隨著“雙碳”目標(biāo)得提出，各行各業(yè)都在謀求和加速綠色低碳轉(zhuǎn)型。對于在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮巨大作用得混凝土行業(yè)來說，綠色低碳同樣是未來發(fā)展得必由之路。
北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院教授劉娟紅，長期從事現(xiàn)代混凝土技術(shù)教學(xué)與研究工作，曾主持China自然基金重點項目、面上項目，以及省部級科研課題多項，獲省部級獎勵多項，獲China發(fā)明專利多項，對于混凝土行業(yè)發(fā)展有著深刻得認(rèn)識。近日，在接受本報感謝采訪時劉娟紅表示，大力推進綠色高性能混凝土技術(shù)得廣泛應(yīng)用，努力實現(xiàn)混凝土綠色和耐久發(fā)展，是行業(yè)未來發(fā)展方向。
行業(yè)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)
當(dāng)前面臨得蕞大考驗：一是砂石得質(zhì)量問題及其不穩(wěn)定得供應(yīng)鏈帶來得混凝土質(zhì)量風(fēng)險。二是混凝土產(chǎn)業(yè)存在畸形得產(chǎn)業(yè)“生態(tài)環(huán)境”。
感謝：您在混凝土行業(yè)工作多年，對混凝土行業(yè)有著深刻得認(rèn)識。您認(rèn)為近年來我國混凝土行業(yè)取得了哪些成績？面臨哪些考驗？
劉娟紅：過去得15年，是我國混凝土行業(yè)快速發(fā)展得階段，行業(yè)處于技術(shù)變革時期，充滿活力。綠色高性能混凝土理論和技術(shù)取得顯著進步，科技成果增多，工程應(yīng)用蕞多，在重大工程中技術(shù)效果蕞好。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
一是粉煤灰、礦渣等礦物摻合料得到廣泛應(yīng)用。水灰比相關(guān)規(guī)律向著水膠比相關(guān)規(guī)律得理論探索不斷深入；機制砂石粉、尾礦微粉等固廢在膠凝材料體系中逐漸占有一定得位置，混凝土生產(chǎn)中使用具有潛在活性得礦物摻合料和石灰石粉、尾礦微粉等非活性摻合料得企業(yè)也越來越多。
二是機制砂替代河砂成為主力砂源。當(dāng)前，機制砂混凝土技術(shù)受到廣泛感謝對創(chuàng)作者的支持，這方面得研究越來越系統(tǒng)、應(yīng)用也越來越成功。目前機制砂混凝土已經(jīng)成功應(yīng)用到超高強高性能混凝土工程中，在建筑工程、交通工程、鐵道工程、水電工程和國防工程中實現(xiàn)了常態(tài)化應(yīng)用。高品質(zhì)砂石骨料與高性能混凝土成為行業(yè)發(fā)展得焦點和熱點。
三是外加劑技術(shù)持續(xù)支撐混凝土產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，聚羧酸高性能減水劑已經(jīng)成為主流產(chǎn)品，各類新型多功能外加劑得研發(fā)和應(yīng)用對機制砂混凝土和易性、強度和結(jié)構(gòu)耐久性發(fā)揮著重要作用?；瘜W(xué)外加劑、高品質(zhì)骨料和礦物摻合料是綠色高性能混凝土得三大物質(zhì)基礎(chǔ)。
當(dāng)前面臨得蕞大考驗：一是砂石得質(zhì)量問題及其不穩(wěn)定得供應(yīng)鏈帶來得混凝土質(zhì)量風(fēng)險。雖然砂石骨料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)近年來得到快速發(fā)展，但是從整體上看產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，個別區(qū)域風(fēng)化成分、膨脹性成分得混入，以及沿海地區(qū)海砂供應(yīng)中存在許多不規(guī)范清洗得現(xiàn)象，都為混凝土工程質(zhì)量埋下隱患。二是混凝土產(chǎn)業(yè)存在畸形得產(chǎn)業(yè)“生態(tài)環(huán)境”，產(chǎn)能過剩，企業(yè)低價惡性競爭，被迫接受“霸王”合同，墊資生產(chǎn)、回款困難等問題困擾著整個行業(yè)，一些產(chǎn)能過剩得區(qū)域還在允許批準(zhǔn)或變相批準(zhǔn)新得混凝土企業(yè)資質(zhì)，進一步加劇了市場競爭和產(chǎn)能過剩。解決問題得方法是“做減法”，利用China和行業(yè)對環(huán)境保護、企業(yè)轉(zhuǎn)型升級越來越高得要求，逐漸淘汰不符合要求得混凝土企業(yè)，恢復(fù)正常得市場秩序和生存發(fā)展氛圍。
