本文介绍了研究人员将拆迁现场的废弃混凝土转化为高强度新鲜混凝土的新方法，阐述了混凝土生产对环境的影响以及此前绿化混凝土的多种尝试，详细说明了新方法的过程和优势，还提及该技术在建筑行业的应用前景。
在当今环保意识日益增强的时代，建筑行业的碳排放问题备受关注。而现在，研究人员取得了一项重大突破，他们找到了一种独特的方法，能够把拆迁现场堆积如山的废弃混凝土转化为强度超乎想象的新鲜混凝土。这一创新成果意义非凡，很可能会大幅降低建筑行业的排放量。
混凝土，被《卫报》形象地称为“地球上最具破坏性的材料”，它对地球环境产生了巨大的负面影响。
混凝土是地球上使用最为广泛的人造产品，这一地位十分显著。为了制造混凝土，需要进行一系列复杂且耗能的工序。首先要将矿物进行粉碎，然后把这些粉碎后的矿物放入加热到 2600 °F (1427 °C) 以上的窑中进行烧制，目的是产生一种名为熟料的关键材料。在熟料的形成过程中，涉及到的化学过程会释放出二氧化碳 (CO2)，而二氧化碳是一种大家熟知的温室气体。同时，为了让窑炉达到能够完成工作的足够温度，需要燃烧化石燃料，这同样会产生大量的二氧化碳。据统计，混凝土生产每年约占全球二氧化碳排放量的 8%，这一数据不容小觑。
令人无奈的是，混凝土还是地球上继水之后使用量第二大的物质。其广泛的使用使得减少混凝土生产过程中的碳排放变得刻不容缓。
多年来，研究人员一直致力于寻找创新方法，试图让混凝土变得更加环保。他们进行了诸多尝试，其中一项技术是利用电解取代传统的高炉，以此来制造出零碳材料；另一项技术是利用生物炭来制造混凝土，这种特殊的混凝土从大气中吸收的二氧化碳比制造它所消耗的二氧化碳还要多；还有一项技术是用海水制成的碳捕获材料来代替混凝土中原本使用的沙子。
除了上述方法，使用再生材料也是绿化混凝土的一种流行途径。这些再生材料包括废弃粘土、经过辐照处理的塑料水瓶，甚至还有旧混凝土本身。
不过，普林斯顿大学和圣保罗大学 (USP) 的研究人员发现，回收混凝土存在一个关键问题，那就是回收后生产出的新混凝土强度不如原来的混凝土。针对这一问题，他们展开了深入的研究。
热活化：解决问题的关键
研究人员首先将现有的混凝土废料进行粉碎，制成细粉。接着，他们把这些细粉加热至 932°F (500°C)，这个温度大约是制造原始混凝土所需温度的三分之一。经过研究发现，这个温度恰到好处，既足以使水泥粉末脱水，又不会因为温度过高而破坏其中的碳酸盐成分，从而避免了二氧化碳的释放。
然而，当他们使用新的“热活化”水泥来制作新混凝土时，却发现这种水泥的强度不尽如人意，原因是它比普通水泥更具孔隙性。为了解决这个问题，他们经过不断尝试，发现将约 20% 的细磨新鲜波特兰水泥或石灰石添加到混合物中是一个有效的办法。这样做可以填补水泥中的孔隙，最终创造出符合当前行业标准的产品。
研究合著者、普林斯顿大学的克莱尔·怀特 (Claire White) 表示：“以前，如果只使用热活化再生水泥，它的性能不够好，不足以成为可接受的替代品。但通过降低表面积并优化材料微观结构中颗粒的填充，我们得到了一种性能与波特兰水泥相当的材料。”
研究人员经过估算，这种新材料最多可将水泥行业的排放量减少 61%。他们还指出，这种水泥每吨产生 198 至 320 公斤二氧化碳，其排放量甚至比市面上低碳替代品石灰石煅烧粘土水泥 (LC3) 的排放量低 40%。
来自 USP 的研究负责人 Sérgio Angulo 兴奋地说：“建筑垃圾通常要么被填埋，要么如果被回收，也只是用于路面或土壤等低级用途。我们很高兴地发现，我们实际上可以将这些回收的水泥废料回收用于高质量的用途。”
该团队认为，这项技术在混凝土生产中能够发挥更循环经济的作用，即旧混凝土被回收、处理后用于建造新建筑。不过，研究人员也表示，为了实现这一目标，需要考虑改进建筑实践，并改变拆除项目后建筑垃圾的分类方式。
他们的这一重要研究成果发表在了《ACS可持续化学与工程》杂志上。
研究人员成功将拆迁废弃混凝土转化为高强度新混凝土的技术。混凝土生产碳排放高且使用广泛，此前虽有多种绿化混凝土的尝试，但回收混凝土存在强度不足问题。研究人员通过热活化及添加材料解决了强度问题，新材料可大幅减少水泥行业排放量，有望推动建筑行业向更循环经济的方向发展，但仍需改进建筑实践和建筑垃圾分类方式。
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