建筑物整體隱含的CO2排放占比
工業(yè)界、建筑師和工程師現(xiàn)在肩負(fù)的任務(wù)是在項目中選用低碳產(chǎn)品和可持續(xù)發(fā)展的解決方案，應(yīng)從以下幾方面考慮：
《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)是將全球氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在1.5℃以內(nèi)，《格拉斯哥氣候公約》(COP26)旨在到2030年將全球二氧化碳排放量比2010年減少45%，并在本世紀(jì)中葉左右實(shí)現(xiàn)凈零排放。即便如此，到2100年，全球氣溫仍可能會升高2.4℃。
水泥行業(yè)是全球第二大的二氧化碳排放源，占碳排放量總量的8%，因此是實(shí)現(xiàn)COP26氣候目標(biāo)的重點(diǎn)之一。認(rèn)識到這一點(diǎn)，加拿大、德國、印度、阿聯(lián)酋和英國已承諾到 2050年在使用混凝土和鋼材的“重大公共建筑”方面實(shí)現(xiàn)凈零排放。根據(jù)這些目標(biāo)，全球水泥和混凝土協(xié)會(GCCA)旗下40家混凝土和水泥制造商已經(jīng)承諾到2030年將二氧化碳排放量減少一半，到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。
建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)部分碳含量占比最大，約為66%，因此混凝土是急需解決的問題。由于水和骨料的碳足跡可以忽略不計，混凝土的碳足跡幾乎完全由水泥決定(0.93kg CO2/kg),即水泥是建筑環(huán)境中碳的最大來源。此外，水泥生產(chǎn)還會排放大量的氮氧化物(NOX)和硫氧化物(SOX)，導(dǎo)致酸雨、公共衛(wèi)生惡化和全球氣候變化。
到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放是一個多方面的挑戰(zhàn)
PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)是一種可持續(xù)發(fā)展的結(jié)晶型外加劑，能夠降低混凝土的滲透性，防止由化學(xué)侵蝕、腐蝕和凍融循環(huán)導(dǎo)致的混凝土劣化，為混凝土提供全面的保護(hù)，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)在混凝土配料過程中添加，不受氣候條件影響，有助于減少混凝土和建筑項目的總體碳足跡。
混凝土為多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有微裂縫、孔洞和毛細(xì)孔道，寬度通常介于0.1-0.5mm。
水和水溶性化學(xué)物質(zhì)通過這些通道滲入混凝土內(nèi)部。
PENETRON ADMIX 混入混凝土，產(chǎn)品中的活性化學(xué)物質(zhì)催化水泥水化產(chǎn)物與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的結(jié)晶體。
即使在高水壓力下，結(jié)晶體也可密封混凝土中的孔隙和微裂縫，阻止水的滲透。
水分無法穿過晶體結(jié)構(gòu)，從而使混凝土整體防水。
PENETRON ADMIX 為混凝土提供自修復(fù)功能，結(jié)構(gòu)在整個壽命周期內(nèi)產(chǎn)生新的裂縫，一旦有水滲入，就能重新激活自愈合修復(fù)功能。
PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)可100%的降低滲透性，從而維持混凝土內(nèi)的堿性環(huán)境，保護(hù)鋼筋表面的鈍化膜，防止腐蝕。
由于水是造成混凝土劣化的主要原因，而PENETRON 提供的長久防水保護(hù)使混凝土結(jié)構(gòu)在整個使用壽命期間基本上不需要進(jìn)行維護(hù)，也不用考慮隨之而來的碳足跡。
同樣，PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)使混凝土在整個使用壽命期間具有0.5mm裂縫自修復(fù)功能，從而防止水分的滲入和腐蝕，基本上避免了混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)需求。
裂縫滲漏
自修復(fù)后
從上表可知，設(shè)計使用年限為50年或100年的混凝土經(jīng)PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)處理后，在氯化物或碳化腐蝕環(huán)境下,都不需要或只需要很少的維護(hù)，并且可以減少混凝土保護(hù)層厚度。
因此，與普通混凝土相比，維修次數(shù)減少，建筑物的碳足跡至少降低40%(5次減為3次)，最高可降低300% (3次減為0次)。
可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化自然資源和能源的使用，以盡量減少二氧化碳排放量。傳統(tǒng)混凝土是世界上第二大消耗品，由耐用的天然原材料組成，但當(dāng)暴露于惡劣環(huán)境中時也會失效，導(dǎo)致頻繁維修或更換。這增加了原材料和能源的加工和消耗，建筑廢棄物的處理，從而增加了二氧化碳的排放。
建筑物的隱含碳足跡是以下各項的總和：
通過使用具有自修復(fù)功能的耐久混凝土，結(jié)構(gòu)的使用壽命 (定義為腐蝕概率保持在10%以下的年限) 可以延長60年甚至更長。在預(yù)期使用年限到期時，該建筑可以保持原狀繼續(xù)使用或只需外觀改造和機(jī)電升級，重新得到與原設(shè)計以相似的使用壽命。因此，(A) (B) (C) 和 (D) 要么大幅減少，要么完全取消，當(dāng)碳足跡相同的情況下，結(jié)構(gòu)的使用壽命延長一倍。
