华盛顿州立大学的研究人员使用煤粉煤灰(一种煤基发电的废品)创造了一种可持续的替代传统混凝土的方法。
通过利用煤炭生产废料并显着减少混凝土生产对环境的影响,这一进步同时解决了两个主要的环境问题。
华盛顿州立大学土木与环境工程系副教授史宪明和研究生徐刚,已经开发出一种坚固,耐用的混凝土,该混凝土使用粉煤灰作为粘结剂并消除了对环境的影响中国建材网cnprofit.com。他们在八月份的《燃料》杂志上报告了他们的工作。
减少能源需求,减少温室气体排放
传统水泥的生产是将水泥与沙子和砾石结合在一起而制成的,占全球温室气体排放量的5%至8%。这是因为水泥(混凝土中的关键成分)需要高温和大量能量才能产生。
粉煤灰是燃烧煤尘后残留的材料,同时在美国已成为重要的废物管理问题。超过50%的粉煤灰最终进入垃圾填埋场,在那里很容易渗入附近的环境。
尽管一些研究人员在混凝土中使用了粉煤灰,但他们仍无法消除制造坚固材料所需的传统加热方法。
徐说:“我们的生产方法不需要加热或使用任何水泥。”
分子工程
这项工作也意义重大,因为研究人员正在使用纳米级材料在分子水平上对混凝土进行工程设计。
“为了可持续发展建筑业,我们需要利用纳米材料的“自下而上”能力。
该团队使用氧化石墨烯(一种最近发现的纳米材料)来控制粉煤灰与水的反应,并将活化的粉煤灰转变成坚固的水泥状材料。氧化石墨烯在粉煤灰和化学活化剂(如硅酸钠和氧化钙)的溶液中重排原子和分子。该过程创建了具有牢固键合原子的铝酸钙硅酸盐水合物分子链,形成了比(水合)水泥更耐用的无机聚合物网络。
援助地下水,减轻洪水
该团队将粉煤灰混凝土设计为可渗透的,这意味着水可以通过它来补充地下水并减轻洪水的可能性。
研究人员已经在各种负荷和温度条件下的WSU校园测试区中证明了这种材料的强度和性能。他们仍在进行渗透测试,并使用埋在混凝土下的传感器收集数据。他们最终希望将专利技术商业化。
“经过进一步的测试,我们希望用这种混凝土建造一些结构,以作为概念证明。” Xu说。
这项研究是由美国运输部的大学运输中心和WSU商业化办公室资助的。