水泥碳汇及其对全球碳失汇的贡献研究

本书是一本多学科交叉研究创新的著作。它阐明了水泥碳化的碳汇机理，从水泥生产过程碳排放和使用过程碳吸收的全生命周期视角，构建了水泥碳汇核算方法，核算了混凝土和砂浆等不同类型水泥材料在建筑使用、拆除、垃圾处理与回用等不同生命周期阶段的碳吸收，分析了水泥碳汇对优选碳排放量、碳循环、碳失汇的影响，揭示了水泥材料生产和消费活动对碳循环过程的重要影响和作用规律，为优选碳失汇研究提供了一个新的视角。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 全球气候变化 2
1.2 全球碳循环 8
1.3 碳失汇 13
1.4 水泥碳排放与水泥碳汇 16
1.4.1 水泥碳排放 16
1.4.2 水泥碳汇 20
1.5 水泥碳汇功能研究意义 22
参考文献 25
第2章 水泥碳化 32
2.1 水泥组成与性质 32
2.1.1 水泥组成 32
2.1.2 水泥性质 35
2.2 水泥水化过程 38
2.2.1 水泥水化机理 38
2.2.2 水泥水化研究方法 40
2.3 水泥碳化机理 47
2.3.1 水泥碳化化学机理 47
2.3.2 水泥碳化热力学机理 49
2.4 水泥碳化影响因素 52
2.4.1 材料因素 53
2.4.2 环境因素 65
2.4.3 施工因素 69
2.5 水泥碳化区 70
2.5.1 水泥碳化区划分 70
2.5.2 水泥碳化区理化性质变化 73
2.6 水泥碳化检测方法 79
2.6.1 酚酞指示剂法 79
2.6.2 热分析法 82
2.6.3 X射线物相分析法 83
2.6.4 扫描电镜法 84
2.6.5 电子探针显微分析法 86
2.6.6 红外光谱法 87
2.6.7 X射线断层扫描法 88
2.6.8 核磁共振法 89
2.6.9 化学反应法 90
参考文献 93
第3章 水泥碳汇核算方法 100
3.1 水泥碳汇核算研究进展 100
3.1.1 混凝土水泥碳汇 100
3.1.2 水泥砂浆碳汇 104
3.1.3 水泥窑灰碳汇 105
3.2 水泥碳汇核算方法建立 106
3.2.1 方法学基础 106
3.2.2 方法学建立 108
3.2.3 水泥碳汇核算模型建立 111
3.3 模型参数敏感性分析 125
3.3.1 敏感性概述 125
3.3.2 敏感性分析方法 126
3.3.3 水泥碳汇模型参数敏感性 127
参考文献 134
第4章 水泥碳汇量核算 138
4.1 数据来源与分析 138
4.2 全球水泥碳汇量 157
4.3 不同地区水泥碳汇量 160
4.4 不同类型水泥碳汇量 166
4.4.1 混凝土碳汇量 167
4.4.2 水泥砂浆碳汇量 170
4.4.3 建筑损失水泥碳汇量 173
4.4.4 水泥窑灰碳汇量 176
参考文献 178
第5章 水泥碳汇对全球碳失汇贡献 181
5.1 碳失汇可能成因 181
5.1.1 气候变化 181
5.1.2 CO2施肥作用 182
5.1.3 氮沉降施肥作用 183
5.1.4 植物生长 183
5.1.5 能源活动和水泥生产过程碳排放的高估 184
5.1.6 水泥和石灰等人类活动产生的碱性物质的碳吸收 187
5.1.7 自然碱性无机物的碳汇吸收 188
5.1.8 农林业和土地利用变化的不确定性 188
5.2 全球碳失汇量 189
5.2.1 全球碳失汇量估算方法 189
5.2.2 全球年碳失汇量 189
5.3 碳失汇解释贡献 190
5.3.1 水泥碳汇对碳失汇的贡献 190
5.3.2 中国能源活动和水泥生产过程碳排放的高估对碳失汇的贡献 191
参考文献 193
第6章 水泥碳汇量不确定性分析 196
6.1 不确定性分析概念基础 196
6.1.1 不确定性理论概念基础 196
6.1.2 不确定性描述方法 196
6.1.3 蒙特卡罗方法不确定性分析 197
6.2 水泥及其不同使用类型碳汇不确定性来源 198
6.2.1 水泥碳汇不确定性来源 202
6.2.2 混凝土不确定性来源 203
6.2.3 水泥砂浆不确定性来源 208
6.2.4 建筑损失水泥不确定性来源 210
6.2.5 水泥窑灰不确定性来源 210
6.3 水泥不同使用类型碳汇量不确定性 211
6.3.1 混凝土碳汇量不确定性 211
6.3.2 水泥砂浆碳汇量不确定性 213
6.3.3 水泥窑灰碳汇量不确定性 215
6.3.4 损失水泥碳汇量不确定性 218
6.4 水泥碳汇量总体不确定性 220
参考文献 222
第7章 水泥碳汇研究展望 224
7.1 完善水泥碳汇核算方法 224
7.2 发挥水泥碳汇生态效益 224
7.3 分析水泥碳汇对城市碳循环的影响 226
7.4 水泥等矿物的碳封存技术研发与产业化 227
7.4.1 水泥等矿物的碳封存技术研发与产业化缺乏的不利影响 227
7.4.2 加强水泥等矿物的碳封存技术研发与产业化的对策 228
参考文献 229
后记 230
公式符号与缩略语 232
附录1 水泥产量 238
附录2 用于混凝土和砂浆的水泥比例 240
附录3 水泥窑灰的生产估算 242
附录4 混凝土利用类型和比例 243
附录5 不同国家或地区混凝土强度等级分类 244
附录6 混凝土水泥含量 261
附录7 混凝土结构厚度 263
附录8 不同地区混凝土碳化速率系数 265
附录9 世界不同地区建筑使用阶段暴露时间 266
附录10 建筑拆除阶段暴露时间 270
附录11 中国水泥砂浆利用类型和比例调查数据 273
附录12 中国水泥砂浆碳化速率系数测试数据 282
附录13 中国水泥砂浆CaO转化为CaCO3比例 287