生產(chǎn)水泥是一個(gè)巨大的能源密集型工藝，其生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的二氧化碳排放約占全球全球人為產(chǎn)生二氧化碳排放量的5％，所以科學(xué)家們一直在尋找更環(huán)保的方法。麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)，將火山灰粉碎并加入到混合物中，不僅可以使工藝更加環(huán)保，而且所得到的結(jié)構(gòu)也更加堅(jiān)固。

在探索這種新方法的潛力時(shí)，團(tuán)隊(duì)開始研究現(xiàn)有水泥生產(chǎn)過程中所涉及的不同工業(yè)過程中“隱含能源”的數(shù)據(jù)。這是指用來做粉碎巖石，固化水泥或制作混凝土等的總能量。使用這些數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)計(jì)算了含有不同比例火山灰的水泥配方的總體能量，范圍從10％到50％。然后他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室生產(chǎn)一些樣品。

研究人員發(fā)現(xiàn)，用火山灰替代50％的傳統(tǒng)水泥，其顆粒大小為17微米，所形成的混凝土的隱含能源減少了16％，盡管這阻礙了材料的整體強(qiáng)度。將火山灰顆粒減少到6微米左右的大小，通過為水和水泥粘結(jié)在一起創(chuàng)造更多的表面積，極大地提高了它的強(qiáng)度。

然后，他們打算將這些知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界，轉(zhuǎn)向科威特一個(gè)由13棟住宅和14棟由傳統(tǒng)波特蘭水泥建成的商業(yè)建筑的社區(qū)。他們使用無人機(jī)在結(jié)構(gòu)上飛行，收集圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)，并與地方當(dāng)局的數(shù)據(jù)結(jié)合起來計(jì)算鄰里的隱含能源。

在他們?cè)缙诠ぷ鞯幕A(chǔ)上，科學(xué)家們計(jì)算了如何通過不同比例的火山灰來改變這種隱含能源。他們發(fā)現(xiàn)30％是他們所定的最佳比例，他們認(rèn)為這將大大降低隱含能源。

麻省理工學(xué)院土木與環(huán)境工程系教授Oral Buyukozturk表示：“我們發(fā)現(xiàn)，混凝土可以用具有理想性能的天然添加劑制造，并降低隱含能源，當(dāng)您打造社區(qū)或城市時(shí)，這可以轉(zhuǎn)化為顯著的節(jié)能?！边@種方法的優(yōu)點(diǎn)在于其靈活性。工程師可以調(diào)整配方，根據(jù)當(dāng)前的任務(wù)改變火山灰的使用量。