联系我们

更多

上饶市恒大建材科技有限公司 

联系人:孙水荣 吴晨

电   话: 15979331771 18827933688

地   址:江西省上饶市经济技术开发区创业东路27号 

新闻中心

当前位置是:网站首页 >> 新闻中心
全球视角下的水泥混凝土材料应用现状

备受关注的国内一部关于材料历史及未来的科普作品《材料简史及材料未来:材料减量化新趋势》(Making the Modern World:Materials and Dematerialization)一书,近期由电子工业出版社出版发行。该书作者瓦茨拉夫·斯米尔(VACLAVSMIL)为从事能源、环境等方面研究的学者,其《收割生物圈》、《美国制造》等作品影响深远。比尔·盖茨曾撰写读书笔记对该书进行专门推荐。该书考察了整个人类历史进程中出现的各种重要材料提取、生产及主要应用的历史变迁,探讨了现代经济的成本依赖现象及其去材料化的内在潜质。其跨学科主题为具有资源经济学、环境学、能量分析、矿物地质学、产业组织学、制造业及材料科学等研究背景的读者提供了颇为实用的观点。以下是该书中关于建材行业的部分。

重要的事·建筑材料  

在回顾21世纪早期世界建筑材料的生产与使用前,我指出现在仍有数亿人口居住在使用当地黏土建成的住宅中——贝格认为这会占到世界总人口的30%以上;这些材料没有经过复杂的处理,也不需要任何现代能源的投入。虽然土坯房只需要使用几种简单的工具,但建造起来相当费力。  

大宗建筑材料(杂料)占到了每年矿物开采量的大部分,其分类依据的不是各自的化学成分,而是基本的物理特性——粒径。建筑杂料一般包括沙、砾石和碎石。沙和砾石的产量与建筑业的盛衰息息相关,遭遇不景气时会急速收缩:在美国,它们的产量从2007年的12.5亿吨猛然降至2010年的仅7.6亿吨,短短三年间下滑了40%。  

制砖是世界上古老的行业之一,中国的大规模建设已将其产量提升到了新的度:2010年,砖在中国的产量至少达到9000亿块,接近全球的60%。按照每块砖平均重2.8千克的保守估计,砖在2010年的全球总量将达45亿吨,而水泥只有33亿吨。从量上看,沙、天然砾石或碎石构成了混凝土的主要原材料,占比接近60%。使用不同的杂料能生产出各种特定的混凝土。  

水泥的终用途因而异:在美国,大约75%的水泥被用来制作预拌混凝土,近15%用来生产混凝土砌块和预制混凝土;而德国在这两方面的比例是约55和30。水泥几乎完全依赖建筑来消化,因此其消费量会随着经济的繁荣和衰退上下波动。在美国,大萧条时期,水泥的消耗量被缩减到了1933年的不足1100万吨,到1942年又反弹至3100万吨,而这一年正是战时工厂建设的峰期。  

自1986年以来,全球水泥产量一直是中国独占鳌头:20世纪80年代,其水泥产量增长了20%;20世纪90年代增长了一倍多;21世纪前十年增长超过两倍,接近18.8亿吨;2010年,它已占到全球产量的55%左右。2010年,印度的水泥产量为2.4亿吨,比美国的3倍还多,而巴西位居第四。  

水泥工业曾经是颗粒物排放的重要来源,但利用现代织物过滤器,99.6%的颗粒物被拦截后再次回到了煅烧窑中。这样一来,二氧化碳排放就成为了该行业严重的环境影响因素。每立方米标准混凝土的二氧化碳排放量为480千克左右,即每吨混凝土排放200千克的二氧化碳。  

全球水泥行业二氧化碳排放数据显示,在化石燃料的碳排放中,水泥的占比从1950年的1%不断上涨,1975年升至2%,2010年达到近5%。2011年,中国生产水泥所排放的二氧化碳仅比日本总排放量低12%左右。幸运的是,提水泥行业能源效率、减少二氧化碳排放已得到了人们的重视。  

实惠的混凝土在现代文明中无处不在,但这并不意味着它不会产生长期成本。无论是从全球年产量还是建筑总质量上来说,混凝土已成为重要的人造材料。虽然这种材料为我们提供了居所并促进了交通、能源和工业的发展,但它的大量积累也带来了相当的风险和巨大的负担。  

水泥的脆弱性和过早退化会产生许多问题,如会导致外观损坏及其强度的降低,有时甚至会发生灾难;而防止这些问题需要进行昂贵的定期维护,而且它们在后的拆除成本也非常。  

中国在目前拥有多的混凝土新建筑,这种挑战将会变得十分严峻。在过去一代人中,中国使用了数百亿吨的混凝土来修建楼、道路、桥梁、大坝、港口及其他建筑物,再加上这些混凝土的质量差、自然生态环境遭到破坏、工业污染严重,必然会导致这些混凝土过早老化。这些不断变腐的混凝土缺少及时的保养和维护,将来的更换成本会达到数万亿美元。中国在21世纪前十年共消耗水泥近100亿吨,因而2030年后用来改造和更换这些建筑的投入将会达到数十万亿美元。  

后再介绍两种独特的混凝土全球视角:一种是区域比较,另一种是体积比较。埃尔维奇等将卫星图像中的夜间亮灯与世界人口进行了对此,从而估算出世界上不透光的面积(楼、路面)大约为58万平方:这个数值比地球无冰面小0.5%,相当于肯尼亚的国土面积。按人均计算,北半球的收入拥有大的不透光面积,而在低收入人均还不到100平方,甚至低于50平方。当然,并非所有的不透光区域都是混凝土,但这种材料所占份额大,并有充分理由相信它们是陆地建筑。  

若将世界贫民窟数亿所住宅的土地面更换为混凝土地板,寄生虫病害将会减少近80%;而铺设街道还能提升土地价值和入学率,同时也有利于整个经济活动的繁荣,提信贷能力。根据标准分类,岩石可被划分为火成岩、沉积岩和变质岩;但随着混凝土的不断增加,JR.安德伍德在20世纪70年代初提出应该把混凝土、砖、瓦和玻璃另外归为一类——人造岩;三十年后他在著作中公布了这种想法,而混凝土在随后十多年内的大幅增加也印证了他的这一提议。  

与此同时,我们应该以正确的眼光看待如此海量的人造石。2010年,人类使用的这些材料接近400亿吨,体积至少可达17立方。我们可以这样比较:日本的富士山世界闻名,若将其看成一个半径约13、约2800米的圆锥体,计算出的体积就是400立方;因此,我们大约每20年所使用的人造石就相当于一座富士山。人类的这种成绩既令人震撼,又似乎不值一提:世界上大的火山——冒纳罗亚火山大约是7.5万立方,相比之下还要大两个数量级。  

Copyright上饶市恒大建材科技有限公司 技术支持:江西华邦LOGO黑.png 联系人:孙水荣 15979331771,吴 晨18827933688

 地址:江西省上饶市经济技术开发区创业东路27号