迈向更加环保的水泥

走向绿色环保
混凝土是地球上使用量仅次于水的第二大材料。据估计,全球每年使用超过250亿吨新混凝土,相当于人均超过3吨。随着中国、印度和其他国家的工业化进程不断推进,全球混凝土使用量只会持续增长。

为什么这件事情?

由于混凝土的主要成分水泥的生产过程占全球二氧化碳排放量的 5%(CO2)排放归因于人类活动,这可能是导致全球气候变化的一个因素。

水泥生产过程中,二氧化碳会在多个环节排放。首先,开采石灰石(水泥的主要成分)并将其运送到水泥制造厂需要消耗能源。

石灰石到达工厂后,会与水和其他材料混合,然后经过一个叫做“煅烧”的化学过程。这个过程需要在极高的温度下烧制石灰石和其他成分,大约2700华氏度(1400摄氏度)。

Novacem碳负性水泥煅烧产生直接和间接的 CO2 排放。《水泥可持续发展倡议报告》估计,60% 的二氧化碳2 水泥厂的排放物直接来源于煅烧过程本身引发的化学反应。其余40%则来自与该过程相关的间接排放:二氧化碳。2 从启动窑炉并产生必要热量所需的化石燃料中释放出来。

由于混凝土仍然是世界各地建筑项目的核心组成部分,人们正在探索如何使其成为一种更加环保的材料。

减少水泥碳足迹的种植选择

重大影响带来重大机遇。水泥制造业是全球二氧化碳排放的主要贡献者。2 排放,对制造过程进行有益的改变可以显著减少这些排放。

减少二氧化碳排放的关键机遇有三个2 排放量:

  1. 通过减少窑炉加工石灰石混合物所需的化石燃料来减少间接排放。
  2. 减少煅烧过程中的直接排放,一般是通过减少所需的石灰石量或修改煅烧混合物的配方来实现的。
  3. 利用碳捕获与封存(CCS)技术捕获二氧化碳2 这是水泥生产过程中直接或间接排放的。

商业企业和学术机构都在探索减少水泥碳足迹的创新方法。他们从自然和古今中外汲取新灵感。以下是一些最有前景的方案:

  • 卡莱拉, 一家加州公司,寻求获得 CO2 将这些排放物转化为混凝土的原材料,从而取代石灰石。这一过程模仿了自然界珊瑚礁的形成过程,过滤了收集到的二氧化碳2 通过海水排放。最终得到的是一种白垩质材料,可以用作混凝土的成分,而且加工时不需要像石灰石那样承受极高的温度。
    水泥制成的金字塔
  • 绿石水泥: 德雷克塞尔大学的研究人员发现,埃及古代金字塔的部分结构并非由整块石头雕刻而成,而是由一种混凝土制成。金字塔的经久耐用令研究人员兴奋不已,他们开始研究如何使这种耐用材料更加环保。他们首先将可回收材料(主要是工业废料)与少量石灰石混合。然后,他们向这种改良混合物中添加少量碱性化学物质,并采用了一种几乎不需要加热的工艺。据他们估计,这种碱激活水泥的二氧化碳排放量减少了97%。2 比传统的波特兰水泥。
  • 麻省理工学院研究: 麻省理工学院的科学家们没有改变水泥配方中的任何成分,以此来减少直接二氧化碳的排放2 排放量。相反,他们调整了配料比例。制造坚固稳定的水泥的行业标准是钙硅比为1:7。研究人员质疑这一标准的必要性,并进行了测试,得出结论:1:5的比例不仅可以生产出更坚固的水泥,而且估计还可以减少二氧化碳排放。2 制造过程中的排放量减少高达60%。
    David Stone 博士与 Ferrock 合作
  • 费罗克™: 这是亚利桑那大学研发的波特兰水泥的替代品。这种新型“水泥”由工业废料钢尘制成。将钢尘转化为可替代混凝土中水泥的粘合剂的过程实际上需要大量的二氧化碳。2因此,Ferrock 的生产过程会吸收二氧化碳。2 而不是发射它。

这些选择真的可以取代传统水泥吗?

探索改变水泥成分配方以减少水泥的碳足迹是一回事。但同样重要的是要问:这些水泥的改变是否会对最终混凝土的特性产生有利影响?

到目前为止,答案出人意料地积极,创造了看似双赢的局面。企业和大学的研究人员一直在进行强度和耐久性测试,并发现他们的新产品生产的混凝土达到甚至超过了久经考验的波特兰水泥混凝土的强度和耐久性。

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无论水泥制造业巨头们如何迅速推动社会转向使用更环保的水泥,我们仍然可以预见,有些事情仍将保持不变。混凝土的养护过程(即水泥和水混合物硬化形成混凝土时发生的化学反应)仍然是决定混凝土耐久性的关键。

此外,即使新的实验混凝土混合物未来可能提出使用新的混凝土湿度测试方法,地板安装人员对准确了解混凝土板湿度状况的需求仍将保持不变。在决定混凝土板是否适合铺设成品地板时,湿度状况信息始终至关重要。

目前的研究清楚地表明,最可靠的混凝土湿度测试使用现场相对湿度 (RH) 探头,就像在 瓦格纳快速 RH 仪表® 包使用其他湿度测试方法可能会增加地板严重损坏的风险。请永远记住:第一次就做好,不仅经济实惠,而且环保!

最后更新于 5 年 2026 月 XNUMX 日

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