美国开发出负碳环保水泥
水泥 科技日报 2023-04-20
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鉴于生物炭能从空气中吸收其重量23%的二氧化碳，在一项概念验证研究中，美国华盛顿州立大学科学家在普通水泥中注入环保生物炭，得到了一种新型负碳环保水泥，且其强度与普通水泥相当。这一研究成果发表于最新一期《材料快报》杂志，有望显著减少水泥行业的碳排放。
全球每年生产的混凝土超过40亿吨。制造普通水泥需要高温并燃烧燃料，水泥生产中使用的石灰石也会分解，产生二氧化碳，因此水泥行业是所有制造业中能源和碳密集度最高的行业之一，其排放的二氧化碳占全球人类活动总碳排放量的8%左右。
此前就有科学家在水泥中添加生物炭（一种由有机废物制成的木炭），希望使其更环保并减少碳足迹，但结果表明，即使添加3%的生物炭，也会显著降低水泥的强度。
最新研究中，在用水泥废水对生物炭进行强化后，华盛顿州立大学科学家在水泥混合物中添加高达30%的生物炭。研究表明，28天后，得到的糊状物的抗压强度与普通水泥相当。
研究团队解释说，水泥废水的碱性很强，但也是钙的宝贵来源。含有大量钙的高碱性废水与富含很多孔隙的生物炭之间发生了协同作用，使碳酸钙沉淀在生物炭上或沉淀到生物炭中，增强其性能的同时也使其能从空气中捕获二氧化碳。
研究人员表示，大多数团队只能在水泥中添加3%的生物炭，但他们证明，可在水泥中掺杂更高剂量生物炭。他们最新研制出的这种新型水泥或许能“终生”封存二氧化碳。在路面上使用时，这些水泥的“寿命”为30年，在桥梁上使用时，其寿命为75年。
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