新型水泥助推建筑業(yè)碳排放減少10倍

導(dǎo)讀：

 

近年來(lái)，“碳排放”逐漸成為環(huán)保議題下的焦點(diǎn)話(huà)題，而建筑行業(yè)則是碳排放“大戶(hù)”，建筑行業(yè)的減碳工作勢(shì)在必行?；炷潦墙ㄖ袠I(yè)的基礎(chǔ)，住房、基建、交通、基礎(chǔ)設(shè)施都必不可少。在生產(chǎn)過(guò)程中建筑業(yè)如何減少天然資源的消耗，降低了城市溫室氣體的排放？已知全球約7%的二氧化碳排放都來(lái)自于混凝土的主要成分——水泥。本期為“建筑業(yè)的節(jié)能減碳”系列一，將圍繞新型水泥帶大家了解在減碳之路上，建筑業(yè)做出了哪些探索和成效。

 

一覽：

 

全球約7%的二氧化碳排放都來(lái)自于混凝土的主要成分——水泥。

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）、巴黎薩克雷大學(xué)和Ecocem合作建立了一個(gè)名為Matériaux cimentaires éco-efficaces（簡(jiǎn)稱(chēng)MC2E）的新型實(shí)驗(yàn)室，旨在研發(fā)生態(tài)環(huán)保型水泥材料。

MC2E的研究人員已成功將混凝土中的水泥用量減少了五倍。

研究者還開(kāi)發(fā)了一種由鋼鐵工業(yè)廢渣制成的新型（專(zhuān)利）水泥，與傳統(tǒng)水泥相比，其碳足跡可減少約80%。這種新型水泥已經(jīng)投放市場(chǎng)。

綜上所述，我們有望在顛覆性水泥制造技術(shù)出現(xiàn)之前，快速實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的碳中和。

每年，因人類(lèi)活動(dòng)排放的二氧化碳高達(dá)430億噸。為了應(yīng)對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)，我們迫切需要在所有領(lǐng)域推出低碳解決方案，建筑業(yè)也不例外。事實(shí)上，全球約7%的二氧化碳排放都來(lái)自于混凝土的主要成分——水泥。

 

法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）、巴黎薩克雷大學(xué)（l’ENS Paris Saclay）和Ecocem合作建立了一個(gè)名為Matériaux cimentaires éco-efficaces（簡(jiǎn)稱(chēng)MC2E）的新型實(shí)驗(yàn)室，旨在研發(fā)生態(tài)環(huán)保型水泥材料。當(dāng)前，三者已聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種由鋼鐵工業(yè)廢渣制成的新型（專(zhuān)利）水泥，與傳統(tǒng)水泥相比，其碳足跡可減少約80%。

 

水泥的制造原理

 

過(guò)去兩百多年，傳統(tǒng)的波特蘭水泥一直是建筑材料的主要成分。波特蘭水泥由石灰石和粘土按8:2的比例混合，通過(guò)煅燒這一高溫化學(xué)反應(yīng)制成。在煅燒過(guò)程中，石灰石會(huì)分解成為石灰和二氧化碳，帶來(lái)污染。總的來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)一噸水泥會(huì)帶來(lái)800公斤到一噸的二氧化碳排放。

 

減少混凝土等建筑材料中的水泥用量可以實(shí)現(xiàn)減排。考慮水泥在混凝土中主要充當(dāng)填充物、發(fā)揮黏連作用，像膠水一樣粘合建筑材料中的骨料和沙子，這一做法完全可行。

 

減少五倍的水泥用量

 

鑒于水泥的主要功能是粘合劑/膠水，我們成功地找到了替代物來(lái)填充顆粒間的縫隙，從而將混凝土中的水泥用量減少了五倍。聚合物基膠水等傳統(tǒng)工業(yè)粘合劑以液體形式存在，物體表面被浸濕后，粘合劑便會(huì)硬化，加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度。水泥的原理與此相同：水泥粉與水混合后形成液體，在骨料之間流動(dòng)并將其浸濕，最終硬化成像混凝土一樣的固體材料。

 

我們的“新型水泥”由磨碎的礦渣制成，不包含傳統(tǒng)的水泥材料。礦渣是煉鋼產(chǎn)生的廢渣。只需在磨碎粒狀高爐渣中添加少許惰性成分或添加劑，便可獲得一種可用于制造混凝土的“新型水泥”。與波特蘭水泥基混凝土相比，這種“新型水泥”混凝土的性能十分相近。