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低碳混凝土混合物

俄勒冈州设计建造公司尝试降低了降低体现碳的混合物

使用低碳混凝土用爆炸炉槽制成是减少建筑物的碳足迹的一种方法。基础和茎墙可以使用多达一半的波特兰水泥代替炉渣的混合物。图片来源:Birdsmouth设计建造。

对于俄勒冈州大马士革的房屋,Birdsmouth设计建造选择a无混凝土板,该公司过去使用过的创新细节减少具体的碳。然后,该公司通过为建筑物的那些使用混凝土的部分订购炉渣混凝土而进一步迈出了一步。

2300平方英尺。房屋和800平方英尺。车库每个都有一个板块的基础。在房子里,砾石,绝缘层和胶合板层代替了传统的混凝土板。在车库中,这种替代是不可能的,但是将炉渣混凝土换成标准混凝土将大大减少混凝土的碳含量。炉渣混凝土还进入基础,茎墙和室外平坦工作。

混凝土是主要的温室气体贡献者,这主要是由于与波特兰水泥相关的高碳排放量,这是将粗糙和细骨料固定在一起的粘合剂。估计有8%的全球温室气体排放可以追溯到混凝土。在炉渣混合物中,可以用炉渣取代50%的波特兰水泥,这是铁爆炸炉中产生的颗粒状工业副产品(甚至可以更高量的炉渣)。这是几个补充胶结材料,或SCM,可用于设计师和现成的植物。

Birdsmouth项目经理Jessica Canales表示,该公司一直在寻找减少其建造房屋的碳足迹的方法。无混凝土板,Birdsmouth创始人Josh Salinger的详细信息这篇精美的家庭建筑文章,是一个很大的帮助。但是无法完全消除混凝土,对于必须由混凝土切换到炉渣混合物制成的组件是正确方向上的又一步。当该公司发现其当地现成的植物Wilsonville Concrete可以提供炉渣水泥时,他们决定尝试一下。

伯德茅斯(Birdsmouth)的努力与俄勒冈州环境质量部的兴趣相吻合,以降低公共工程项目的碳影响力并传播有关住宅工作潜力的信息。该部门进行了一些实例探究这比较了波特兰市的几个项目的炉渣混凝土的性能和可行性与常规混合物。该部门的兴趣洒到了住宅舞台上,以及大马士革正在建造的鸟茅屋。关于该项目的案例研究即将到来。

批处理植物卖出很多炉渣混凝土

威尔逊维尔混凝土(Concrete)的销售经理弗兰克·金(Frank King)表示,该公司已经提供了凹槽混凝土大约八年,而威尔逊维尔(Wilsonville)卖出的现成混合物中,多达90%的现成混合物至少有一些水泥水泥。

他在电话中说:“我的目标是将几乎所有的负载带有其中的一部分水泥。”为什么?“环境,第一。第二,非常适合混凝土。有点像汉堡帮手。它只是使混凝土变得更好。”

水泥中添加了多少矿渣取决于如何使用混凝土。FlatWork和板通常获得20%的炉渣混合物,大多数安装程序无法分辨出它与100%波特兰水泥混合物之间的差异。对于基础和基础,不必立即剥离表格并且完成要求较少,金通常建议炉渣混合50%。

炉渣混凝土需要更长的时间才能设置,因此整理可以较慢。在大量的商业工作(例如仓库地板)上,整理人员通常可能会等几个小时,然后用抹子来应对表面。有了矿渣混合物,他们可能必须等待八到10个小时才能处理抹子,然后再添加时间为利润率。(但是,大多数住宅工作都不是电力的,因此无需等待时间。)

金说,炉渣混凝土的实力也较慢。在28天,标准的实力测试基准,矿渣混凝土滞后于常规的波特兰水泥混合物,但到56-90天,炉渣混凝土的强度实际上超过了传统混合物的强度。

金说,使用炉渣水泥代替波特兰水泥通常不会影响现成混合物的成本。但是,当炉渣含量达到50%至60%时,批处理工厂可能会建议添加加速器,而这些额外的混合物可能会提高成本。

研究是找到合适的供应商和混合的关键

在她的研究开始时,Canales认为为大马士革项目找到矿渣混合物并不是一件挑战。

她在电话中说:“我觉得我应该能够上网找到带有炉渣的混合设计,以给我们的任何供应商提供。”“但是我了解到的是,它并不像遵循食谱那样简单。成分的质量在您获得的产品中起着重要作用。”

用炉渣水泥制成的混凝土需要更长的时间来治愈,尤其是在寒冷的天气下。但是20%或30%炉渣的混合应与常规的波特兰水泥混合物的行为相同。图片来源:Birdsmouth设计建造。

