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新(xīn)聞中(zhōng)心

綠色環保型混凝土材料正悄然興起

發布日期:2018-12-29

美國(guó)明尼阿波利斯市(Minneapolis)一座标号為(wèi)I-35W的高速公(gōng)路橋2007年突然坍塌,導緻13人喪生。如今耗資逾2.3億美元的新(xīn)大橋已經提前三個月竣工(gōng)。據該工(gōng)程的承包商(shāng)之一、美國(guó)工(gōng)程測試公(gōng)司(American Engineering Testing)的理(lǐ)查德(dé)•斯達黎(Richard D. Stehly)介紹,新(xīn)I-35W稱得上是環保型混凝土的典範之作(zuò)。這座十車(chē)道公(gōng)路橋幾乎全部采用(yòng)了内置強力鋼筋的混凝土材料,不過各個路段的材料卻是根據環保、強度和耐久性等方面的不同要求量身定做的。例如大橋兩端熠熠發光的白色波浪形雕塑便擁有(yǒu)一項特殊的功能(néng):吸收空氣中(zhōng)的有(yǒu)機污染物(wù)。


人們大概很(hěn)難将混凝土與科(kē)技(jì )進步聯系起來。自1800年初矽酸鹽水泥問世以來,混凝土材料的配方一直沒有(yǒu)發生實質(zhì)性的改變,盡管配料的比例會略有(yǒu)不同。如今,越來越多(duō)的企業開始緻力于打造個性化的混凝土産(chǎn)品,其中(zhōng)環保性能(néng)成為(wèi)重要指标之一。據I-35W大橋工(gōng)程的供貨商(shāng)——Cemstone産(chǎn)品公(gōng)司副總裁凱文(wén)•A•麥克唐納(Kevin A. MacDonald)介紹,近年來,混凝土工(gōng)業一直盡量避免使用(yòng)會産(chǎn)生二氧化碳的原料。麥克唐納博士更是用(yòng)燃煤發電(diàn)廠的廢棄物(wù)——粉煤灰和高爐礦渣代替了大部分(fēn)矽酸鹽水泥,兩者都屬于一種名(míng)為(wèi)火山(shān)渣的活性材料,可(kě)用(yòng)于提高混凝土強度。鑒于它們已經在發電(diàn)和煉鋼過程中(zhōng)排放出二氧化碳,相應地也就減少了混凝土生産(chǎn)時的碳足迹。

德(dé)州普萊諾(Plano)的咨詢師傑伊•希爾斯通(Jay Shilstone)對《紐約時報》介紹道,混凝土的制作(zuò)原理(lǐ)和蛋糕有(yǒu)異曲同工(gōng)之妙,加入其他(tā)材料和化學(xué)品可(kě)使其品質(zhì)大為(wèi)改善。如今混凝土的“食譜”正變得越來越複雜,從最初的肥皂和白糖發展到今天專門設計的化學(xué)品。另一家大型水泥生産(chǎn)商(shāng)Italcementi集團則在其産(chǎn)品中(zhōng)加入了二氧化钛顆粒。這種特制的水泥正是新(xīn)I-35W大橋上白色雕塑的重要原料之一。據Italcementi子公(gōng)司Essroc的産(chǎn)品經理(lǐ)丹•謝(xiè)弗(Dan Schaffer)介紹,這種材料相當于一種催化劑,它可(kě)以加速自然氧化的過程,在陽光下分(fēn)解空氣中(zhōng)的有(yǒu)機污染物(wù)。

與此同時,一些研究者更是雄心勃勃地提出,要以零碳生産(chǎn)或是碳負性的新(xīn)型混凝土材料完全取代目前占據主導地位的矽酸鹽水泥。後者正是導緻環境污染的罪魁禍首。衆所周知,水泥生産(chǎn)過程中(zhōng)排放的二氧化碳數量占地球人為(wèi)排放總量的5%。每生産(chǎn)一噸水泥,便會排放出同樣多(duō)的二氧化碳。盡管歐美的水泥工(gōng)業已通過生産(chǎn)過程的改進成功地減少了二氧化碳的排放量,但減少或消除混凝土的碳足迹需要人們更多(duō)的創意和努力。根據研究人員的計劃,未來的混凝土可(kě)以捕捉乃至永久隔離廢氣中(zhōng)的二氧化碳。其中(zhōng)英國(guó)的Novacem正緻力于開發一種新(xīn)型水泥,它不僅無需任何碳原料,而且可(kě)以吸收二氧化碳。加拿(ná)大新(xīn)斯科(kē)舍省(Nova Scotia)的碳檢測方案(Carbon Sense Solutions)則計劃用(yòng)潮濕的水泥将二氧化碳泡沫化,在常溫常壓下進行碳化反應,最終實現碳隔離。


加利福尼亞州的卡萊拉公(gōng)司(Calera Corporation)利用(yòng)與燃氣發電(diàn)站相鄰的地理(lǐ)優勢,設計了通過海水将電(diàn)廠煙氣泡沫化的方案,同時利用(yòng)廢氣中(zhōng)的二氧化碳析出海水中(zhōng)的碳酸鹽礦物(wù)作(zuò)為(wèi)制造水泥或混凝土的原料。這一方案的靈感源于珊瑚等海洋生物(wù)的鈣化功能(néng)。卡萊拉的創辦(bàn)人布倫特•R.康斯坦茨(Brent R. Constantz)表示,公(gōng)司不斷創新(xīn)的原動力即是盡可(kě)能(néng)地捕捉并隔離碳。相關研究證明,每生産(chǎn)一噸礦物(wù)都會消耗半噸二氧化碳,因此最終的混凝土成品極有(yǒu)可(kě)能(néng)為(wèi)碳負性,這意味着它可(kě)以永久地固定碳,從而起到減緩溫室效應的作(zuò)用(yòng)。




(轉載自中(zhōng)國(guó)混凝土與水泥制品網 )