混凝土建筑如何才能实现可持续性？

Casa de Sambade / spaceworkers，© Fernando Guerra

混凝土在可持续建筑中的潜力

随着建筑继续持续性化，建筑业对低碳材料的需求正在成倍增加--混凝土行业也不例外。虽然它生产过程的改进已经大大减少了此种材料的终生碳足迹，但要达到最佳水平，还有很长的路要走。

如今，创造生态友好型混凝土结构的一些方法包括：用吸碳型混凝土建造，碳封存过程，以及使用保温混凝土（ICF）墙体，这种节能结构将混凝土的优点与建筑整体的保温特性相结合。此外，混凝土是可重复使用的，这意味着即使在一个项目被拆除后，产生的碎片也可用于铺设路面、景观覆盖物、海洋珊瑚礁栖息地，甚至可以作为混凝土混合物中骨料的替代。

尽管如此，要想真正实现混凝土可持续化，就必须考虑如下原则：从一开始就尽可能地减少碳足迹，并建立持久的结构以避免更换或维修。通常情况下，混凝土生产商会通过添加更多的水泥来提高强度和耐久性--然而，大部分的二氧化碳是在将石灰石变成水泥的化学反应中释放的。因此，一个可行的选择是简单地减少混凝土中的水泥用量。基于以上原则，智能混凝土技术的世界领导者 Kryton 已经开发出多种产品，用于防水、修复和保护混凝土结构，延长其生命周期，而不添加更多增加碳排量的水泥。换句话说，即在不牺牲原设计的情况下优化混凝土的可持续性。

ST International HQ and SongEun Art Space / Herzog & de Meuron，© Jihyun JungLamas 公寓 / moarqs + OTTOLENGHI architects，© Albano García

少一点水泥却更加持久

有许多方法可以减少混凝土混合物中的水泥，从而降低其生命周期的碳足迹，无论是通过使用较大的、品质良好的骨料，来减少需要被浆料填充的空隙，还是通过使用高强度的混凝土让工人能够使用更薄的混凝土来建造元件。此外，硬化过程或减水添加剂可以保持混凝土混合物的强度，即使在减少其水泥含量后，使剩余的水泥得到最有效的利用。

例如，用 Kryton 的外加剂 Hard-Cem 取代有毒的干摇硬化剂和密封剂，可以提高混凝土的耐久性，防止磨损和侵蚀的发生。当添加到混合料中时，该产品的特性会增加混凝土浆的硬度，减少骨料的暴露，这使材料的寿命延长了一倍，同时减少了安装和维护成本，也不需使用新的富含水泥的混凝土来替换，这也是为降低碳足迹做出的贡献。

众所周知，钢筋和其他嵌入金属的腐蚀是全世界混凝土恶化的主要原因。因此，任何建筑师或混凝土结构设计者要考虑的首要因素就是尽可能防止它的发生，从而在不依赖更多水泥的情况下增加混凝土的抵抗力，尤其是基础设施项目。考虑到这一点，Krystol于1980年研发了一种内膜（KIM），其本质是一种亲水结晶外加剂，用于制造永久性防水混凝土。通过生长晶体来填充和阻止水和水性盐的流动，使其无法触及钢筋，这种智能混凝土解决方案有效地充当了一个屏障，降低了材料的渗透性。通过这种方式，KIM提供了混凝土持久性和成本效益，也避免使用了含有挥发性有机化合物（VOCs）的有毒元素。

Kryton Hard-Cem admixture，图片来源：Kryton

为了完善外加剂的使用，该团队还研发出可以被嵌入到材料上的 Maturix 智能混凝土传感器，以传输和监测实时温度数据并计算出混凝土强度。由于结构设计往往会为了保证安全而增加所需要的强度，这使得混合物有可能优化水泥的使用，从而减少水泥含量。

Kryton Maturix Smart Concrete Sensor，图片来源：Sensohive

在这些产品的帮助下，持久的混凝土可以应用于广泛的项目，从住宅楼和多用途塔楼到滑板公园，或复杂和磨损性的环境，如工业地板、水坝、水箱、污水处理厂、楼板和基础墙。

Marina Bay Sands / Safdie Architects，图片来源：Safdie ArchitectsA Casa Mirante / Víctor Gubbins Browne + Gubbins Arquitectos，© Marcos MendizábalLL House / Taller5 Arquitectos，© Oscar HernándezSkatepark in California，© Amir ZakiWater Tank / Pedro Bandeira + João Figueira e Associados，© Helder Sousa

朝着混凝土更可持续化迈进

人们混凝土显然有很多误解，特别是关于它的可持续性。虽然该材料的传统使用确实对环境产生了巨大的负面影响，但今天许多新型技术和产品有可能使这种观念成为过去。

无论是通过结晶技术、增强耐久性、使用实时监测传感器，还是其他许多智能解决方案，很明显，混凝土可以成为可持续建筑的一个伟大盟友。然而，这只有在我们继续利用和研发创新产品的情况下才有可能，这些产品将是开启该行业生态友好未来的关键。归根结底，这一切都基于更好、更聪明、更有效地使用材料。只有这样，我们才能实现将各种材料的固有品质应用到可持续领域的目标。也只有这样，我们才能看到潜在的零碳建筑时代的到来，为更健康的全球建筑环境做出贡献。