在威尔逊维尔的国王的建议下,大马士革房屋使用的混凝土混合物是针对特定地点量身定制的。Canales说,混合物所包含的炉渣越多,完成顺利完成的炉渣越难。混凝土设置更快,因此安装程序必须快速工作,但是混凝土还需要更长的时间来治愈,抹子和其他装饰工具倾向于拖动更高的炉渣含量。

基础和茎墙(房屋完成后将看不到,这是不可见的),可以使用50%的空气炉渣混合物。车库地板板以及作为摊铺机基地的扁平木材的炉渣混合物,使得表面稍好一些。

温度也有影响。大马士革的混凝土在2月和3月倒入,温度高于冰点,但仍然冷。混凝土与炉渣水泥混合的混凝土即使在温暖的日子也趋于较慢,低温也进一步减慢了过程。结果,表格不能尽快剥离。

运河估计,使用矿渣混凝土的劳动力和材料之间的成本增加了约5%。

她说:“这绝对是具有挑战性的。”“当我们涌入夏季时,这将是一个项目的选择。这是理想的。可能不建议在冬季倒入较高的炉渣含量。”

鸟茅斯将来使用炉渣混凝土的可能性仍然是一个悬而未决的问题。Canales说,一旦经历了这一过程,该公司至少可以更好地传达他们遇到的挑战,这些挑战可能不愿意与太多未知数的工作竞标。

Canales说,另一个因素是矿渣混凝土作为完成地板的方式。尽管车库地板平板是光滑的,但它并没有像内部混凝土板那样磨碎和抛光。该公司尚未准备好批发采用炉渣混合物,但似乎可以在将来使用混合物。

新案例研究的项目重点

Jordan Palmeri, scientist and senior policy analyst for the state’s Department of Environmental Quality Built Environment Program, is at work on a case study about the Damascus project, part of an effort to spread the word about low-carbon concrete mixes and their potential to reduce embodied carbon in both public works projects and residential building.

案例研究准备就绪时,它将发布这里

有关在人行道上使用炉渣水泥的使用的案例研究已经发布,当最终强度测试结果可获得时,Palmeri将结束该报告。波特兰公共工程试验测试了高达50%的炉渣,将其性能与100%的波特兰水泥混合物进行了比较。结果令人鼓舞。例如,一项人行道测试的报告部分说:

总体而言,低-碳混合符合该市的具体性能规格,受到混凝土装饰者是成本-中性或便宜,并且在帖子中表现良好-项目视觉检查-同时将平均人行道坡道的碳足迹降低23-34%。100%水泥之间的主要区别D较低-碳混合是[强度的时间]增益,尽管所有混合物在第14天都达到了3000 psi的指定抗压强度-好吧28-日期规格。”

混凝土的新要求波特兰城市项目的使用始于2023年初。

Palmeri说,在住宅工作中,使用炉渣水泥的使用并不像在更大的工作中那样典型,因为大多数住宅建筑商都使用较小的混凝土生产商,而较小的现成混合公司不太可能拥有第二个筒仓来存储炉渣水泥。即便如此,西北太平洋地区也很容易获得炉渣水泥,有时比波特兰水泥低。

他在电话采访中说:“从制片人的角度来看,他们将提供您要求的任何混音。”“他们有很长时间的低碳混合物。他们只需要要求他们即可。”

不熟悉炉渣水泥的混凝土终结者可能需要第一次进行一些教练,这在炉渣混合物的表现如何,尤其是在寒冷的天气较慢的情况下。混合物中使用加速器,以及作为流量延迟的流量延迟,可以使炉渣水泥不完美。

他谈到大马士革项目时说:“在这个案例研究中,我不会夸大障碍。”“从字面上看,这是这些人第一次使用低碳混合物。”

帕尔梅里(Palmeri)说,炉渣水泥在降低建筑物的碳影响方面具有很大的潜力 - 尤其是在基础中使用时。

他谈到该申请时说:“风险很小。”“您不需要高的早期力量,也没有特殊的完成要求。基金会应该是首选,然后您应该在固定器习惯时将SCM内容填充。当天气真的很寒冷时,与此类混音一起使用的挑战将被放大。就像寒冷的天气一般会影响混凝土一样。”

最终,巴勒米人希望看到低碳混凝土混合物成为住宅项目的默认,并内置为国家工作指南。鉴于矿渣的长距离起源和粉煤灰的逐渐下降,他还希望看到对其他SCM的更广泛的接受,例如地面玻璃Pozzolan。

