日本早稻田大學日前發(fā)布公報說，該校研究人員領銜的團隊研發(fā)出一種以海水和二氧化碳為原料的新型混凝土。這種新材料不僅達到作為建材所需的較短凝固時間和良好抗壓強度，其生產(chǎn)過程還能固化封存二氧化碳，助力實現(xiàn)碳中和。
公報說，以固態(tài)碳酸鹽形式封存二氧化碳作為可實現(xiàn)的碳封存技術而備受關注。封存二氧化碳適用的堿性氧化物包括氧化鈣、氧化鎂等，而鈣和鎂均以離子形式大量存在于海水中。該團隊一直致力于研發(fā)碳酸鎂的相關應用產(chǎn)品，他們從海水中提取氯化鎂水合物，并以熱分解氯化鎂水合物得到的氧化鎂為原料生產(chǎn)碳酸鎂。這一系列工藝用綠色電力驅動，生產(chǎn)出來的每立方米碳酸鎂能夠封存20至110千克二氧化碳。
公報說，目前制備混凝土一般使用普通硅酸鹽水泥，生產(chǎn)這種水泥需要用到主要成分包含氧化鈣的水泥熟料，而氧化鈣由石灰石（主要成分為碳酸鈣）熱分解生成，其產(chǎn)物包括二氧化碳。因此，即使熱分解的能量來源不是化石燃料，仍會造成碳排放。
團隊想到利用海水和二氧化碳制取的碳酸鎂為水泥原料制備混凝土，以減少碳排放。但如果僅在普通硅酸鹽水泥中混入碳酸鎂，那么制得的混凝土施工性能會下降，抗壓強度也不夠，易出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象。
他們從傳統(tǒng)的非水硬性氯氧鎂水泥生產(chǎn)技術獲得啟發(fā)，通過調整氧化鎂的生成條件和碳酸鹽化的條件控制混入的碳酸鎂晶體，再添加氯氧鎂水泥制成的獨特配比的粗骨料和細骨料，開發(fā)出兼具施工性能和抗壓強度的新型混凝土，其凝固時間為1至2個小時，抗壓強度超過25兆帕。
公報說，新型混凝土可用于制造消波塊、聯(lián)鎖塊等混凝土產(chǎn)品。不過，這種材料不像普通混凝土那樣呈強堿性，因此不適合用于普通的碳鋼鋼筋混凝土澆筑。下一步，研究人員將用這種新型混凝土對不銹鋼鋼筋進行腐蝕測試等。
