隨著碳源碳匯的深入研究,在全球碳循環(huán)中還有一大部分的碳匯尚未被人們所發(fā)現(xiàn)。已有研究指出“碳失匯”的一部分可以指向混凝土碳化的過程�；炷猎谔蓟倪^程中會吸收空氣中的CO2,混凝土碳匯可以作為碳失匯的一部分。然而在我國建筑建設(shè)量日益增大的前提下,混凝土建筑的量也在逐步增加�；炷两ㄖ哂刑紖R的能力也應(yīng)得到重視和認(rèn)可。因此本文通過混凝土碳化的基本理論,以混凝土建筑為主要研究對象對建筑碳匯的量以及能力和規(guī)律進(jìn)行了深入的探討分析。本文首先以混凝土碳化的基本理論知識,對混凝土建筑進(jìn)行了調(diào)研取樣。從微觀角度對混凝土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過酚酞試驗(yàn)確定各結(jié)構(gòu)樣本混凝土的碳化深度。用熱重分析以及掃描電鏡能譜分析的實(shí)驗(yàn)方法對試樣中碳化和未碳化部分進(jìn)行了碳匯量的測量和計(jì)算。最后得到各建筑混凝土構(gòu)件的碳匯能力并計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)部分的碳匯量。其次,從中觀角度通過混凝土碳化理論的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析確定了建筑碳匯的影響因素。分別從混凝土材料的影響因素和建筑自身以及環(huán)境因素進(jìn)行探討。對混凝土的水灰比、水泥品種、水泥用量、混凝土摻合料以及骨料品種進(jìn)行分析。從建筑自身的混凝土暴露面積、二氧化碳濃度、環(huán)境溫度以及環(huán)境濕度角度進(jìn)行了深入探討。再次,以宏觀的角度對混凝土建筑碳匯的模型進(jìn)行了建立和確定。從時(shí)間和空間兩個(gè)變量關(guān)系對模型進(jìn)行了確立。在時(shí)間變量中,探討了溫度、濕度以及混凝土抗壓強(qiáng)度對二氧化碳擴(kuò)散系數(shù)的確定,并分析了水泥用量和單位體積混凝土固碳量與單位時(shí)間吸收二氧化碳的能力。在空間變量中,從建筑的結(jié)構(gòu)形式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面明確了混凝土暴露面積的計(jì)量方法,對二氧化碳濃度從建筑的使用功能、區(qū)域環(huán)境以及地域差異進(jìn)行了參數(shù)確定。最后,通過與實(shí)測建筑的碳匯量進(jìn)行對比分析驗(yàn)證了模型的可靠性。并對模型的自身從不同碳排放策略進(jìn)行了評價(jià)分析,同時(shí)與其他模型進(jìn)行了比較。最后探討了模型在建筑設(shè)計(jì)階段與建筑節(jié)能共同作用的應(yīng)用方向,并提出了在城市規(guī)劃應(yīng)用中的基本指導(dǎo)方向。
【學(xué)位單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528;TU-023
【部分圖文】：

心、美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室和國際能源署等數(shù)據(jù)的模擬結(jié)果可以看出，在不使用碳逡逑捕獲、利用與封存（ＣＣＵＳ）相關(guān)技術(shù)和推出影響經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)制減排措施下，中國的二氧化逡逑碳排放很難有大幅下降（圖１．１）。所以加大碳捕獲、利用與封存、控制碳排放、降低能逡逑源消耗成為中國國家發(fā)展計(jì)劃的重中之重。逡逑

