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替代水泥:生态混凝土的配方
2020年06月22日    阅读量:306    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

恩帕(Empa)研究人员正在研究替代水泥配方,这些配方可显着减少排放,甚至可以约束温室气体二氧化碳。

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大气中排放的700千克二氧化碳(CO 2)。这比例如钢或铝的生产要少中国建材网cnprofit.com。但这是数量的绝对差异。每年,我们在全球范围内生产约12立方公里的混凝土,这一数量每年可以完全填满卢塞恩湖。并且趋势正在上升。


目前,水泥行业造成的全球CO 2排放份额约为7%。但是,随着亚洲和非洲需求的增长,而欧洲的生产或多或少的稳定,这种情况将来可能会增加。因此,现在是时候寻找一种能为人们提供住房和基础设施,但仍要考虑到环境因素并且可以根据我们的气候目标生产的水泥的时候了。联合国环境规划署(环境署)还呼吁立即开发和使用新型的水泥基材料,这种材料对气候更友好,同时又具有成本效益。因此,Empa研究人员正在研究可替代的水泥和混凝土类型,它们产生的温室气体危害较小,甚至可以与CO 2结合。


烧成温度低200度

Empa公司混凝土与沥青实验室的研究员Empa研究员Frank Winnefeld说:“传统上,水泥是在1450摄氏度左右的回转窑中燃烧的。” 温尼菲尔德说,尽管化石燃料可以用替代能源代替,但“平均可以用当今的技术替代50%,但节省的潜力已经耗尽,至少在欧洲是这样。” 但是,通过使用需要较低燃烧温度的原材料可以节省更多的能源。由硫铝酸钙制成的CSA水泥是一个有前途的候选人。它需要烧制温度是200度降低并且发射周围200公斤更少CO 2每吨水泥。但是减少温室气体排放不仅是由于降低了燃烧温度。CSA水泥在气候方面的优势很大一部分是由于原料混合物中的石灰石含量较低。


石灰石通过水泥生产过程中的化学反应负责大量的CO 2排放。因此,减少石灰石的比例是发展生态水泥的一个有趣的方面。除了CSA水泥外,研究人员还研究了其他行业中作为废料积累的替代成分。这些包括用于生产生铁的高炉矿渣和煤燃烧留下的飞灰。两种产品均可与水泥混合以帮助减少CO 2排放。


但是这些二次原料无法满足行业的巨大需求。因此,Empa研究人员正在开拓新的领域,并确定残留物仍很少使用的工业分支。温内菲尔德解释说:“从电子废物中冶金回收贵金属会留下高质量的矿渣,也可以将其与粉末形式的水泥混合。”如果矿渣中的重金属含量符合法律标准,则该水泥也可用于瑞士:好消息是,我们废弃的手机和计算机遗留下来的“城市地雷”的沉积物将在未来继续增长。根据Winnefeld的说法,也可以将矿物建筑废料用于水泥外加剂。


甚至可以改变水泥中添加剂的类型,从而可以完全消除燃烧过程。在所谓的碱活化水泥中,诸如矿渣,灰分或煅烧粘土的组分通过诸如硅酸钠的强碱性溶液而活化成所需的化学反应。然后,该反应的产物结合形成一种材料,其抗压强度与燃烧的常规水泥的抗压强度相对应。


能够将CO 2粘结在混凝土中而不是释放它

将CO 2结合在混凝土中而不是释放它的能力也是一项独创的功能。CO 2阴性混凝土将是真正的气候之友。Empa的研究人员正在研究一种镁基水泥,这将为这种生态混凝土提供基础。在土壤中发现含镁的橄榄石的地区,可以获得原材料的资源。矿物主要在地幔深处发现。但是,如果通过火山活动将其运输到地面,例如在斯堪的纳维亚半岛,它可能会降解。在用橄榄石生产水泥的过程中,然后将CO 2添加到粗硅酸镁中。并且由于在后续处理步骤中仅燃烧了一部分材料,因此总体上减少了CO 2生产的产品比以前消耗的产品多。尽管该产品已经有了一个俗称的名称(“ MOMS”,得自硅酸盐的氧化镁),但仍未充分开发其性能。


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