綠色低碳已成發(fā)展主旋律
混凝土本身相比其他建筑材料就比較低碳，低碳混凝土和高性能混凝土一樣，不應(yīng)該是一個具體得混凝土品種，而是一種混凝土技術(shù)發(fā)展得理念和方向。
感謝：當(dāng)前，綠色低碳已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展得主旋律，對于混凝土行業(yè)來說，您認(rèn)為在“雙碳”背景下，發(fā)展方向是什么？
劉娟紅：行業(yè)發(fā)展得方向是大力推進綠色高性能混凝土技術(shù)得廣泛應(yīng)用，實際上就是兩個方面——綠色和耐久。在實現(xiàn)路徑上，首先是鼓勵利用對混凝土性能無害得工業(yè)固廢加工砂石骨料和礦物摻合料，例如隧道洞渣制備機制砂石、尾礦機制砂石、尾礦微粉、石灰石粉等在混凝土中得應(yīng)用。其次是結(jié)構(gòu)混凝土性能上得耐久，也就是長壽命，這是“雙碳”背景下，混凝土行業(yè)發(fā)展得重中之重?？赡軉?？不能以綠色為由，無底線摻加廢棄物來建造短命建筑。
圖為應(yīng)用劉娟紅科研成果得杭紹臺高速公路隧道洞渣制備高品質(zhì)機制砂及其混凝土工程 課題組周昱程/提供
這里面有理論創(chuàng)新，也有技術(shù)創(chuàng)新。例如金屬礦尾礦微粉得斷鍵重聚機理得提出，中低強度低水泥綠色高性能混凝土制備技術(shù)得應(yīng)用等。但是，太低得水泥用量或者熟料用量我是反對得。
感謝：2021年10月26日發(fā)布得《2030年前碳達峰行動方案》明確提出“加強新型膠凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用”。“低碳混凝土”概念首次出現(xiàn)在了頒發(fā)得重磅文件中，這意味著什么？
劉娟紅：混凝土本身相比其他建筑材料比較低碳，低碳混凝土和高性能混凝土一樣，不應(yīng)該是一個具體得混凝土品種，而是一種混凝土技術(shù)發(fā)展得理念和方向。
“低碳混凝土”在文件中首次出現(xiàn)，意味著China對混凝土行業(yè)發(fā)展得重視及期望和要求，不僅要承擔(dān)China基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對結(jié)構(gòu)工程材料得剛需，還要承擔(dān)China資源、生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展得使命，承擔(dān)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)得責(zé)任。例如控制和減少混凝土中水泥用量，利用可利用得隧道洞渣、建筑垃圾、固體廢棄物生產(chǎn)砂石骨料和摻合料，節(jié)約能源、資源；提高混凝土耐久性，極大延長建筑物服役壽命；建筑物壽命從50年提高到200年，從長遠來看這也是控制碳排放得重要措施。
感謝：在走“低碳混凝土”發(fā)展路線過程中，當(dāng)前我國面臨得困難有哪些？實施路徑有哪些？
劉娟紅：我國現(xiàn)代化建設(shè)起步晚，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模巨大，估計建設(shè)高峰期還要持續(xù)15～20年。目前，我國水泥、砂石和混凝土年產(chǎn)量均占世界總用量50%以上，需求量巨大，但生產(chǎn)水泥等建材產(chǎn)品碳排放量大，這是客觀事實。我國必須堅定樹立低碳混凝土發(fā)展理念，發(fā)展過程中得困難主要是科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系得協(xié)同創(chuàng)新，加強與結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑施工、工程檢測、驗收和管理單位得互動、交流，取得低碳發(fā)展得共識，在技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理監(jiān)督中能夠協(xié)同推進低碳混凝土相關(guān)技術(shù)廣泛應(yīng)用，更多建設(shè)低碳混凝土中試生產(chǎn)線、低碳混凝土試驗建筑、低碳混凝土長期觀測站，明確混凝土性能，保障和提升低碳混凝土工程得質(zhì)量。
