“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(shí)間：2024-05-30 來(lái)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(xiàng)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(shí)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(guó)際社會(huì)對(duì)于氣候變暖和碳排放問(wèn)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。一起了解一下吧！
一直以來(lái)，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(guó)家碳排放總量的5%至10%。其中，傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥制造過(guò)程中會(huì)排放出大量的CO?，是建筑業(yè)龐大碳排放的主要來(lái)源之一。降低水泥生產(chǎn)和混凝土澆筑過(guò)程中的碳排放成為了不少建筑單位實(shí)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(diǎn)擊藍(lán)字了解詳情）：■ 英國(guó)：使用低碳替代材料來(lái)部分替代水泥
HS2項(xiàng)目的尤斯頓車站曾使用過(guò)被稱為地質(zhì)聚合物混凝土的環(huán)?；炷?nbsp;(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(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。然而，這種環(huán)保混凝土 (EFC)中仍需要硅酸鹽水泥，且生產(chǎn)成本顯著上升。使用環(huán)?；炷?nbsp;(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(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)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(wú)需使用硅酸鹽水泥，也無(wú)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(duì)所公布的技術(shù)與兩種傳統(tǒng)思路完全不同：劍橋團(tuán)隊(duì)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(xiàng)技術(shù)無(wú)需專門的工廠或設(shè)施，整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)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(guò)往的大規(guī)模水泥再熟化實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有能取得令人滿意的成果。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，液態(tài)金屬浴會(huì)促進(jìn)再熟化的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。有鑒于此，劍橋大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵之處在于：再熟化的過(guò)程并不會(huì)影響廢金屬熔煉爐的正常運(yùn)作，水泥和一些添加劑會(huì)被當(dāng)作助熔劑被加入到熔煉爐中，在金屬熔煉過(guò)程中，水泥將重新熟化。廢金屬熔煉爐需要助熔劑來(lái)凈化鋼水，助熔劑會(huì)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(shí)，傳統(tǒng)的助熔劑會(huì)作為廢料丟棄。而水泥助熔劑經(jīng)過(guò)快速冷卻并研磨后，會(huì)變成新的熟料。通過(guò)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(duì)混凝土整體性能影響不大。強(qiáng)度測(cè)試
整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)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(shí)，兩者都會(huì)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(guò)程不會(huì)讓金屬回收產(chǎn)生任何額外成本，甚至因?yàn)闇p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(duì)將會(huì)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(shí)驗(yàn)。工廠實(shí)驗(yàn)
劍橋的研究人員非?？春迷摷夹g(shù)的規(guī)模化發(fā)展。他們預(yù)計(jì)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(shí)由可再生能源或核能驅(qū)動(dòng)的電爐可以讓整個(gè)工藝實(shí)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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