本专利技术涉及建筑行业
，更具体的说是涉及一种考虑碳化性能的再生砂混凝土原材料生产及运输、混凝土制备及运输、混凝土结构建造、服役以及拆除废弃阶段对环境影响的计算方法。

技术介绍

[0002]我国废弃混凝土产生量逐年增加，其处置以堆、填为主，占用大量土地，影响生态环境。以往废弃混凝土的回收利用侧重于再生粗骨料，废弃混凝土砂未得到有效利用。
[0003]在“双碳”背景下，混凝土结构生命周期内的CO2排放量备受关注。在混凝土结构建造及拆除阶段，由于能源的消耗会导致CO2排放，但在混凝土结构服役阶段由于碳化作用的影响会吸收部分CO2。考虑再生砂混凝土的碳化性能，可以全面分析其生命周期内碳排放量、能源、资源消耗情况和大气污染程度。为推进废弃混凝土再生砂的高效、高品质应用，有必要专利技术一种考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，不仅可以满足建材、建筑业可持续发展的需求，也符合国家生态文明建设和高质量发展的要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，考虑再生砂混凝土的碳化性能，分析了再生砂混凝土能源消耗、资源消耗和大气污染情况，客观、定量、综合的评价了不同强度等级、不同再生砂取代率的再生砂混凝土对环境造成的影响。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，包括：
[0007]步骤1：确定研究目的与范围
[0008]研究目的与范围包括功能单位、系统边界、研究假设；
[0009]步骤2：生命周期清单分析
[0010]步骤201：根据系统边界确定研究阶段再生砂混凝土生命周期，包括原材料生产和运输阶段、混凝土制备和运输阶段，混凝土结构建造、服役以及拆除废弃阶段；
[0011]步骤202：根据原材料生产情况，建立再生骨料和水泥生产过程环境影响清单；
[0012]步骤203：根据原材料运输距离，建立原材料运输过程环境影响清单；
[0013]步骤204：根据混凝土制备情况，建立再生砂混凝土生产过程环境影响清单；
[0014]步骤205：根据混凝土运输距离确定再生砂混凝土运输阶段环境影响清单；
[0015]步骤206：根据混凝土结构建造阶段能耗建立混凝土结构建造阶段环境影响清单；
[0016]步骤207：计算混凝土结构服役期内碳吸收量；
[0017]步骤208：根据混凝土拆除阶段的能耗建立拆除阶段环境影响清单；
[0018]步骤209：综合再生骨料和水泥生产过程环境影响清单、原材料运输过程环境影响清单、再生砂混凝土生产过程环境影响清单、再生砂混凝土运输阶段环境影响清单、混凝土
结构建造阶段环境影响清单、混凝土结构服役期内碳吸收量和拆除阶段环境影响清单，建立再生砂混凝土生命周期环境影响清单；
[0019]步骤3：生命周期环境影响分析
[0020]步骤301：确定与再生砂混凝土生命周期评价相关的环境类型；
[0021]步骤302：选择当量模型作为环境影响评价模型；
[0022]步骤303：基于再生砂混凝土生命周期评价相关的环境类型确定当量模型环境影响特征化因子；
[0023]步骤304：结合再生砂混凝土生命周期环境影响清单和环境影响特征化因子，计算再生砂混凝土生命周期范围内对环境造成的影响；
[0024]步骤4：生命周期影响解释
[0025]结合研究目的，对再生砂混凝土生命周期环境影响计算结果进行解释，分析不同强度等级和不同再生砂替代率的再生混凝土对环境造成的影响，为再生砂推广应用提供依据。
[0026]优选地，混凝土结构服役期内碳吸收量C
ca
计算公式为：
[0027]C
ca
＝dACRγM
r
[0028][0029]式中：d为碳化深度；β
RFA
为再生细骨料替代率影响系数，当再生粗骨料替代率为100％，再生细骨料替代率为0时，β
RFA
＝1，再生细骨料替代率为100％时，β
RFA
＝1.5，中间替代率按线性进行插值；RH为环境相对湿度；W/C为水灰比；m
c
为水泥质量；n0为CO2浓度；t为碳化时间；A为混凝土结构暴露面积；C为水泥含量；R为水泥中CaO含量；γ为碳化率；M
r
为CO2与CaO的摩尔比，取值为0.786。
[0030]优选地，步骤1中研究目的为：计算功能单位为1m3，强度等级C20～C60，再生砂取代率0～100％时的再生砂混凝土生命周期环境影响。