在哪里可以找到炉渣混凝土

该行业的贸易小组说,矿渣水泥协会(SCA)说,炉渣水泥在“美国各地区和州”,并保持可搜索的数据库在其网站上,以帮助建筑商找到供应商。

该协会执行董事德鲁·伯恩斯(Drew Burns)在电话中说,在通常不使用它的某些农村地区,矿渣水泥可能更难。他说,在全国范围内,过去五年中的增长一直很活跃,在过去三年中,货运的同比增长两位数。但是,其中大部分已用于大型基础设施项目,在这些项目中,耐用性和环境可持续性一直引起人们的关注。

他说,随着铁和钢厂的数量下降,国内矿渣的供应已下降,但是产生了进口材料的后勤管道。美国的用品可以来自亚洲或欧洲以及家用钢铁厂。

尽管伯恩斯没有关于美国炉渣供应有多少用于住宅工作的统计数据,但毫无疑问,这是一个年轻的市场。

他说:“这是一种新材料,从历史上看,我们的行业一直使用普通的波特兰水泥作为主要成分。”“当您切换到新材料时,会有警告或固化和整理实践的差异,与从事基础设施项目或高速公路项目的较大合同相比,许多住宅承包商不一定与之相比。”

国家现成混合混凝土协会(NRMCA)执行副总裁兼工程部主管Colin Lobo说,另一个原因可能是成本。过去,粉煤灰比波特兰水泥便宜,而炉渣的成本大致相同。这给了低碳边缘粉煤灰混合物,而不是炉渣混合物。但是,随着粉煤灰的可用性随燃煤电厂的数量而下降,这种情况可能正在改变。

伯恩斯说,SCA和NRMCA都有资源,以帮助承包商和现成的植物运营商了解有关炉渣水泥的更多信息,并在他们决定开始使用它的情况下右脚下车。

帕尔梅里说,建筑法规和公共政策的变化还可以帮助使炉渣和其他SCM更具吸引力,如果不需要的话,包括对环境产品声明(EPDS)的更依赖选择最合适的建筑材料

“气候变化有紧迫性。。。帕尔默说。“我们正在努力制定需要这一点的政策。We have procurement policies in the city of Portland that say we’re only going to buy products with EPDs and that the carbon footprint of those products needs to be X. We just developed those at the state level for [Department of Transportation] purchases of concrete, asphalt and steel. We’re hoping that policies for public procurement of materials with EPDs and setting carbon limits makes its way into the private market as well.”

对于住宅混凝土饰面者和建筑商而言,这可能只是了解有关炉渣水泥的好处的一种情况,然后获得有关使用它的正确建议。帕尔默(Palmeri)回忆起他与一位进步的建筑商进行的一次对话,他“一直在想下一件事”。

帕尔默里说:“一旦我们谈到了这项具体的工作,他问我,‘为什么这不仅是项目的默认值?'”“‘为什么他们已经拥有的东西时,我们必须订购这个特别的东西?我认为这是最棒的问题。”


斯科特·吉布森(Scott Gibson)是GBA和精美的房屋建筑杂志。

13条评论

  1. 弊病||#1

    国家交通部门在混凝土道路和桥梁中拥有数十年来粉煤灰和炉渣的经验。罗马工程师在混凝土中使用火山灰在古代方面具有很大的优势。Google搜索将产生大量研究,主要是积极的。

    1. Nickdefabrizio||#2

      有趣的。我总是惊讶于罗马混凝土和水泥的不同混合物的高质量。当然,意大利南部的大部分地区都没有持续的冻结周期。但是,仍然站在拥有2000年历史的混凝土圆顶的万神殿之类的建筑物中,真是太神奇了...............................................

  2. Nickdefabrizio||#3

    这很棒。至关重要的是,我们必须开始减少混凝土生产和使用的碳足迹。
    虽然炉渣的使用非常适合道路和基础设施,但我会谨慎两点。首先,没有理由为什么在许多情况下,住宅建筑不能100%无混凝土。东海岸的成千上万座房屋是建立在未经基础上的经过处理的木桩上建造的(轴承能力是由桩含量尤其在15,000磅或更多的地方抗摩擦的抗摩擦力)。这些房屋已经持续了数十年,包括大风暴/潮汐潮。尽管其中许多房屋都倒入停车车的平板,但这并不是必需的碎屑。因此,首先,我们应该考虑如何减少住宅建筑中混凝土和水泥产品的使用。
    其次,科学家必须对炉渣混凝土进行非常仔细的测试,以确保在短期和长期,对人类有害或环境有害的化学物质或重金属在制造过程中不会浸出(甚至是瓦斯),然后一旦安装。我认为像粉煤灰这样的炉渣可以包含一些讨厌的东西,因此重要的是制造过程是环保的,一旦混凝土固化,这些材料会留下来,并且不会最终造成环境或居民的问题。

