利用糖加工废料升级转化成更加环保的建筑材料

2023-11-29 21:06:17来源：新房网

　　爱达荷州立大学土木与环境工程系的研究人员在《可持续发展》杂志上发表的一项新研究表明，将混凝土中的一些水泥与沉淀碳酸钙（PCC）交换，这是一种甜菜加工成精制糖时产生的废物，可以保持混凝土的强度与传统混凝土相似。

　　PCC 的化学性质与其天然版本石灰石相同，目前为了制造水泥，制造商将石灰石、粘土和其他材料加热，然后将其研磨成粉末。根据智库查塔姆研究所 2018 年的一份报告，水泥制造过程约占全球二氧化碳排放量的 8%。

　　“我从土木工程系本科生Joe Shurtleff那里了解到沉淀碳酸钙，”土木与环境工程系副教授、结构工程专家Mustafa Mashal说。“人们一直在探索环保替代品来减少混凝土中的水泥消耗，我立即想到探索这种材料来部分替代水泥。”

　　为了验证这一假设，研究团队对混凝土样品进行了一系列小规模测试，每个样品都有不同数量的PCC和常规混凝土的对照样品。他们发现，用于制造混凝土的水泥中有高达30%可以用沉淀碳酸钙代替，并且仍然符合美国材料与试验协会的标准。

　　为了验证这一假设，研究小组对混凝土样品进行了一系列小规模测试，每个样品都含有不同含量的 PCC 和传统混凝土的对照样品。他们发现高达 30% 的用于制造混凝土的水泥可以用沉淀碳酸钙替代，并且仍然符合美国测试和材料协会的标准。

　　除了探索水泥的绿色可能性外，研究团队还研究了使用升级回收的混凝土骨料来代替通常用作骨料的沙子或碎石。升级回收的混凝土骨料是以前使用过的混凝土块，被破碎至项目所需的尺寸。结果显示，高达 100% 的骨料可以用升级再生混凝土替代，而不会牺牲强度。美国环境保护局 2020 年的一份报告称，美国有 3.81 亿吨（即每三磅拆除碎片中的两磅）是混凝土。

　　该研究的主要作者、土木工程研究生 Kabiraj Phuyal 表示：“传统混凝土生产会产生大量碳排放，并在全球范围内消耗大量原材料。探索更环保、更可持续的混凝土生产方案对于解决环境问题非常重要。此外，我们测试的混凝土可能为建筑商提供成本更低的替代方案，因为它使用升级回收和再生材料。”

　　虽然绿色混凝土的前景广阔，但仍需要接受更多测试。从这里开始，研究人员计划继续测试这种新的、更环保的混凝土混合物的抗冻融条件、表面硬度等能力，以确定其整体耐久性以及是否能够承受现实条件。

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