“零碳”水泥成為可能？劍橋大學(xué)公布創(chuàng)新技術(shù)，可將廢棄混凝土轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量水泥！
時間：2024-05-30 來源：隧道網(wǎng) 分享：
2024年5月，劍橋大學(xué)在《Nature》雜志上公布了一種能夠?qū)U棄混凝土重新轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量水泥的技術(shù)。據(jù)稱，該項轉(zhuǎn)化技術(shù)具備大規(guī)模應(yīng)用的可能性，或?qū)椭ㄖ袠I(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。一起了解一下吧！
伴隨著全球極端氣候頻現(xiàn)，國際社會對于氣候變暖和碳排放問題的關(guān)注度日益提高。2024年5月，劍橋大學(xué)在《Nature》雜志上公布了一種能夠?qū)U棄混凝土重新轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量水泥的技術(shù)。據(jù)稱，該項轉(zhuǎn)化技術(shù)具備大規(guī)模應(yīng)用的可能性，或?qū)椭ㄖ袠I(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。一起了解一下吧！
一直以來，建筑行業(yè)都是碳排放的“大戶”，據(jù)估算，建筑行業(yè)通常占工業(yè)化國家碳排放總量的5%至10%。其中，傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥制造過程中會排放出大量的CO?，是建筑業(yè)龐大碳排放的主要來源之一。降低水泥生產(chǎn)和混凝土澆筑過程中的碳排放成為了不少建筑單位實現(xiàn)減排目標(biāo)的主要方式，而目前的低碳混凝土研究方向主要分為兩類（點擊藍(lán)字了解詳情）：■ 英國：使用低碳替代材料來部分替代水泥
HS2項目的尤斯頓車站曾使用過被稱為地質(zhì)聚合物混凝土的環(huán)保混凝土 (EFC)。這種混凝土使用磨碎的粒狀高爐礦渣、粉煤灰和高堿性化學(xué)品取代了部分傳統(tǒng)硅酸鹽水泥，以實現(xiàn)減排目標(biāo)。然而，這種環(huán)?；炷?nbsp;(EFC)中仍需要硅酸鹽水泥，且生產(chǎn)成本顯著上升。使用環(huán)保混凝土 (EFC)的預(yù)制管片
日本東京大學(xué)、清水建設(shè)等8家單位組成的科研團(tuán)隊開發(fā)過一種被稱為“CCC混凝土（Calcium Carbonate Concrete）”的新型建筑材料。這種新型材料無需使用硅酸鹽水泥，也無需進(jìn)行水化反應(yīng)；可惜的是，它的性能與傳統(tǒng)材料仍有差距。CCC混凝土
本次劍橋大學(xué)團(tuán)隊所公布的技術(shù)與兩種傳統(tǒng)思路完全不同：劍橋團(tuán)隊的思路是從廢棄混凝土中回收水泥，然后將其重新轉(zhuǎn)化為熟料。這項技術(shù)無需專門的工廠或設(shè)施，整個轉(zhuǎn)化過程可以在用于回收鋼材的廢金屬熔煉爐中完成，其成本和規(guī)模都可以得到保證。
原則上，水化的水泥（HCP）是可以進(jìn)行再熟化的，然而，過往的大規(guī)模水泥再熟化實驗都沒有能取得令人滿意的成果。但在實驗過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，液態(tài)金屬浴會促進(jìn)再熟化的化學(xué)反應(yīng)過程。有鑒于此，劍橋大學(xué)團(tuán)隊提出了利用廢金屬熔煉爐再熟化水泥的思路。在熔煉爐中生產(chǎn)水泥
該項技術(shù)的關(guān)鍵之處在于：再熟化的過程并不會影響廢金屬熔煉爐的正常運作，水泥和一些添加劑會被當(dāng)作助熔劑被加入到熔煉爐中，在金屬熔煉過程中，水泥將重新熟化。廢金屬熔煉爐需要助熔劑來凈化鋼水，助熔劑會捕捉廢金屬中的雜質(zhì)，然后冒泡到表面，形成一層保護(hù)層，防止新的純鋼暴露在空氣中。工藝結(jié)束時，傳統(tǒng)的助熔劑會作為廢料丟棄。而水泥助熔劑經(jīng)過快速冷卻并研磨后，會變成新的熟料。通過這種回收工藝制成的水泥比傳統(tǒng)水泥含有更高含量的氧化鐵，但研究人員表示其對混凝土整體性能影響不大。強度測試
整個轉(zhuǎn)化過程可以被視為舊水泥和舊金屬的相互凈化。整道工序完成時，兩者都會重新變?yōu)榭捎玫男虏牧稀?/section>
由于水泥是作為助熔劑加入廢金屬熔煉爐中的，所以在掌握平衡的情況下，水泥轉(zhuǎn)化過程不會讓金屬回收產(chǎn)生任何額外成本，甚至因為減少了傳統(tǒng)助熔劑的使用，還可以幫助金屬回收行業(yè)降低碳排放和相關(guān)成本。5月底，劍橋大學(xué)團(tuán)隊將會與鋼鐵制造公司Celsa，建筑公司Balfour Beatty、Tarmac聯(lián)合進(jìn)行第一次工業(yè)規(guī)模實驗。工廠實驗
劍橋的研究人員非常看好該技術(shù)的規(guī)?；l(fā)展。他們預(yù)計到2050年，該工藝的產(chǎn)量可達(dá)到每年10億噸，約占目前水泥年產(chǎn)量的四分之一，同時由可再生能源或核能驅(qū)動的電爐可以讓整個工藝實現(xiàn)真正意義上的“零排放”。
本文內(nèi)容整理自Nature (2024)
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