    1. 弊病||#4

      并非所有炉渣都是平等的。好点子。

    2. charlie_sullivan||#5

      我对无混凝土车库地板的选择感兴趣。灰尘上的砾石是一种选择,但我想知道地面上的水分进入建筑物。您可以在砾石下添加蒸气屏障层,但是我想知道湿汽车停车场的滴水是否会在其顶部收集。我认为可能有一个简单的解决方案可以很好地工作,但我不确定它是什么。代码要求它是不可固定的规则,包括许多选择,包括许多用于车库地板上过层的商业产品。

      有一种旧的车道风格,是混凝土跑步者,它们之间有草。我看到它正在复兴,以减少雨水径流。但是我看不到将其应用于车库地板的方法,要求地板不可固定。也许解决方案是汽车端口而不是车库?

      1. 弊病||#6

        土壤水泥?
        显然已经完成了。您仍然需要一些波特兰水泥和正确的土壤,但似乎可以起作用。
        论坛上有人熟悉此应用程序吗?

        1. 专家成员
          马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#7

          我可能错了,但是土壤水泥似乎所做的只是替代通常在混凝土中使用的骨料。您将水泥与典型的沙子和较大的骨料混合在一起,可以包含粘土和现场发现的其他成分,然后依靠压实来提高强度。如果您想要与常规混凝土相同的PSI,则需要比典型混凝土更高的水泥比,而不是更少。

          这感觉很像墙壁上使用的地球结构。从碳还原的角度来看,您可以在现场找到的进口总计取代。在深度很浅的车库中使用,并且体验了P0INT负载,似乎不会很好地保持。

          1. 弊病||#9

            典型的混合物使用大约一半的水泥,但不像混凝土那样强。
            这绝不是打胶的过程,但可以产生一半的水泥的便宜板。
            除了最好的工作之外,所有人都可能存在脆弱性和破解的问题。
            我个人只熟悉大型基础架构应用程序。对我来说,问题是它是否可以适用于车道,露台和车库地板等辅助住宅应用程序。

      2. Brendanalbano||#8

        带有砾石而不是车库的车棚无疑是简单的解决方案。

        我想知道您是否可以说服您当地的建筑部门,即使在技术上是可燃的,大规模木材解决方案也是安全的。这可能需要一个非常宽松的管辖权或住宅项目不可行的测试。这让我想到了芝加哥的木巷:https://en.wikipedia.org/wiki/wooden_alley由于各种原因,这可能是不合理的,也不值得付出的努力,但从理论上讲是可能的

        我长大的房子在山上从街上倾斜。我们的车棚有一个木地板。这将不符合当今不可抗性材料的代码,但这似乎相对合理。我还是个孩子,所以我可能还没有完全意识到任何维护烦恼。

        1. charlie_sullivan||#10

          是的,带有砾石地板的车棚可能是一个好的计划。车道旁边有一棵巨大的橡树,因此挑战之一是使松鼠藏在车辆中。它可能有电线网墙以防止啮齿动物,但挑战是防止它看起来像动物园笼子。

          另一方面,对于电动汽车而言,一个封闭的隔热车库意味着在冬季花费的精力减少了电池的温暖,所以也许可以弥补板的碳排放?

          我也想知道用镀锌钢板覆盖木地板。金属需要有多厚,以满足不可燃烧的代码要求?我认为要求没有明确定义。或者也许是镀锌钢板作为硬包装碎石或撞泥土的坚固且不可燃烧的蒸气屏障,在组装中没有任何燃烧。您可以使用很多钢,并且仍然比4英寸混凝土板的二氧化碳撞击更少 - 我计算0.6英寸厚的钢将其相等,因此1/8英寸钢将具有1/5的混凝土碳撞击,或1/16“钢1/10撞击。

          1. 专家成员
            马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#11

            查理,

            卡尔·塞维尔(Carl Seville)在他的住所里做了一个非常漂亮的车棚,墙壁上内置了储藏室。

          2. charlie_sullivan||#12

            感谢马尔科姆。我认为这是我见过的最漂亮的车棚。一个很好的灵感。

          3. 专家成员
            马尔科姆·泰勒(Malcolm Taylor)||#13

            查理,

            它足够好,可以使室外覆盖的居住空间加倍 - 这是一个好主意。

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