[0031]优选地，再生骨料和水泥生产过程环境影响清单、原材料运输过程环境影响清单、再生砂混凝土生产过程环境影响清单、再生砂混凝土运输阶段环境影响清单、混凝土结构建造阶段环境影响清单、拆除阶段环境影响清单和再生砂混凝土生命周期环境影响清单包括能源消耗情况、资源消耗情况和大气污染程度。能源消耗包括原煤、原油和天然气的消耗；大气污染包括CO2、SO2、No
x
、CO、CH4和颗粒物的排放；资源消耗指的是石灰石、粘土、石膏和水的消耗以及土地占用情况。
[0032]优选地，步骤202中原材料生产情况具体为再生骨料和水泥生产工艺、生产设备配置及功率。
[0033]优选地，步骤203原材料运输距离具体为废弃混凝土、再生骨料、水泥、机制砂石运输距离。
[0034]优选地，步骤204混凝土制备情况具体为混凝土搅拌站生产情况。
[0035]优选地，步骤205混凝土运输距离具体为混凝土搅拌站到施工现场的距离。
[0036]优选地，步骤206混凝土结构建造阶段能耗包括浇筑、振捣和养护过程中的电能消耗。
[0037]优选地，与再生砂混凝土生命周期评价相关的环境类型，具体包括：不可再生资源
消耗、温室效应、酸化效应、光化学烟雾和人体健康损害。
[0038]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，考虑了碳化性能，分析了再生砂混凝土生命周期各阶段的能源、资源消耗情况和大气污染程度，采用当量模型计算了再生砂混凝土生命周期范围内对环境的影响，为再生砂混凝土推广应用提供决策支撑。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0040]图1为本专利技术提供的考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法流程图。
[0041]图2为本专利技术的实施例步骤1中再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，其特征在于，包括：步骤1：确定研究目的与范围研究目的与范围包括功能单位、系统边界、研究假设；步骤2：生命周期清单分析步骤201：根据系统边界确定研究阶段再生砂混凝土生命周期，包括原材料生产和运输阶段、混凝土制备和运输阶段，混凝土结构建造、服役以及拆除废弃阶段；步骤202：根据原材料生产情况，建立再生骨料和水泥生产过程环境影响清单；步骤203：根据原材料运输距离，建立原材料运输过程环境影响清单；步骤204：根据混凝土制备情况，建立再生砂混凝土生产过程环境影响清单；步骤205：根据混凝土运输距离确定再生砂混凝土运输阶段环境影响清单；步骤206：根据混凝土结构建造阶段能耗建立混凝土结构建造阶段环境影响清单；步骤207：计算混凝土结构服役期内碳吸收量；步骤208：根据混凝土拆除阶段的能耗建立拆除阶段环境影响清单；步骤209：综合再生骨料和水泥生产过程环境影响清单、原材料运输过程环境影响清单、再生砂混凝土生产过程环境影响清单、再生砂混凝土运输阶段环境影响清单、混凝土结构建造阶段环境影响清单、混凝土结构服役期内碳吸收量和拆除阶段环境影响清单，建立再生砂混凝土生命周期环境影响清单；步骤3：生命周期环境影响分析步骤301：确定与再生砂混凝土生命周期评价相关的环境类型；步骤302：选择当量模型作为环境影响评价模型；步骤303：基于再生砂混凝土生命周期评价相关的环境类型确定当量模型环境影响特征化因子；步骤304：结合再生砂混凝土生命周期环境影响清单和环境影响特征化因子，计算再生砂混凝土生命周期范围内对环境造成的影响；步骤4：生命周期影响解释。2.根据权利要求1所述的考虑碳化性能的再生砂混凝土生命周期环境影响评价方法，其特征在于，混凝土结构服役期内碳吸收量C
ca
计算公式为：C
ca
＝dACRγM
r
式中：d为碳化深度；β
RFA
为再生细骨料替代率影响系数，当再生粗骨料替代率为100％，再生细骨料替代率为0时，β
RFA
＝1，再生细骨料替代率为100％时，β
RFA
＝1.5，中间替代...

【专利技术属性】
技术研发人员：李化建，石贺男，黄法礼，易忠来，王振，温家馨，董昊良，杨志强，赵楷林，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：