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科学家开发环保混凝土:由回收的建筑垃圾和废气中捕获的二氧化碳制成

2021-10-11 15:27:33来源:cnBeta 阅读量:12469

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导读:在这项新研究中,来自东京大学的研究人员和其他研究人员开发了一种工艺,以几种方式同时减少混凝土的环境足迹。
  据外媒报道,混凝土是世界上使用十分广泛的建筑材料,但生产它要付出巨大的环境代价。近日日本的工程师们开发了一种新的技术,通过回收废旧混凝土并将其与捕获的二氧化碳相结合来制造混凝土。
 
  据估计,全球多达8%的二氧化碳排放是由混凝土生产造成的,其中大部分来自于将石灰石加热到非常高的温度以产生钙,这是形成混凝土的化学反应的一个关键成分。以前的研究已经调查了减少或取代结合剂的方法,在混合物中使用捕获的二氧化碳,或甚至提高成品吸收大气中的二氧化碳的能力。
 
  在这项新研究中,来自东京大学的研究人员和其他研究人员开发了一种工艺,以几种方式同时减少混凝土的环境足迹。首先,这种新材料是由经常被浪费的旧混凝土瓦砾制成的。这不仅延长了旧材料的寿命,而且这个过程可以在大约70°C的温度下进行,远远低于燃烧石灰石所需的温度--远远超过1000°C。另一个好处是,与之混合的二氧化碳可以来自工业废气或直接从空气中提取。
 
  在测试中,该团队用两种常见的建筑垃圾产品之一,即硬化水泥浆(HCP)或硅砂来制作样品块。这个过程从碳酸氢钙溶液开始,由石灰石粉末、去离子水和二氧化碳气体组成。然后,该溶液被泵入一个含有其中一种骨料--HCP粉末或硅砂--的模具中,然后被加热到70℃。最终的结果是一种新材料的块状物,该团队称之为碳酸钙混凝土。
 
  它可能对环境更有益,但碳酸钙混凝土还不像通常的东西那么坚固。砌块的平均抗压强度为8.6MPa,远远低于用波特兰水泥制成的混凝土的20至40MPa。然而,该团队表示,它仍然可以在较小规模的建筑中找到用途,并可以通过进一步的工作加以改进。
 
  该研究的作者Takafumi Noguchi说:“在这一领域取得进展令人激动,但仍有许多挑战需要克服。除了提高碳酸钙混凝土的强度和尺寸极限,如果我们能进一步减少生产过程中的能源使用,那就更好了。然而,我们希望在未来几十年里,碳中性碳酸钙混凝土将成为混凝土的主流类型,并成为气候变化的解决方案之一。”
 
  该研究发表在《先进混凝土技术》杂志上。
 
  (原标题:科学家开发环保混凝土:由回收的建筑垃圾和废气中捕获的二氧化碳制成)

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