據(jù)外媒報(bào)道，混凝土生產(chǎn)是世界上最大的二氧化碳排放源之一。為了使無處不在的建筑材料更加環(huán)保，該行業(yè)一直在增加燃煤電廠的副產(chǎn)品，但這樣做有其自身的問題?，F(xiàn)在，萊斯大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種新的復(fù)合粘結(jié)劑，幾乎可以完全替代水泥，同時(shí)也減少了發(fā)電廠的浪費(fèi)。
粉煤灰是從燃煤電廠煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰。這種材料通常是被捕獲的，而有些是被回收利用的，大多數(shù)都是被送往垃圾填埋場?；炷潦腔厥辗勖夯业闹饕猛局唬?yàn)榛谠搹U料的粘結(jié)劑不需要與波特蘭水泥相同的高溫、高能耗處理。反過來，這又可以減少混凝土生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的排放，并且還可以使混凝土結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固、更耐腐蝕。
但是大多數(shù)這些混合物只使用相對(duì)較少量的粉煤灰，更糟的是，它需要更大量的鈉基活化劑。這可以抵消環(huán)境和成本效益。
該研究的合著者Rouzbeh Shahsavari表示：“該行業(yè)通常將5％至20％的粉煤灰摻入水泥中以使其變得環(huán)保，但其中很大一部分仍然是水泥。使用Taguchi分析，萊斯大學(xué)研究人員能夠?yàn)樗麄兊男聫?fù)合材料確定最有效的配方和混合策略。這使得他們能夠最終確定約80％的粉煤灰、5％的鈉基活化劑和由納米二氧化硅和氧化鈣組成的配方。該團(tuán)隊(duì)表示，這種混合物完全不含波特蘭水泥。
使用的粉煤灰類型是關(guān)鍵。大多數(shù)其他項(xiàng)目使用所謂的F型粉煤灰，富含硅和鋁。然而，萊斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用了鈣含量較高的C型。
Shahsavari表示：“過去的大部分工作集中在所謂的F型粉煤灰上，這種粉煤灰源于發(fā)電廠燃燒無煙煤或煙煤，含鈣量低。但在全球范圍內(nèi)，褐煤或次煙煤等燃燒會(huì)產(chǎn)生高鈣或C型粉煤灰。我們的工作為此類高鈣粉煤灰進(jìn)行高效且經(jīng)濟(jì)高效的再利用提供了一條可行的道路，為混凝土的環(huán)保責(zé)任制造鋪平道路?！?
在試驗(yàn)中，研究人員在7天后發(fā)現(xiàn)使用新型粉煤灰粘結(jié)劑制成的混凝土具有16.18MPa的抗壓強(qiáng)度，這與用波特蘭水泥制成的常規(guī)混凝土相當(dāng)。
該研究成果發(fā)表在《Journal of the American Ceramics Society》上。