２．２．１碳循環(huán)理論逡逑碳循環(huán)既是碳在地球系統(tǒng)中通過物理、化學(xué)、生物過程及其相互作用的驅(qū)動(dòng)下，以各逡逑種不同形態(tài)或形式在每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)之間遷移轉(zhuǎn)化的運(yùn)動(dòng)過程（圖２．１）。地球逡逑系統(tǒng)的碳循環(huán)分為三個(gè)子系統(tǒng)，即大氣系統(tǒng)中的碳循環(huán)、海洋系統(tǒng)中的碳循環(huán)以及陸地系逡逑統(tǒng)中的碳循環(huán)。各個(gè)系統(tǒng)中的碳循環(huán)研究，自２０世紀(jì)７０年代起就有不少科學(xué)家對其進(jìn)行逡逑了深入探討。研究顯示，在萬年時(shí)間尺度上，地球的三個(gè)子系統(tǒng)之間的碳交換量成周期性逡逑規(guī)則變化。逡逑—＾—１逡逑邐邋Ｉ逡逑圖２．１地球系統(tǒng)中的碳循環(huán)過程（圖片來源：作者自繪）逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｃｙｃｌｅ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｅａｒｔｈ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２．２．１．１大氣系統(tǒng)中的碳循環(huán)逡逑大氣系統(tǒng)中的碳循環(huán)發(fā)生在大氣內(nèi)部的物理過程和那些與碳有關(guān)的大氣化學(xué)反應(yīng)程。己有研宄表明，在沒有人類干預(yù)的前提下，自然大氣中的氣體化學(xué)反應(yīng)基本處于動(dòng)態(tài)逡逑平衡的狀態(tài)，其中Ｃ０２主要是碳源和碳匯之間的物理循環(huán)。然而，在人類活動(dòng)的干預(yù)下，逡逑大氣中的化學(xué)反應(yīng)會因?yàn)槿祟惢顒?dòng)對碳?xì)怏w的濃度變化而形成氧化效率反應(yīng)，導(dǎo)致大氣中逡逑的氣體化學(xué)不平衡。逡逑２．２．１．２海洋系統(tǒng)中的碳循環(huán)逡逑海洋系統(tǒng)中的碳循環(huán)包含海洋物理泵和海洋生物泵兩個(gè)過程。物理泵就是把海氣界面逡逑的氣體交換和將Ｃ０２從海洋表面向深海輸送的物理過程。物理泵吸收Ｃ０２的多少取決于風(fēng)逡逑速和穿越海氣界面的分壓差。其工作原理既是海水在各大洋之間相互交匯形成有規(guī)律的洋逡逑流，洋流在不同維度地區(qū)溫度不同使得海水在不同層面流動(dòng)。在流動(dòng)過程中海水

濕度之間的溫濕平衡形成穩(wěn)定的孔隙水膜，環(huán)境中的Ｃ０２氣體在其內(nèi)部孔隙的擴(kuò)散反應(yīng)中逡逑溶解于孔隙水膜形成碳酸。碳酸與混凝土中固相的Ｃａ（ＯＨ）２、ＣＳＨ以及未水化的硅酸三鈣逡逑（Ｃ３Ｓ）硅酸二鈣（Ｃ２Ｓ）反應(yīng)生成穩(wěn)定的ＣａＣＣｂ及其他物質(zhì)（圖２．２）。逡逑溫涅平衡水膜逡逑Ｖ／／／／／／／／／／Ｍ＾Ｚ＾７／逡逑Ｔ－Ｊ１，邋？＇邐＿液娜分逡逑二二邋＇邐，邐Ｃａ＾Ｖ？（邐￣Ｉ逡逑ｃ0，氣體擴(kuò)敢｜￣￣￣＇邋＞邐ｃ0ｍ邐七孔隙部分氣相部分逡逑＾＾邐＼邐Ｃａ２？擴(kuò)eW逡逑一液淚部分逡逑ｖ／／／／／／／／７／／／／／＾／／／／／，邋＼逡逑—邐—邐固相部分逡逑碳化反應(yīng)區(qū)及反應(yīng)產(chǎn)物邐町碳化物質(zhì)在液相部分中溶解逡逑圖２．２混凝土碳化的物理過程（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ邋ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ逡逑其重要的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：逡逑Ｃａ（ＯＨ）２邋＋邋Ｃ０２＾ＣａＣ0３邋＋邋Ｈ２０逡逑ＣａＯ邋２Ｓｉ0２－３Ｈ２０＋３Ｃ0２＾３ＣａＣＯ．ｒ２Ｓｉ0２－３Ｈ２０逡逑３Ｃａ0－２Ｓｉ0２＋３Ｃ0２＋？ｉＨ２0－＞Ｓｉ0２邋ＡＨ２０＋３ＣａＣ０３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 葉有華;鄒劍鋒;吳鋒;李潔;梁永賢;吳瑾;林石獅;;高度城市化地區(qū)碳匯資源基本特征及其提升策略[J];環(huán)境科學(xué)研究;2012年02期

2 李純厚;齊占會;黃洪輝;劉永;孔嘯蘭;肖雅元;;海洋碳匯研究進(jìn)展及南海碳匯漁業(yè)發(fā)展方向探討[J];南方水產(chǎn);2010年06期

本文編號：2811744