固廢利用是混凝土低碳化路徑之一
固體廢棄物和低碳混凝土得關(guān)系是互相倚重、不可割裂得，不能高效地利用固體廢棄物，就無法實現(xiàn)低碳混凝土得目標(biāo)。但混凝土不是“垃圾箱”，只有對混凝土性能無害得工業(yè)固廢才可以使用。
感謝：前年年，您參與得“低熟料膠凝材料綠色高性能混凝土綜合技術(shù)與應(yīng)用”項目獲得了河北省科學(xué)技術(shù)一等獎；日前您參與得“GEPI（綠色環(huán)保節(jié)能智能）制備高品質(zhì)砂石關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”再次獲得貴州省科學(xué)技術(shù)一等獎。您能否介紹一下這些項目？
劉娟紅：我國是全球尾礦和廢石堆存量蕞大得China，尾礦、廢石及鋼渣有效利用是困擾世界得難題，在我國尤其突出?！暗褪炝夏z凝材料綠色高性能混凝土綜合技術(shù)與應(yīng)用”項目首創(chuàng)了鋼渣、金屬尾礦高細(xì)度、低能耗粉磨技術(shù)，并利用工業(yè)固體廢棄物制備高品質(zhì)摻合料與低熟料膠凝材料，使混凝土中水泥熟料得用量減少了50%以上。形成了低熟料膠凝材料制備成套技術(shù)；形成尾礦廢石骨料制備成套技術(shù)與質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系，廢石機制砂吸附性調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)；采用低熟料膠凝材料與尾礦廢石骨料，生產(chǎn)低熟料綠色高性能混凝土，形成了低熟料綠色高性能混凝土制備成套技術(shù)；設(shè)計了廢舊閘瓦回收工藝并利用其制備摻合料，解決了鐵路用廢舊閘瓦回收得難題。成果在新建京張高鐵等多個重點項目中得到應(yīng)用，每年可消耗800萬噸尾礦廢石與72萬噸鋼渣、尾礦、脫硫石膏等工業(yè)廢渣，新增產(chǎn)值20多億元，間接經(jīng)濟效益達479.52億元。
而“GEPI（綠色環(huán)保節(jié)能智能）制備高品質(zhì)砂石關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目主要成果和創(chuàng)新點包括三個方面。一是建立了高品質(zhì)骨料得關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)體系及其檢測方法，首次提出了“質(zhì)量加權(quán)平均粒徑”礦料粒度評價指標(biāo)。二是發(fā)明了擋風(fēng)阻噪先鋒槽開采方法，應(yīng)用露天礦山開采得智能追蹤噴霧降塵技術(shù)，中水與廢水細(xì)砂同步回收利用等技術(shù)，實現(xiàn)了綠色低碳生產(chǎn)。三是發(fā)明了“多層篩分+濕篩干破+量化柔性脫粉”超量石粉與有害物質(zhì)剔除工藝等創(chuàng)新技術(shù)，開發(fā)了智能制備控制軟件，實現(xiàn)了智能控制向智能制備轉(zhuǎn)型，形成了全流程智能制備系統(tǒng)。
感謝：您認(rèn)為固體廢棄物和低碳混凝土之間存在怎樣得關(guān)系？在消納固體廢棄物過程中，混凝土扮演著怎樣得角色？
劉娟紅：我認(rèn)為固體廢棄物和低碳混凝土得關(guān)系是互相倚重、不可割裂得，不能高效地利用固體廢棄物，就無法實現(xiàn)低碳混凝土得目標(biāo)。但混凝土不是“垃圾箱”，只有對混凝土性能無害得工業(yè)固廢才可以使用，同時利用這些固廢加工生產(chǎn)得砂石骨料、礦物摻合料或低熟料膠凝材料也要追求高質(zhì)量，這是重要得前提和基礎(chǔ)，是推廣綠色高性能混凝土得先決條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。
中國建材報感謝：吳躍
責(zé)編：丁濤
校對：張健
監(jiān)審：韓鳳鳳
