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                綠色環保型混凝土材料正悄然興起

                發布日期:2018-12-29

                美國明尼阿波利斯市(Minneapolis)一座標號為I-35W的高速公路橋2007年突然坍塌,導致13人喪生。如今耗資逾2.3億美元的新大橋已經提前三個月竣工。據該工程的承包商之一、美國工程測試公司(American Engineering Testing)的理查德?斯達黎(Richard D. Stehly)介紹,新I-35W稱得上是環保型混凝土的典范之作。這座十車道公路橋幾乎全部采用了內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一項特殊的功能:吸收空氣中的有機污染物。


                人們大概很難將混凝土與科技進步聯系起來。自1800年初硅酸鹽水泥問世以來,混凝土材料的配方一直沒有發生實質性的改變,盡管配料的比例會略有不同。如今,越來越多的企業開始致力于打造個性化的混凝土產品,其中環保性能成為重要指標之一。據I-35W大橋工程的供貨商——Cemstone產品公司副總裁凱文?A?麥克唐納(Kevin A. MacDonald)介紹,近年來,混凝土工業一直盡量避免使用會產生二氧化碳的原料。麥克唐納博士更是用燃煤發電廠的廢棄物——粉煤灰和高爐礦渣代替了大部分硅酸鹽水泥,兩者都屬于一種名為火山渣的活性材料,可用于提高混凝土強度。鑒于它們已經在發電和煉鋼過程中排放出二氧化碳,相應地也就減少了混凝土生產時的碳足跡。

                德州普萊諾(Plano)的咨詢師杰伊?希爾斯通(Jay Shilstone)對《紐約時報》介紹道,混凝土的制作原理和蛋糕有異曲同工之妙,加入其他材料和化學品可使其品質大為改善。如今混凝土的“食譜”正變得越來越復雜,從最初的肥皂和白糖發展到今天專門設計的化學品。另一家大型水泥生產商Italcementi集團則在其產品中加入了二氧化鈦顆粒。這種特制的水泥正是新I-35W大橋上白色雕塑的重要原料之一。據Italcementi子公司Essroc的產品經理丹?謝弗(Dan Schaffer)介紹,這種材料相當于一種催化劑,它可以加速自然氧化的過程,在陽光下分解空氣中的有機污染物。

                與此同時,一些研究者更是雄心勃勃地提出,要以零碳生產或是碳負性的新型混凝土材料完全取代目前占據主導地位的硅酸鹽水泥。后者正是導致環境污染的罪魁禍首。眾所周知,水泥生產過程中排放的二氧化碳數量占地球人為排放總量的5%。每生產一噸水泥,便會排放出同樣多的二氧化碳。盡管歐美的水泥工業已通過生產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跡需要人們更多的創意和努力。根據研究人員的計劃,未來的混凝土可以捕捉乃至永久隔離廢氣中的二氧化碳。其中英國的Novacem正致力于開發一種新型水泥,它不僅無需任何碳原料,而且可以吸收二氧化碳。加拿大新斯科舍省(Nova Scotia)的碳檢測方案(Carbon Sense Solutions)則計劃用潮濕的水泥將二氧化碳泡沫化,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司(Calera Corporation)利用與燃氣發電站相鄰的地理優勢,設計了通過海水將電廠煙氣泡沫化的方案,同時利用廢氣中的二氧化碳析出海水中的碳酸鹽礦物作為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的鈣化功能??ㄈR拉的創辦人布倫特?R.康斯坦茨(Brent R. Constantz)表示,公司不斷創新的原動力即是盡可能地捕捉并隔離碳。相關研究證明,每生產一噸礦物都會消耗半噸二氧化碳,因此最終的混凝土成品極有可能為碳負性,這意味著它可以永久地固定碳,從而起到減緩溫室效應的作用。




                (轉載自中國混凝土與水泥制品網 )


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