混凝土是世界上最普遍的建筑材料之一，被用來建造住房、學校、教堂、公寓大樓、工廠等。然而，這種材料幾乎是不可持續(xù)的。由于它對硅酸鹽水泥、煤灰、高爐礦渣、高溫窯燒以及大量染料和著色劑的依賴，混凝土對全球六分之一的二氧化碳排放負有責任。
從中間鋸開的Watershed Materials地質聚合物石材測試樣品柱
加利福尼亞的創(chuàng)業(yè)公司Watershed Materials(分水嶺材料)在國家科學基金會的支持下，花了四年時間在研發(fā)一種混凝土替代品。目前，他們的研究已經產生一種以天然的礦物質地質聚合物生產的石材，有著難以置信的強度和很低的碳足跡。
這塊樣品用氯丁橡膠墊分散壓力夾在兩個鋼帽間，最終在10萬磅壓力下破裂
這種材料的基礎是天然粘土，在全球各地都能找到。Watershed的研究發(fā)現了這些土里的某些屬性，可以在地質聚合物反應中被激活。這些礦物質因為缺乏直接結合能力而在以前被忽視，而通過改變粘土的化學結構則解決了這個問題。結果就是一種耐久、高抗壓強度、防水的混凝土替代品。
通過地質聚合反應改造粘土礦物，使得石材產品的干燥收縮最小化
Watershed的技術并不依賴于工業(yè)廢棄物，而是利用本地材料。來源于采石場、礦場、建筑工地開挖土方或拆遷的天然粘土——在以前是廢料——都可以被激活來形成該材料。不像傳統(tǒng)水泥依賴于沒有任何顏色變化的處女開采的巖石，Watershed的替代品擁抱本地材料的多樣性，因此在例如愛沙尼亞生產的就和在巴西生產的看上去不一樣，因此同質化不復存在。
根據阿特貝限規(guī)格測量混合物中使用的粘土礦物的流限
顯然，要建筑界接受它依賴于其實際價值。在抗壓強度測試中，目前的技術在施加10萬磅力后被破壞。本質上這相當于每平方英寸7000磅的抗壓能力——是普通混凝土的兩倍，比通常要求高350%。歸功于流程中使用的化學物質，該基于粘土的石材對干-濕循環(huán)導致的漲縮也有高度抵抗力。和傳統(tǒng)材料不同的，還有制造它所需的溫度。與傳統(tǒng)方法相比較，制造過程中的廢熱是如此正常，以至于幾乎所有熱量都能回收再次利用。
生產機械的液壓馬達的廢熱可以再次利用來提高凝固的環(huán)境溫度