隨著全球水泥和混凝土行業(yè)承諾到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放，而水泥是碳排放的主要來源，目前的發(fā)展方向是采用粉煤灰、高爐礦渣、硅灰、火山灰等輔助膠凝材料來降低水泥的用量。這些輔助膠凝材料是煤炭和鋼鐵行業(yè)的副產(chǎn)品，不會增加建筑項目的碳足跡，并且其附加價值超出了它們的膠結(jié)能力，越來越受到業(yè)界歡迎，供不應(yīng)求。
PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)與輔助膠凝材料完全兼容，適用于普通混凝土(OPC)和添加輔助膠凝材料的混凝土(SCM/OPC)，從而大大減少結(jié)構(gòu)中的隱含碳含量。
PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑 (PNC803) 可以將配制的低等級混凝土提升一個等級，達(dá)到與之相同或更好的耐久性；反之，當(dāng)性能指標(biāo)確定時，可用輕質(zhì)或更經(jīng)濟(jì)配比的混凝土來替代并滿足要求。
為此，開展了氯離子滲透和碳化作用對混凝土耐久性的影響研究。Penetron Admix 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)的碳足跡最大值為 4.9kgeqCO2/m3.1
混凝土的碳足跡取自英國建筑服務(wù)研究與信息協(xié)會(BSRIA)與Bath大學(xué)合作的研究數(shù)據(jù)。該研究為常見建筑材料提供了一個大型的碳足跡數(shù)據(jù)庫，包括不同28d抗壓強(qiáng)度2的混凝土（添加/未添加輔助膠凝材料）數(shù)據(jù)。
1 技術(shù)報告 RAA0036A-01 | 2 https://ghgprotocol.org/Third-Party-Databases/Bath-ICE
混凝土耐久性可根據(jù)氯離子遷移系數(shù)和混凝土保護(hù)層厚度的函數(shù)關(guān)系確定(菲克第二定律)。
研究表明，添加PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803) 的低等級混凝土與按照BS8500 -1 配制的混凝土(膠凝材料增加40kg，設(shè)計使用壽命為50年)相比，能更好的阻止氯化物遷移。
因此，在氯化物腐蝕一定的情況下，添加 PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)的混凝土可減少混凝土保護(hù)層厚度，不會縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。
下圖為保護(hù)層厚度為65mm(100年) 和 50mm(50年)的按照BS 8500-1標(biāo)準(zhǔn)配制的混凝土和添加PENETRON ADMIX 混凝土在按照BS8500規(guī)定暴露于海水中的模擬結(jié)果對比數(shù)據(jù)。初始氯化物含量對應(yīng)于受鹽霧影響的典型港口結(jié)構(gòu)。
由圖可知，在氯化物環(huán)境下，當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度相同時，添加PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803) 的低等級混凝土的使用壽命均大于按照BS 8500-1配制的相應(yīng)高等級混凝土。1
試驗(yàn)結(jié)果表明，膠凝材料用量可減少10%，可用輕質(zhì)或更經(jīng)濟(jì)配比的混凝土來替代。2
1 技術(shù)報告RAA0036A-01 | 2 技術(shù)報告 RAA0036A-01 | 3 MIX A - CFP = 369 kg eq-CO2/m3 | MIX B - CFP = 325 + (3.80 ÷ 4.00)*4.9 = 330 kg eq-CO2/m3
通過比較添加PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)的低等級混凝土與按照BS8500-1配制的適用于 XC3/XC4 類環(huán)境的混凝土性能，以評定碳化環(huán)境下PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)對延長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的作用。A組是一種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的耐久性混凝土，其名義保護(hù)層厚度為30mm，使用壽命為50年，并且膠凝材料較B組增加了35千克。
混凝土碳化箱(瑞士 SIA 262/1-X 標(biāo)準(zhǔn))
兩種混凝土90d的碳化系數(shù)(K)值表明，摻入PENETRON ADMIX 的低等級混凝土具有較好的抗碳化性能；
研究結(jié)果1表明，碳化環(huán)境下，當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度相同時，添加PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)的低等級混凝土達(dá)到正常使用極限狀態(tài)所需的時間是BS 8500-1規(guī)定的相應(yīng)高等級混凝土的很多倍；因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)使用年限相同時，可顯著減小混凝土保護(hù)層厚度。2
