新华社东京9月30日电(记者钱铮报道)近日,日本早稻田大学公布了一项引人注目的科研成果——一种以海水和二氧化碳为原料的新型混凝土。
这种新材料不仅解决了建筑材料所需的短暂凝固时间和优良的抗压强度问题,还在生产过程中实现了对二氧化碳的固化封存,为碳中和目标贡献力量。
在当前的建材领域,制备混凝土主要依赖普通硅酸盐水泥,其生产过程中涉及到高温分解石灰石,从而生成大量二氧化碳排放。
为了打破这一局面,早稻田大学的科研团队开始探索新的混凝土制备技术。
他们利用海水中丰富的矿物质资源,特别是镁元素,结合二氧化碳进行化学反应,研发出碳酸镁作为新型混凝土的关键原料。
这一研发过程中,团队首先通过一系列绿色电力驱动的技术步骤,从海水中提取氯化镁水合物,并通过热分解得到氧化镁。
进一步利用氧化镁生产碳酸镁时,他们以固态碳酸盐的形式固化封存二氧化碳。
值得注意的是,每立方米碳酸镁能够封存20至110千克的二氧化碳,这一特性使得新材料具有实现碳封存技术的潜力。
简单地将碳酸镁混入传统混凝土并不能达到理想的建筑效果。
为了解决这个问题,研究团队借鉴了非水硬性氯氧镁水泥生产技术的经验,通过精准调整氧化镁的生成条件和碳酸盐化条件,控制混入的碳酸镁晶体。
同时,添加了特殊配比的粗骨料和细骨料,最终开发出兼具优良施工性能和抗压强度的新型混凝土。
这种混凝土的凝固时间仅需1至2个小时,抗压强度超过25兆帕,完全满足建筑使用要求。
这项创新技术的优点不仅在于其环保性。
传统的混凝土大多呈强碱性,对于碳钢钢筋的腐蚀性较强。
而这种新型混凝土由于不含有强烈的碱性成分,因此在对钢筋的使用上具有更广泛的选择性。
早稻田大学的研究人员表示,下一步将针对这种新型混凝土对不锈钢钢筋进行腐蚀测试等研究工作。
公报指出,这种新型混凝土可用于制造消波块、联锁块等混凝土产品。
它们在未来的建筑和土木工程领域中有着广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和完善,新型混凝土的大规模生产和应用指日可待,将为减少建筑行业对环境的负面影响、推动全球碳中和目标的实现发挥重要作用。
这项成果展示了人类在面对环境挑战时的创新能力和智慧。
早稻田大学的科研团队通过研发这种新型混凝土,不仅为建筑行业提供了一种可持续的建筑材料选择,也为全球的环境保护事业带来了希望。
随着更多类似的科技创新不断涌现,人类离实现绿色、可持续发展的目标将越来越近。
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