華盛頓州立大學(xué)的研究人員使用煤飛灰創(chuàng)造了一種可持續(xù)的傳統(tǒng)混凝土替代品，煤粉是煤基發(fā)電的廢物。
該進展通過利用煤炭生產(chǎn)廢物和顯著降低混凝土生產(chǎn)對環(huán)境的影響，立即解決了兩個主要的環(huán)境問題。
蘇州大學(xué)土木與環(huán)境工程系副教授，研究生徐剛，開發(fā)了一種堅固耐用的混凝土，使用粉煤灰作為粘合劑，不再使用環(huán)保水泥。他們在8月份的期刊“ 燃料”中報道了他們的工作。
減少能源需求，溫室氣體排放
傳統(tǒng)混凝土的生產(chǎn)是通過將水泥與砂子和礫石相結(jié)合而制成的，占全球溫室氣體排放量的 5%到8%。這是因為水泥是混凝土中的關(guān)鍵成分，需要高溫和大量的能源來生產(chǎn)。
粉煤灰是煤塵燃燒后殘留的物質(zhì)，同時也成為美國一個重要的廢物管理問題。超過50%的飛灰最終進入垃圾填埋場，可以很容易地進入附近的環(huán)境。
雖然一些研究人員在混凝土中使用了飛灰，但他們無法消除傳統(tǒng)上制造強力材料所需的強烈加熱方法。
“我們的生產(chǎn)方法不需要加熱或使用任何水泥，”徐說。
這項工作也很重要，因為研究人員正在使用納米尺寸的材料在分子水平上設(shè)計混凝土。
“為了可持續(xù)地推進建筑業(yè)，我們需要利用納米材料的'自下而上'的能力，”施說。
該團隊使用氧化石墨烯(一種最近發(fā)現(xiàn)的納米材料)來控制飛灰與水的反應(yīng)，并將活化的飛灰轉(zhuǎn)化為強烈的水泥狀材料。氧化石墨烯在飛灰和化學(xué)活化劑如硅酸鈉和氧化鈣的溶液中重排原子和分子。該方法產(chǎn)生具有強鍵合原子的鋁酸鈣 - 硅酸鹽 - 水合物分子鏈，形成比(水合)水泥更耐用的無機聚合物網(wǎng)絡(luò)。
幫助地下水，減輕洪水
該團隊設(shè)計的粉煤灰混凝土是透水的，這意味著水可以通過它來補充地下水并減少洪水的可能性。
研究人員已經(jīng)在各種負(fù)荷和溫度條件下證明了WSU校園測試地塊中材料的強度和行為。他們?nèi)栽谶M行滲透測試，并使用埋在混凝土下的傳感器收集數(shù)據(jù)。他們最終希望將專利技術(shù)商業(yè)化。
“經(jīng)過進一步的測試，我們希望用這種混凝土建造一些結(jié)構(gòu)，作為概念的證明，”徐說。
