美國開發(fā)出負碳環(huán)保水泥

文章來源:科技日報劉霞2023-04-20 14:17

    鑒于生物炭能從空氣中吸收其重量23%的二氧化碳,在一項概念驗證研究中,美國華盛頓州立大學(xué)科學(xué)家在普通水泥中注入環(huán)保生物炭,得到了一種新型負碳環(huán)保水泥,且其強度與普通水泥相當。這一研究成果發(fā)表于最新一期《材料快報》雜志,有望顯著減少水泥行業(yè)的碳排放。
 
    全球每年生產(chǎn)的混凝土超過40億噸。制造普通水泥需要高溫并燃燒燃料,水泥生產(chǎn)中使用的石灰石也會分解,產(chǎn)生二氧化碳,因此水泥行業(yè)是所有制造業(yè)中能源和碳密集度最高的行業(yè)之一,其排放的二氧化碳占全球人類活動總碳排放量的8%左右。
 
    此前就有科學(xué)家在水泥中添加生物炭(一種由有機廢物制成的木炭),希望使其更環(huán)保并減少碳足跡,但結(jié)果表明,即使添加3%的生物炭,也會顯著降低水泥的強度。
 
    最新研究中,在用水泥廢水對生物炭進行強化后,華盛頓州立大學(xué)科學(xué)家在水泥混合物中添加高達30%的生物炭。研究表明,28天后,得到的糊狀物的抗壓強度與普通水泥相當。
 
    研究團隊解釋說,水泥廢水的堿性很強,但也是鈣的寶貴來源。含有大量鈣的高堿性廢水與富含很多孔隙的生物炭之間發(fā)生了協(xié)同作用,使碳酸鈣沉淀在生物炭上或沉淀到生物炭中,增強其性能的同時也使其能從空氣中捕獲二氧化碳。
 
    研究人員表示,大多數(shù)團隊只能在水泥中添加3%的生物炭,但他們證明,可在水泥中摻雜更高劑量生物炭。他們最新研制出的這種新型水泥或許能“終生”封存二氧化碳。在路面上使用時,這些水泥的“壽命”為30年,在橋梁上使用時,其壽命為75年。
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