1 技術(shù)報告 RAA0036A-01 | 2 免責(zé)聲明:本研究以實(shí)驗(yàn)室條件為例。項目工程師必須根據(jù)項目對混凝土性能的要求計算配合比和混凝土保護(hù)層。 | 3 計算混凝土 A（等級C40/50）和 B（等級C32/40）的碳足跡; 混凝土 A - 高等級 - CFP = 369 kg eq-CO2/m3 | 混凝土 B - 低等級 - CFP = 329 + (3.15 ÷ 4.00)*4.9 = 330 kg eq-CO2/m3
地下混凝土結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)防水解決方案通常包括以下幾種表面處理方案，碳足跡(CFPs)1如下表所示。
假定PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)的CFP為熟料的CFP2與專有材料的CFP3之和。考慮到產(chǎn)品在高性能混凝土中的預(yù)期最大用量 (4.0 kg/m3),? PENETRON ADMIX 的CFP最大值為 4.9 kg eq CO2/m3。
按照結(jié)構(gòu)平均厚度0.25-0.35m計算每平方米混凝土的CFP,將PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)與上述表面處理方案進(jìn)行比較?，結(jié)果見右表。
總之，地下結(jié)構(gòu)采用結(jié)晶技術(shù)(硅酸鹽水泥與火山灰水泥結(jié)合使用)替代不可持續(xù)的卷材防水解決方案，與普通防水混凝土相比，自修復(fù)混凝土每平方米的碳足跡平均減少20%，最高可達(dá)27%?。
1CFP取自平屋頂防水解決方案對環(huán)境生命周期影響的比較。研究解決方案在軍事基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)工程中的應(yīng)用(Miriana Gon?alves – MSc’s Thesis – Tecnico Lisboa, 2015) | 2 0.93 kgeqCO2/kg | 31.514 kgeqCO2/kg | ?膠凝材料用量400 kg/m3 的1% | ? 技術(shù)報告RAA0036A-01
如果不采用表面外設(shè)防水材料，尤其是地下防水工程，能夠獲得更多利益。例如：土方挖掘工程量減少，無需外設(shè)防水卷材的鋪設(shè)和施工，以及等待具備施工的氣候條件等。這些因素有助于優(yōu)化施工進(jìn)度和降低工程的碳足跡。
防水施工與混凝土澆筑同步完成，可以顯著加快施工進(jìn)度，節(jié)約資源，降低項目的碳足跡。
根據(jù)到2050年實(shí)現(xiàn)零碳混凝土的承諾，PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)可從以下幾方面減少碳足跡：
1 如果地下混凝土體積占整體建筑結(jié)構(gòu)混凝土體積的25%及以上，地下結(jié)構(gòu)能降低20% ，即占整體建筑結(jié)構(gòu)的5%。
PENETRON 澎內(nèi)傳遵循嚴(yán)格的環(huán)境準(zhǔn)則，并已獲得ISO 14001環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。
Penetron 系列產(chǎn)品包括PENETRON ADMIX 澎內(nèi)傳混凝土防水添加劑(PNC803)，幫助工程贏得信譽(yù)和口碑，并且獲得了新加坡綠葉, EPD, CDPH 和GreenGuard Gold 等一系列國際認(rèn)證。
Penetron Admix 應(yīng)用時直接添加到混凝土拌合物中，因此不需要預(yù)留施工表面材料（例如卷材）的空間，可減少開挖。
Penetron Admix 應(yīng)用時直接添加到混凝土拌合物中，因此不需要預(yù)留施工表面材料（例如卷材）的空間，可減少開挖。
Penetron 產(chǎn)品可修復(fù)現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)，提供防水和保護(hù)，提高混凝土耐久性和使用壽命。
Penetron 產(chǎn)品不產(chǎn)生廢棄物，因?yàn)樗稍诓鸪笈c混凝土一起回收利用，而對環(huán)境不友好的石油基類防水制品（例如：卷材和涂料）則需送入垃圾填埋場或采取其他方式處理。Penetron 產(chǎn)品包裝完全可回收利用。
類別：現(xiàn)場使用的室內(nèi)油漆和涂料；
Penetron 產(chǎn)品是經(jīng)過認(rèn)證的綠色產(chǎn)品，VOC含量為零。
Penetron 產(chǎn)品不含VOC，因此施工人員不會接觸到任何有氣味、有刺激性或有害的污染物。
Penetron Admix 被證明可以減緩氯離子的擴(kuò)散，通過菲克第二擴(kuò)散定律測量和計算得知可延緩鋼筋的腐蝕。在極端環(huán)境下可延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命達(dá)60 年。
選項2. 減少廢物總量；
Penetron 產(chǎn)品不產(chǎn)生廢棄物，因?yàn)樗稍诓鸪笈c混凝土一起回收利用，而對環(huán)境不友好的石油基類防水制品（例如：卷材 和涂料）則需送入垃圾填埋場或采取其他方式處理。
類別：現(xiàn)場使用的室內(nèi)油漆和涂料；
Penetron 產(chǎn)品是經(jīng)過認(rèn)證的綠色產(chǎn)品,VOC含量為零。應(yīng)用Penetron 產(chǎn)品不會對項目的空氣質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，不產(chǎn)生任何氣味、刺激性或有害污染物。
Penetron Admix 被證明可以減緩氯離子的擴(kuò)散，通過菲克第二擴(kuò)散定律測量和計算得知可延緩鋼筋的腐蝕。在極端環(huán)境下可延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命達(dá)60年。
